GPR (18 4 16) tìm hiểu công nghệ GPR trong khảo sát đường sắt cũ

Bộ GIáO dục và đào tạo
Trờng đại học GIAO thông vận tải

ti :

Tỡm hiu s dng a vt lớ (GPR)
trong thit k ci to ng st.

Gv hng dn : Ths. Trn Anh Dng
ng Thnh An
Nguyn Vn Cng
Nhúm SV :
Lp ng St k53 Nguyn Hng Quõn
Nguyn Ngc Ti


NỘI DUNG

1

CÔNG NGHỆ RADAR XUYÊN ĐẤT GPR

2

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG KHẢO
SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ

3

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

CÔNG NGHỆ RADAR XUYÊN ĐẤT GPR


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
1. Đặc điểm nền đường sắt và lớp đá balats
- Nền đường sắt là cơ sở chịu tác
dụng của các bộ phận kết cấu tầng
trên đường sắt và đoàn tàu ở trạng
thái tĩnh và động. Các tải trọng này
truyền xuống nền đường đến tầng
móng rồi khuếch tán
- Nền đường thường gặp phải sự
ảnh hưởng phức tạp của điều kiện
tự nhiên như: địa hình, địa chất
phức tạp, khí hậu thủy văn, động
đất. Từ đó phát sinh nhiều sự cố
nền đường


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
1. Đặc điểm nền đường sắt và lớp đá balats
- Lớp đá ballast có nhiệm vụ đảm bảo
độ ổn định cho ray và tà vẹt dưới tác

dụng của lực thẳng đứng, lực ngang
và lực dọc, đảm bảo không có biến
dạng. Truyền áp lực nhận từ tà vẹt
xuống nền đường, làm lớp đệm đàn
hồi để giảm lực đập của bánh xe.
=> Những hư hỏng nền đường và đá
balats sẽ làm giảm chất lượng tuyến
đường, từ đó ảnh hưởng tới chất
lượng khai thác công trình.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2.Thu phát tín hiệu sóng radar với nền đường sắt?
-Sự nhiễm bẩn của lớp đá
balast ảnh hưởng tới sự thay
đổi hằng số điện môi của lớp
vật liệu. GPR phát một tần số
radar xác định, ghi lại cường
độ và thời gian trở lại của các
tín hiệu phản xạ. .
- Một phần tín hiệu radar được
phản xạ lại, phần còn lại đi
xuyên qua các lớp vật liệu và
suy yếu.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ

Khảo sát một đoạn tuyến thực tế .


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.1 Thu thập dữ liệu

Quá trình quét dữ liệu GPR ở đoạn
tuyến này được tiến hành từ 23-7
tới 26-7 năm 2007.
Công ty khảo sát sử dụng một ô tô
tải trọng nhỏ gắn 3 ăngten, angten
500 MHZ ở vị trí trung tâm chính
giữa 2 đường ray và hai angten
2GHZ gắn ở hai bên đường.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.1 Thu thập dữ liệu

+ Ăn ten trung tâm với tần số thấp hơn
500 MHz cho phép thâm nhập qua
các vật liệu đá balast, cát, các tầng đất
với chiều sâu thâm nhập từ 15m thăm
dò sâu lớp đất nền.
+ Hai Ăng-ten với tần số 2 GHz để
cho hình ảnh rõ ràng và chi tiết hơn

lớp đá ballast và lớp subballast ở độ
sâu 2-3m.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.2 Mặt đất thực
Cùng với khảo sát bằng GPR, mặt đất thực của đoạn tuyến được xem
xét với các hố đào lấy tại 20 địa điểm trên vai đường. Các hố đào được
lấy ở các vị trí mà khả nghi có sự cố với nền đất, chiều dày các lớp vật
liệu tại lỗ đào được đo và lập bảng để so sánh với dữ liệu GPR.

Dữ liệu mặt cắt 500 MHz

Hình ảnh của phần lỗ đào


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.3 Kết quả ( Tần số 2 GHz )
Dữ liệu thu được, được xử lí bằng phần mềm, độ dày lớp đá ba lat, vị trí
nhiễm bẩn nặng, vị trí có nước ngầm được chỉ ra cụ thể, hiển thị rõ ràng với
màu sắc trực quan và cho phép người dùng nhanh chóng xác định được thực
trạng nền đất.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ

2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.3 Kết quả ( Tần số 2 GHz )
Chấm màu biểu
thị vị trí độ sâu
nhiễm bẩn, độ
sâu tồn tại nước
ngầm

Dải màu đánh
giá độ nhiễm
bẩn của lớp balat

Thang màu đánh giá độ nhiễm bẩn.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
+ Dải dữ liệu trên cùng:
- Màu xanh lá biểu thị vùng sạch
- Màu đỏ và đen biểu thị vị trí lỗi bẩn
- Màu xanh lam biểu thị vị trí có độ ẩm lớn
+ Dải dữ liệu thứ hai:
- Các chấm màu đỏ hiển thị độ sâu nhiễm
bẩn của lớp đá
- Các chấm màu xanh hiển thị vị trí chiều
sâu có độ ẩm lớn.
+ Dải dữ liệu thứ ba: là giải màu sắc hiển
thị đánh giá chung độ ô nhiễm của lớp đá,
thang màu ở vị trí cuối cùng chỉ các mức độ

ô nhiễm, màu trắng tương ứng với vị trí
sạch, màu đen tương ứng với vị trí nhiễm
bẩn nặng nhất.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming.
2.3 Kết quả ( Tần số 500 MHz )

- Kết quả tần số 500MHz giúp đánh giá tổng quan lớp nền thông qua
sự phản ánh tương đối chiều dày các lớp.


ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPR TRONG
KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT CŨ
2. Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming, tháng 7 năm 2007
2.3 Kết quả

Dữ liệu cho thấy một đoạn đường với chiều
dày các lớp vật liệu bất thường.


KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ