석회암의 캐비티 매핑
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석회암의 캐비티 매핑

세계의 많은 지역, 특히 열대 지방에서 형성된 육지는 석회암으로 덮여 있습니다 (그림 1). 석회암은 종종 산호와 조개 껍질과 같은 수조 개의 바다 생물의 탄산 칼슘 몸체로 구성된 탄산염 퇴적암으로 서로 뭉쳐 바위를 형성합니다.

전 세계의 표면 또는 표면 근처의 석회암. 출처 : CC-BY-SA-2.0-DE하에 Ulrichstill의 탄산염 노출 세계
그림 1
전 세계의 표면 또는 표면 근처 석회암. 출처: 탄산염 노두 세계 CC-BY-SA-2.0-DE하에 Ulrichstill에 의해.

탄산 칼슘은 수용성이므로 물에 용해됩니다. 소금과 같은 높은 수준의 용해도는 아니지만 물이 수백 또는 수천 년에 걸쳐 석회암을 통해 이동함에 따라 석회암 암석이 천천히 용해되어 그 안에 구멍이 형성 될 수 있습니다. 미국 플로리다와 같이 석회암 기반암이있는 지역의 경우 인간이 표면에 구조물을 건설 할 때 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 뉴스 보도는 그 결과를 보여줍니다. 싱크 홀이 갑자기 건물, 도로, 자동차를 열고 삼켜 버리고 비극적으로 사람까지도 삼키는 것입니다.

GPR은 수십 년 동안 크고 작은 지하 공동을 찾는 데 성공적으로 사용되었습니다. 스펙트럼은 높은 중심 주파수 (1000MHz) GPR을 사용하여 창고 및 공장의 slab-on-grade 콘크리트 아래에서 몇 인치 깊이의 보이드를 찾고, 도로 아래에서 더 큰 보이드를 찾기 위해 중간 중심 주파수 (200 ~ 500MHz)를 사용합니다. 활주로 및 또한 대형 동굴을 찾기 위해 낮은 중심 주파수 GPR (12.5 ~ 100MHz)을 사용하는 것입니다. 지반 조사 지질 연구. 모든 경우에 물리학은 동일합니다. 바위, 콘크리트 또는 아스팔트와 같은 물질에서 공극의 공기 또는 물로의 전환은 GPR 신호가 반사되는 매우 높은 반사 경계를 만듭니다.

이 사례 연구는 대형 발전소를 건설 할 카리브해 섬에서 수집 된 GPR 설문 조사를 특징으로합니다. 프로젝트를 시작하기 전에 지질 공학 엔지니어는 건설을 방해 할 수있는 구멍을 찾고 싶었습니다. 미국 버지니아의 Forrest Environmental은 100MHz 중심 주파수 안테나와 Ultra Receiver를 사용하는 pulseEKKO® 시스템이있는 사이트를 조사하도록 계약했습니다. 사이트는 SmartCart 구성을 사용하여 데이터를 신속하게 수집 할 수있을만큼 충분히 평면화되었습니다 (그림 2). 이 시스템에는 데이터 포지셔닝을위한 GPS가 포함되어 있습니다.

충치를 감지하는 데 사용되는 pulseEKKO® 100MHz SmartCart.
그림 2
충치를 감지하는 데 사용되는 pulseEKKO® 100MHz SmartCart.

현장에서 여러 그리드 조사가 수집되었습니다. 그리드 1은 각각 길이가 약 31m이고 간격이 30m 떨어진 1 개의 평행선으로 구성됩니다. 그리드의 총 선 길이는 930m입니다.

데이터 수집 중에 공간적으로 제한된 강하고 작은 반사체와 작은 반사체가 많은 GPR 그리드 라인에서 보였으며, 이는 캐비티의 상단으로 의심됩니다 (그림 3).

그리드 측량의 GPR 단면, 석회암 기반암의 표면에서 2m 떨어진 강력한 반사체를 보여줍니다.
그림 3
그리드 측량의 GPR 단면, 석회암 기반암의 표면에서 2m 떨어진 강력한 반사체를 보여줍니다.

그리드 GPR 데이터 수집이 완료된 후 데이터는 컴퓨터로 전송되었으며 EKKO_Project ™ GPR 분석 소프트웨어의 일부인 SliceView 모듈을 사용하여 그리드 데이터를 깊이 슬라이스로 처리했습니다. 각 슬라이스의 두께는 25cm이며 100MHz 중심 주파수 데이터의 기본 두께입니다. 데이터를 아래로 쪼개는 강한 반사경은 약 2.25m 깊이의 잘 정의 된 영역에 걸쳐있어 반사경이 캐비티 상단에 있다는 확신을 높입니다 (그림 4).

깊은 GPR 반사 (빨간색)가있는 2.25m의 깊이 슬라이스는 공동으로 해석됩니다. 그림 3의 GPR 선은 파선으로 표시됩니다.
그림 4
깊은 GPR 반사 (빨간색)가있는 2.25m의 깊이 슬라이스는 공동으로 해석됩니다. 그림 3의 GPR 선은 파선으로 표시됩니다.

 
GPR지도를 기반으로 프로젝트 지질 공학 엔지니어는 강력한 반사체가 공동인지 확인하기 위해 굴착하기로 결정했습니다 (그림 5).
 

GPR 표적을 발굴하여 석회암의 큰 구멍을 확인했습니다. 삽입 : 캐비티 내부의 클로즈업은 수천 년 동안 석회암을 용해하고 침전시켜 형성된 종유석이 천장에 매달려있는 모습을 보여줍니다.
그림 5
GPR 표적을 발굴하여 석회암의 큰 구멍을 확인했습니다. 삽입 : 캐비티 내부의 클로즈업은 수천 년 동안 석회암을 용해하고 침전시켜 형성된 종유석이 천장에 매달려있는 모습을 보여줍니다.

건설을 시작하기 전에 공동을 식별하기위한 성공적인 GPR 조사 결과, 현장 엔지니어는 공동 주변의 건설을 계획하고 프로젝트가 안전하게 진행될 수 있도록 다른 사람들을 채울 수 있었으며 예기치 않은 상황을 방지하여 프로세스에서 시간과 비용을 절약 할 수있었습니다. 비용이 많이 드는 엔지니어링 변경 주문.

이야기 제공 : Andy Forrest, 미국 버지니아에있는 Forrest Environmental Inc.

GPR에 대해 자세히 알아보기 지반 공학

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