Теория и методы георадиолокации

Введение

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ
1.1. Особенности георадиолокации в сравнении с радиолокацией в воздушной среде
1.2. Принципы работы георадаров
1.3. Антенны, зондирующий видеоимпульс и импульс прямого прохождения
1.3.1. Неэкранированные дипольные антенны
1.3.2. Щелевые и экранированные дипольные антенны
1.3.3. Увеличение развязки «верх—низ» щелевых антенн путём использования блоков резистивного материала
1.3.4. Антенны бегущей волны
1.4. Дальность зондирования и энергетический потенциал георадара
1.5. Отражения от объектов
1.6. Разрешающая способность георадара по расстоянию
1.7. Разрешающая способность георадара в плане
1.8. Диэлектрическая проницаемость и проводимость грунтов, горных пород и других сред
1.8.1. Диэлектрическая проницаемость и проводимость различных сред
1.8.2. Влияние содержания воды
1.8.3. Связанная вода в глине
1.8.4. Эффект Максвелла—Вагнера в глине
1.8.5. Количество глинистых частиц и удельная ёмкость поглощения грунта
1.8.6. Моделирование комплексной диэлектрической проницаемости грунтов
1.8.7. Факторы, определяющие действительную часть диэлектрической проницаемости грунтов
1.8.8. Механизмы затухания радиоволн в песчано-глинистых грунтах
1.8.9. Частотная зависимость затухания в средах с диэлектрической проницаемостью и проводимостью, не зависящими от частоты
1.8.10. Частотная зависимость затухания в песчано-глинистых грунтах
1.8.11. Частотная зависимость затухания в песчаном грунте
1.8.12. Частотная зависимость затухания в суглинистых и глинистых грунтах
1.8.13. Температурная зависимость затухания радиоволн в грунтах
1.8.14. Насыщение водой глинистой части грунта
1.8.15. Зависимость затухания в песчано-глинистых грунтах от влажности
1.9. Основные закономерности распространения видеоимпульса в средах с постоянной диэлектрической проницаемостью и проводимостью
1.10. Оценка дальности зондирования в зависимости от средней частоты рабочего диапазона георадара и определение оптимальной средней частоты рабочего диапазона георадара
1.11. Сравнение методов зондирования звуковыми волнами и радиоволнами
Вопросы и задания для самопроверки к разделу 1

2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ЗОНДИРОВАНИЯ
2.1. Выбор средней частоты георадара, исходя из требуемой глубины зондирования
2.2. Выбор расстояния между антеннами в антенном блоке
2.3. Порядок работы
2.4. Выбор шага между соседними положениями антенного блока и между дорожками
2.5. Зондирование на двух ортогональных поляризациях
2.6. Высота подъёма щелевых антенн
2.7. Учёт свойств поверхности грунта
2.8. Зондирование в присутствии посторонних металлических объектов вблизи георадара, в частности на поверхности и вблизи поверхности грунта
2.9. Выбор числа накопления сигналов при измерениях
2.10. Работа в условиях сильных техногенных помех
2.11. Выбор размера площадки
2.12. Методы обработки результатов зондирования
2.12.1. Предварительная обработка сигналов
2.12.2. Дополнительная обработка сигналов
2.12.3. Используемые методы дополнительной обработки сигналов
2.12.4. Фокусировка и построение объёмного изображения
2.12.5. Используемые методы построения объёмного изображения
Вопросы и задания для самопроверки к разделу 2

3. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЗОНДИРОВАНИЯ
3.1. Содержание полученных изображений после предварительной обработки без фокусировки
3.2. Годограф сигналов, отражённых от локального объекта
3.3. Амплитуда нормировки и цвета изображения
3.4. Содержание полученных изображений после дополнительной обработки сигналов и фокусировки
3.4.1. Влияние плавного перехода на границе раздела
3.4.2. Ошибки из-за неточного знания электрических параметров грунта
3.5. Различение типа и свойств объектов по форме отражённого сигнала
3.5.1. Различение типа объекта — металлический (влажный) или пустота
3.5.2. Определение свойств объекта по форме отражённого сигнала
3.6. Факторы, влияющие на форму зондирующего импульса
3.6.1. Зависимость формы излучаемого и принимаемого импульсов от направления зондирования
3.6.2. Уширение импульса вследствие затухания высокочастотных компонент в грунте с высокой проводимостью
3.7. Влияние типа и размеров объекта, его расположения относительно антенного блока
3.8. Ложные отражения
3.8.1. Причины аномально большого числа колебаний отражённого сигнала
3.8.2. Переотражения волн в пространстве между металлическим объектом, находящимся очень близко у поверхности, и антеннами
3.9. Помехи вблизи поверхности
3.10. Интерпретация результатов зондирования вблизи поверхности при неодинаковой поверхности грунта на площадке
3.11. Зондирование объектов вблизи поверхности
3.12. Отражения от посторонних предметов в воздухе
3.13. Интерпретация результатов фокусировки
3.14. Интерпретация результатов зондирования через арматуру
Вопросы и задания для самопроверки к разделу 3

4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ
4.1. Решение уравнений Максвелла методом конечных разностей во временной области
4.2. Численное моделирование сигналов георадара, отражённых от кристаллоносных полостей
4.3. Численное моделирование работы георадара при зондировании в горной выработке впереди забоя
4.4. Проектирование новой радарной системы для установки на йроходческих щитах с закрытым забоем
4.5. Численное моделирование сигналов георадара, отражённых от различных объектов
4.6. Численное моделирование работы георадара при зондировании через арматуру
Вопросы и задания для самопроверки к разделу 4

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОРАДАРОВ
5.1. Георадары серии ТР-ГЕО
5.2. Перспективы применения технологии неразрушающего зондирования георадарами при разведке и добыче кристаллосырья
5.3. Мониторинг грунтового массива при строительстве тоннелей
5.3.1. Необходимость проведения геомониторинга при проходке тоннелей
5.3.2. Цели применения георадаров в горных выработках
5.3.3. Особенности работы с георадарами внутри горных выработок и строящихся тоннелей
5.3.4. Внедрение технологии видеоимпульсного радиозондирования в практику проходки тоннелей и горных выработок
5.3.5. Зондирование грунтового массива с поверхности земли на трассе строящихся тоннелей и при микротоннелировании
5.4. Зондирование геомассива с поверхности земли
5.4.1. Основные направления и практические задачи зондирования с поверхности земли
5.4.2. Зондирование грунтового массива с поверхности земли, построение геологических разрезов
5.4.3. Зондирование труб, кабелей и других подземных коммуникаций
5.5. Зондирование дорожного покрытия
5.5.1. Зондирование зон разуплотнения под дорожным покрытием
5.5.2. Определение толщины слоев дорожного покрытия
5.6. Зондирование под полотном железной дороги
5.7. Гуманитарное разминирование
5.8. Основные выводы
Вопросы и задания для самопроверки к разделу 5

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ