Abstract

The article considers the problems of using GPR in exploration of sand and gravel deposits. The results of physical modeling are given on an example of three models, which reflect different geological situations. First one sparse large boulders, second one densely packed small gravel and the last one inclusions of conductive carbonaceous rocks. The relative humidity and apparent resistivity parameters are also taken into account. Based on the simulation results, were received GPR images of the local inclusions used at different humidity. The parameters influencing the formation of the diffracted wave and its dynamic characteristics are also studied.

Keywords

ПГС, GPR, physical modeling, radarogramms, conductivity, relative humidity, sand and gravel,

Reference

  •  1) Vladov M.L., Pyatilova A.M. Ob anomalnyh effektah pri georadiolokacionnyh laboratornyh izmereniyah // Geofizika. 2016. № 1. S. 62-69.

  •  2) Vladov M.L., Pyatilova A.M. Ocenka pogloschayuschih svoystv sredy pri georadiolokacionnyh issledovaniyah v laboratornyh usloviyah // Geofizika. 2015. № 6. S. 55-60.

  •  3) Vladov M.L., Starovoytov A.V. Vvedenie v georadiolokaciyu: Uchebnoe posobie. M.: Izdatelstvo MGU, 2004. 153 s.

  •  4) Vladov M.L., Sudakova M.S. Georadiolokaciya: ot fizicheskih osnov do perspektivnyh napravleniy. Geos. Moskva, 2017. 240 c.

  •  5) Glazunov V.V., Efimova N.N. Georadiolokacionnoe zondirovanie pri poiskah i razvedke mestorozhdeniy peska // Razvedka i ohrana nedr. 2001. № 3. S. 42-44.

  •  6) Moshnikov I.A., Kovalevskiy V.V., Lazareva V.V., Petrov A.V. Ispolzovanie shungitovyh porod v sozdanii radioekraniruyuschih kompozicionnyh materialov // Geodinamika, magmatizm, sedimentogenez i minerageniya Severo-Zapada Rossii. Petrozavodsk: KarNC RAN, 2007. S. 272-274.

  •  7) Rodionov A.I., Ryazancev P.A. Georadiolokacionnoe izuchenie lednikovyh otlozheniy yugo-vostochnoy chasti Fennoskandinavskogo schita // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya. 2017. № 1. S. 123-129.

  •  8) Titov A.V., Petlevanyy D.I., Krylov S.S. Fizicheskoe modelirovanie rasprostraneniya georadarnyh signalov pri reshenii geokriologicheskih zadach // Inzhenernye izyskaniya. 2014. № 12. S. 10-16.

  •  9) Hristoforov I.I. Gidroradiolokaciya donnyh otlozheniy vodnyh obektov sushi (na primere basseyna r. Leny). Dissertaciya kandidata tehnicheskih nauk. Yakutsk. 2013. 139 s.

  •  10) Daniels D.J. Ground penetrating radar. Cornwall: MPG Books Limited. 2004. 722 p.

  •  11) Glaser D.R., Werkema D.D., Versteeg R.J., Henderson R.D., Rucker D.F. Temporal GPR imaging of an ethanol release within a laboratory-scaled sand tank // Journal of Applied Geophysics. 2012. V. 86. P. 133-145.

  •  12) Guillemoteau J., Bano M., Dujardin J.R. Influence of grain size, shape and compaction on georadar waves: example of an Aeolian dune // Geophysical Journal International, Oxford University Press. 2012. V. 190. P. 1455-1463.

  •  13) Jol H. Ground Penetrating Radar Theory andApplications. Elsevier Science, 2009. 544 p.

  •  14) Kwiecinska B., Pusz S., Krzesinska M., Pilawa B. Physical properties of shungite // International Journal of Coal Geology 2007. V. 71. P. 455-461.

  •  15) Liu L., Li Z., Arcone S., Fu L., Huang Q. Radar wave scattering loss in a densely packed discrete random medium: numerical modeling of a box-of-boulders experiment in the Mie regime // Journal of Applied Geophysics, 2013. V. 99. P. 68-75.

  •  16) Lucius J.E., Langer W.H., Ellefsen K.J. An Introduction to using surface geophysics to characterize sand and gravel deposits.

  •  17) Reston: U.S. Geological Survey, 2006. 51 p. Markovaara-Koivisto M., Hokkanen T., Huuskonen- Snicker E. The effect of fracture aperture and filling material on GPR signal // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2014. V. 73. P. 815-823.

  •  18) Sagnard F., Tebchrany E. Using polarization diversity in the detection of small discontinuities by an ultra-wide band ground- penetrating radar // Measurement. 2015. V. 61. P. 129-141.

  •  19) Zanzi L., Arosio D. Sensitivity and accuracy in rebar diameter measurements from dual-polarized GPR data // Construction and Building Materials. 2013. V. 48. P. 1293-1301.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ГЕОРАДАРНОГО СИГНАЛА В УСЛОВИЯХ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНОЙ СМЕСИ

Рязанцев П.А. Родионов А.И.

Аннотация

В статье рассматривается проблематика использования георадиолокации для изучения отложений песка и ПГС. Для этого выполняется моделирование на трех моделях, отражающих разные геологические условия: разреженные крупные валуны, плотно упакованный мелкий гравий, включения проводящих углеродсодержащих пород. Дополнительно фиксируются значения относительной влажности и кажущегося удельного электрического сопротивления. По результатам моделирования определяются георадарные образы используемых локальных включений при разной влажности. Исследуются параметры, влияющие на формирование дифрагированной волны и ее динамические параметры.

Ключевые слова

Георадиолокация, моделирование, радарограмма, проводимость, влажность, ПГС,

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Рязанцев П.А. Родионов А.И. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ГЕОРАДАРНОГО СИГНАЛА В УСЛОВИЯХ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНОЙ СМЕСИ // Геофизика. 2017. № 6. С. 57-64.

Список литературы

  •  1) Владов М.Л., Пятилова А.М. Об аномальных эффектах при георадиолокационных лабораторных измерениях // Геофизика. 2016. № 1. С. 62-69.

  •  2) Владов М.Л., Пятилова А.М. Оценка поглощающих свойств среды при георадиолокационных исследованиях в лабораторных условиях // Геофизика. 2015. № 6. С. 55-60.

  •  3) Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию: Учебное пособие. М.: Издательство МГУ, 2004. 153 с.

  •  4) Владов М.Л., Судакова М.С. Георадиолокация: от физических основ до перспективных направлений. Геос. Москва, 2017. 240 c.

  •  5) Глазунов В.В., Ефимова Н.Н. Георадиолокационное зондирование при поисках и разведке месторождений песка // Разведка и охрана недр. 2001. № 3. С. 42-44.

  •  6) Мошников И.А., Ковалевский В.В., Лазарева В.В., Петров А.В. Использование шунгитовых пород в создании радиоэкранирующих композиционных материалов // Геодинамика, магматизм, седиментогенез и минерагения Северо-Запада России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. С. 272-274.

  •  7) Родионов А.И., Рязанцев П.А. Георадиолокационное изучение ледниковых отложений юго-восточной части Фенноскандинавского щита // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2017. № 1. С. 123-129.

  •  8) Титов А.В., Петлеваный Д.И., Крылов С.С. Физическое моделирование распространения георадарных сигналов при решении геокриологических задач // Инженерные изыскания. 2014. № 12. С. 10-16.

  •  9) Христофоров И.И. Гидрорадиолокация донных отложений водных объектов суши (на примере бассейна р. Лены). Диссертация кандидата технических наук. Якутск. 2013. 139 с.

  •  10) Daniels D.J. Ground penetrating radar. Cornwall: MPG Books Limited. 2004. 722 p.

  •  11) Glaser D.R., Werkema D.D., Versteeg R.J., Henderson R.D., Rucker D.F. Temporal GPR imaging of an ethanol release within a laboratory-scaled sand tank // Journal of Applied Geophysics. 2012. V. 86. P. 133-145.

  •  12) Guillemoteau J., Bano M., Dujardin J.R. Influence of grain size, shape and compaction on georadar waves: example of an Aeolian dune // Geophysical Journal International, Oxford University Press. 2012. V. 190. P. 1455-1463.

  •  13) Jol H. Ground Penetrating Radar Theory andApplications. Elsevier Science, 2009. 544 p.

  •  14) Kwiecinska B., Pusz S., Krzesinska M., Pilawa B. Physical properties of shungite // International Journal of Coal Geology 2007. V. 71. P. 455-461.

  •  15) Liu L., Li Z., Arcone S., Fu L., Huang Q. Radar wave scattering loss in a densely packed discrete random medium: numerical modeling of a box-of-boulders experiment in the Mie regime // Journal of Applied Geophysics, 2013. V. 99. P. 68-75.

  •  16) Lucius J.E., Langer W.H., Ellefsen K.J. An Introduction to using surface geophysics to characterize sand and gravel deposits.

  •  17) Reston: U.S. Geological Survey, 2006. 51 p. Markovaara-Koivisto M., Hokkanen T., Huuskonen- Snicker E. The effect of fracture aperture and filling material on GPR signal // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2014. V. 73. P. 815-823.

  •  18) Sagnard F., Tebchrany E. Using polarization diversity in the detection of small discontinuities by an ultra-wide band ground- penetrating radar // Measurement. 2015. V. 61. P. 129-141.

  •  19) Zanzi L., Arosio D. Sensitivity and accuracy in rebar diameter measurements from dual-polarized GPR data // Construction and Building Materials. 2013. V. 48. P. 1293-1301.