洪水被害評価のための地中レーダー
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洪水被害評価のための地中レーダー

I

2017 年の春、カナダのケベック州南部は前例のない降雨と広範囲にわたる洪水に見舞われました。 モントリオール地域の川は堤防を決壊させ、地域社会を水没させた。 ある地域では、地元の歩行者専用の桟橋が 3 週間にわたり、水深 2 フィートの下に完全に浸水しました。

洪水が引いた後、桟橋には目に見える損傷があった。 桟橋にはレンガ造りの歩道が崩れ落ちた場所がいくつかあり、空洞の存在が示されていた。 桟橋の垂直壁を検査したところ亀裂が見つかり、追加の構造基材が流失したのではないかとの懸念がさらに高まった。 地元自治体当局者は、桟橋にさらに多くの空洞があり、それが崩壊して歩行者に怪我を引き起こす可能性があると懸念していた。

市はケベック州に本拠を置く地球物理学的サービスプロバイダーと契約し、桟橋をスキャンして問題のある領域を報告した。

請負業者は当初、空隙を探すために電磁誘導を使用することを検討していました。 しかし、桟橋にはゴミ箱やベンチなど、結果を妨げる金属製の障害物が多数ありました。 代わりに、結果がこれらの金属物体の影響を受けないため、GPR を使用することにしました。

コンクリートと連動レンガの表面素材と空隙を示す橋脚の表面。
図1:
コンクリートと連動レンガの表面素材と空隙を示す橋脚の表面。

LMX200 GPR 検出器は、大規模な洪水により被害を受けた桟橋で 12,500 フィートのデータを収集するために使用されました。
図2:
LMX200™ は、大規模な洪水により被害を受けた桟橋で 12,500 フィートのデータを収集するために使用されました。

多くの障害物と奇妙な形状の桟橋を考慮すると、XY グリッド パターンで GPR データを収集することは非常に困難です (図 3)。 代わりに、請負業者は GPR データの位置を測るために GPS を使用してデータを収集することにしました。 これにより、グリッドを配置するよりもはるかに速く桟橋の全域をカバーできるようになります。 データは、一貫した間隔を確保するために舗装上のマークを使用して、一連の密な間隔の直線で収集され、線間は平均約 18 インチ (0.5 m) でした (図 4)。

図3:
多くの障害物を示す桟橋の航空写真。

GPR データ収集パス。 GPS 測位により、XY グリッドよりも速く、より完全なエリアをカバーできるようになりました。
図4:
GPR データ収集パス。 GPS 測位により、XY グリッドよりも速く、より完全なエリアをカバーできるようになりました。

12,500 人の技術者が現場にいたため、わずか 2.36 時間で合計 3.8 フィート (4 マイルまたは XNUMX km) が収集されました。

データ収集が完了すると、EKKO_Project™ GPR 処理ソフトウェアの新しい SliceView-Lines モジュールを使用して、橋脚の深度スライスを生成しました。 請負業者は、桟橋の主な構造要素として使用されている桟橋の下にある大きな岩が洪水によって流されないことを知っていましたが、より細かい砂や砂利で覆われた桟橋の浅い部分が洪水によって除去された可能性があることを非常に懸念していました。

デプススライスを確認する場合、高振幅のGPR反射はボイドを示している可能性があります。 これは、空気または水で満たされたボイドが上の材料との大きなコントラストを提供し、強いGPR反射を作成するために発生します。 図5は、赤と黄色の強い反射板と青と緑の弱い反射板を備えた1フィートの深さのスライスを示しています。 すでに表面で崩壊しているXNUMXつの領域が図に示されています。

この深さ 1 フィートのスライスでは、すでに崩壊した領域と、空洞の可能性がある追加領域が、赤と黄色で表示される強力な GPR 反射体として示されています。
図5:
この深さ 1 フィートのスライスでは、すでに崩壊した領域と、空洞の可能性がある追加領域が、赤と黄色で表示される強力な GPR 反射体として示されています。

深さ 5.5 フィートのスライスでは、橋脚の奥深く、連結されたレンガの下にある岩や丸石からの強い反射が見られます。 これらの領域では、GPR が最も深く浸透していることがわかりました。
図6:
深さ 5.5 フィートのスライスでは、橋脚の奥深く、連結されたレンガの下にある岩や丸石からの強い反射が見られます。 これらの領域では、GPR が最も深く浸透していることがわかりました。

GPR データには、調査中に観察されたいくつかの興味深い現象が示されています。 たとえば、GPR の侵入が最も深いのは、連結レンガで覆われた桟橋の部分で発生しましたが、橋脚の部分では、 具体的な 表面では浸透がはるかに浅かった。 これは、図 7 の GPR ラインに見られます。また、図 5.5 の深さ 6 フィートのスライス上の強い (赤色) GPR 信号によっても示されています。

桟橋を横切る典型的な GPR ライン。 GPR 信号の透過性は、表面が連結レンガで覆われているか、鉄筋コンクリートで覆われているかによって異なります。 コンクリートと比較すると導電率が低いため、表面にレンガが組み合わされている領域では GPR 信号がより強く、より深くまで到達します。
図7:
分解能 GPR 桟橋を横切る列。 GPR 信号の透過性は、表面が連結レンガで覆われているか、鉄筋コンクリートで覆われているかによって異なります。 コンクリートと比較すると導電率が低いため、表面にレンガが組み合わされている領域では GPR 信号がより強く、より深くまで到達します。

コンクリートは比較的高い電気伝導率を持ち、深部に移動する前にGPR信号を減衰させるため、これらの観察結果は驚くべきことではありません。 インターロッキングブリックの下の砂、砂利、丸石、および岩は、電気伝導率がはるかに低いため、GPR信号が減衰する前にはるかに深く伝わることができます。

桟橋全体のGPRスキャンに基づいて、GPRサービスプロバイダーは、排尿の可能性を示す強いGPR反射のある浅い領域をすばやく特定し、これを自治体へのレポートで提供しました。 調査結果から、自治体は桟橋の主要な懸念事項の修理を対象としました。 表面から2フィート以内にボイドが確認された場合は、インターロッキングブリックを取り外し、浅いボイドを修正するために塗りつぶしを追加しました。

構造物のより深いところに空洞が生じるリスクに対処するため、垂直亀裂が見える橋脚壁にコンクリートを注入しました。

GPR を使用することで、自治体は、深刻な洪水による桟橋の内部損傷を迅速かつコスト効率よく評価し、公衆に被害が発生する前に是正措置を講じることができました。

ストーリーの礼儀 ジオレーダー探知株式会社

LMX200™ 地中レーダーの詳細については、ここをクリックしてください。

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