Георадары.  Новые  возможности  в  арсенале  строителя.  (Часть  1)

   Ошибки, допущенные при исследовании геоподосновы или не полная информация о ней, могут обернуться катастрофой на более поздних стадиях строительства. Это – с одной стороны. С другой – исследование с помощью лопаты, бура или экскаватора – дорого, долго, требует значительных площадей и в то же время не дает гарантированно исчерпывающей информации о локальных характеристиках геоподосновы.
   На помощь строителям приходят геофизические методы и средства, обеспечивающие неразрушающие способы получения информации, высокую производительность, большие объемы и достоверность получаемых данных и современные методы их обработки. На настоящее время наиболее перспективным направлением здесь является георадиолокация.
   Георадар (геолокатор) – цифровой портативный геофизический прибор, предназначенный для оперативного подпочвенного зондирования, т.е. для получения «разрезов» грунта на глубины от 0,2 до 15 метров без бурения или раскопок. В ледниках и мерзлых породах, благодаря их высоким электрическим сопротивлениям, глубина зондирования может быть и больше.
   Георадар состоит из генератора электромагнитных колебаний, излучателя или набора излучателей на разные частоты и приемника отраженных сигналов.
   Действие георадара основано на излучении импульсов электромагнитных колебаний, направленных вглубь земли (или другой зондируемой среды), регистрации и анализе сигналов, отраженных от границ её разделов, т.е. от границ слоев или от целевых объектов, имеющих различные характеристики диэлектрической проницаемости.
   Такими границами раздела могут быть, например, контакт между сухими и влагонасыщенными грунтами, между породой и материалом искусственного сооружения, между коренными и рыхлыми породами и т.д.
   Во время зондирования оператор георадара в реальном времени получает информацию на дисплее в виде радиолокационного профиля. Одновременно данные записываются на жесткий диск для дальнейшей обработки и исследования.
   Примеры радарограмм, заимствованные из разных источников и размещенные далее по тексту, показывают, что для георадара посильны определение глубины залегания коренных пород, обнаружение пещер и пустот, поиск зарытых в грунт коммуникаций (труб, кабелей и т.п.), картирование уровня грунтовых вод и загрязненных почв, профилирование дна водоемов и поддонных отложений и другие задачи гляциологии, археологии, судебной медицины, военного дела и т.д.
   Для наилучших результатов при решении конкретных задач изыскателю обычно интересны предельная глубина зондирования, пространственное разрешение и мертвая зона, свойственные тому или иному георадару и их связь с частотой излучения.
   Как правило, георадары в штатном составе имеют набор излучателей (антенн), перекрывающий определенный ряд частотных диапазонов. Это позволяет использовать их для разных по условиям и целям исследований.
   Ниже приведены приблизительные оценки разрешающей способности, мертвой зоны и глубины зондирования в зависимости от частоты излучения (таблица 1).
   Дело в том, что повышение частоты колебаний дает улучшение разрешающей способности, но при этом увеличивается затухание колебаний в среде, что приводит к уменьшению глубины зондирования. И наоборот, при снижении частоты увеличивается глубина зондирования, но ухудшается разрешение и расширяется «мертвая зона».
   Приведенные в таблице 1 данные относятся к грунту с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 4 и удельным затуханием 1 – 2 дБ/метр. «Глубинность» – это глубина обнаружения плоской границы сред с коэффициентом отражения 1. Естественно, что характеристики существенным образом зависят от реальных параметров зондируемой среды.

   Окончание следует.

  Ю. ФЕДОРОВ, И. МАКЕЕЧЕВА