Journals →  Горный журнал →  2023 →  #6 →  Back

ИЗ ОПЫТА РАБОТЫ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ОРГАНИЗАЦИЙ
ЗАПОЛЯРНЫЙ ФИЛИАЛ ПАО «ГМК «НОРИЛЬСКИЙ НИКЕЛЬ»
ArticleName Численное моделирование при оценке состояния бетонной крепи и закрепного пространства методом георадиолокации
DOI 10.17580/gzh.2023.06.04
ArticleAuthor Марысюк В. П., Шиленко С. Ю., Киброев И. С., Ханина И. А.
ArticleAuthorData

Заполярный филиал ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия:

Марысюк В. П., главный геотехник – директор Центра геодинамической безопасности, канд. техн. наук
Шиленко С. Ю., заместитель директора по промышленной безопасности и охране труда
Киброев И. С., гидрогеолог, KibroevIS@nornik.ru
Ханина И. А., маркшейдер шахты

 

В работе принимал участие А. С. Манжосов.

Abstract

Рассмотрены возможности численного моделирования при решении задач методом георадиолокации. Проанализированы теоретические основы метода конечных разностей во временной области, на базе которого осуществляли математическое моделирование. В качестве программы для моделирования выбрана среда gprMax – программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое имитирует распространение электромагнитных волн в пространстве. Созданы относительно простые схемы моделирования с неоднородностями в крепи и закрепном пространстве, поиск которых является первоочередной задачей при работах методом георадиолокации в стволах. Проведен сравнительный анализ синтетических и полевых радарограмм, на основании которого дана более однозначная интерпретация реальным данным.

keywords Математическое моделирование, георадиолокация, уравнения Максвелла, частота, шаг дискретизации, метод конечных разностей во временной области
References

1. Montoya T. P., Smith G. S. Land Mine Detection Using a Ground-Penetrating Radar Based on Resistively Loaded Vee Dipoles // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1999. Vol. 47. No. 12. P. 1795–1806.
2. Xiaoyong Zou. Research on Asphalt Pavement Thickness Detection Based on Ground Penetrating Radar // Municipal Engineers Journal. 2022. Vol. 40(12). P. 178–184.
3. Zhen Liu, Yeoh J. K. W., Xingyu Gu, Qiao Dong, Yihan Chen et al. Automatic pixel-level detection of vertical cracks in asphalt pavement based on GPR investigation and improved mask R-CNN // Automation in Construction. 2023. Vol. 146. 104689. DOI: 10.1016/j.autcon.2022.104689
4. Xiaoxian Zeng, McMechan G. A. GPR characterization of buried tanks and pipes // Geophysics. 1997. Vol. 62. No. 3. P. 797–806.
5. Jaufer R. M., Ihamouten A., Goyat Y., Todkar S. S., Guilbert D. et al. A Preliminary Numerical Study to Compare the Physical Method and Machine Learning Methods Applied to GPR Data for Underground Utility Network Characterization // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. Iss. 4. 1047. DOI: 10.3390/rs14041047
6. Lampe B., Holliger K. Resistively loaded antennas for groundpenetrating radar antennas // Geophysics. 2005. Vol. 70. P. 23–32.
7. Волкомирская Л. Б., Гулевич О. А., Варенков В. В., Сахтеров В. И. К вопросу о требованиях к техническим характеристикам георадара при поиске полостей методом георадиолокации // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 4. С. 541–552.
8. Гулевич О. А., Волкомирская Л. Б., Мингалев И. В., Суворова З. В., Ахметов О. И. И др. О распространении видеоимпульсных сигналов в диссипативных средах // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 11. DOI: 10.30898/1684-1719.2021.11.8
9. Rodriguez-Abad, Rosa Martinez-Sala, Botella Y. Parametric Study of GPR Signals Numerical Model to Analyze Hardened Concrete Response at Different Antenna Positions // 24th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, 2018. DOI: 10.3997/2214-4609.201802473
10. Holliger K., Bergmann T. Numerical modelling of borehole georadar data // Geophysics. 2002. Vol. 67. P. 1249–1257.
11. Wang D., McMechan G. A. Finite-diff erence modelling of borehole ground penetrating radar data // Journal of Applied Geophysics. 2002. Vol. 49. P. 111–127.
12. Shaari A., Millard S. G., Bungey J. H. Modelling the propagation of a radar through concrete as a low-pass filter // NDT&E International. 2004. Vol. 37, Iss. 3. P. 237–242.
13. Carcione J. M. Ground radar simulation for archaeological applications // Geophysical Prospecting. 1996. Vol. 44. Iss. 5. P. 871–888.
14. Набатов В. В., Вознесенский А. С. Обработка и интерпретация результатов геофизических исследований и неразрушающего контроля. – Москва, 2019. – 278 c.
15. Giannopoulos A. Modelling ground penetrating radar by GprMax // Construction and Building Materials. 2005. Vol. 19. Iss. 10. P. 755–762.
16. Yee K. S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell’s Equations in Isotropic Media // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1966. Vol. 14. Iss. 3. P. 302–307.
17. Бричeва С. С. Разработка методики изучения криогенных объектов при помощи георадиолокации : дисс. … канд. геол.-минерал. наук. – Москва 2018.
18. Сухобок Ю. А., Пупатенко В. В., Стоянович Г. М. Основы расшифровки и интерпретации радарограмм : учеб. пособие. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2018. – 87 с.
19. Taflove A. Computational Electrodynamics – The Finite-Difference Time-Domain Method. – London : Artech House, 1995. – 599 p.
20. Taflove A. Advances in Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. – Boston : Artech House, 1998. – 735 p.
21. Kunz K. S., Luebbers R. J. The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics. – Boca Raton : CRC Press, 1993. – 448 p.
22. Warren C., Giannopoulos A., Giannakis I. gprMax: Open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar // Computer Physics Communications. 2016. Vol. 209. Р. 163–170.
23. Cassidy N. J. A review of practical numeri cal modelling methods for the advanced interpretation of ground‐penetrating radar in near‐surface environments // Near Surface Geophysics. 2007. Vol. 5. No. 1. Р. 5–21.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back