Możliwości systemu Seismobile w przestrzennym zobrazowaniu sejsmicznym i georadarowym podłoża szlaków komunikacyjnych

• Autorzy: Pilecki Z. , Czarny R. , Matuła R. , Krawiec K. , Harba P. , Pilecka E. , Barnaś M.

Warianty tytułu

EN

Capabilities of the Seismobile system in seismic and GPR spatial imaging of the basement of the transport routes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości przestrzennego zobrazowania sejsmicznego i georadarowego podłoża szlaków komunikacyjnych za pomocą nowatorskiego systemu Seismobile. Przedstawiono badania testowe symulujące pomiar systemem Seismobile składającego się w części pomiarowej z 4 linii pomiarowych oraz anteny georadarowej. Szerzej opisano metodykę pomiarową, przetwarzania oraz interpretacji badań sejsmicznych i georadarowych. Parametry metodyki pomiarowej badań sejsmicznych zostały dobrane dla oceny możliwości zastosowania trzech metod: profilowania refrakcyjnego, profilowania MASW oraz profilowania refleksyjnego. Badania georadarowe zostały wykonane antenami o częstotliwości dominującej 250 MHz oraz 100 MHz. Sejsmiczny i georadarowy obraz 3D został wykonany dla obszaru o wymiarach 6 na 46 m i składał się z modeli 3D pól prędkości fali podłużnej i poprzecznej oraz dwóch modeli georadarowych 3D dla anten 250 i 100 MHz. Ważniejsze granice sejsmiczne i georadarowe zostały skorelowane z danymi geologicznymi pozyskanymi z otworów geologiczno-inżynierskich wykonanych w rejonie badań. Na sejsmicznych, jak i georadarowych obrazach 3D jednoznacznie zaznacza się granica stropu bardziej sztywnej warstwy żwirów i iłów pylastych na głębokości około 12 m. Pozostałe granice zaznaczają się mniej wyraźnie, przy czym najbardziej interesujące wyniki otrzymano z profilowania refrakcyjnego i profilowania georadarowego z użyciem anteny 100 MHz. W pracy pokazano również, że możliwe jest uzyskanie interesujących wyników za pomocą jednej linii strimera sejsmicznego. W tym przypadku uzyskany dwuwymiarowy obraz jest bardziej wiarygodny dla mniej skomplikowanych warunków geoogiczno-inżynierskich.

EN

This article presents the capabilities of the seismic and GPR spatial imaging using the innovative Seismobile system. The presented experimental surveys simulated the measurement of the Seismobile system, with the help of four landstreamer lines and GPR antenna. The methodology of acquisition, processing and interpretation of seismic and GPR measurements was broadly described. Settings of seismic acquisition methodology were selected in terms of three techniques: refraction profiling, MASW profiling and reflection profiling. GPR measurements were performed with 250 MHz and 100 MHz antennas. 3D seismic and GPR image was taken for a 6 m x 46 m area and consisted of the P-wave and S-wave velocity fields and two 3D radarograms for 250 MHz and 100 MHz antennas. Significant seismic and GPR horizons were correlated with geological data from boreholes, drilled in the research area. The roof of harder layer of gravel and sandy loam is explicitly marked at the depth of approximately 12 m on the 3D seismic and GPR images. Other borders are marked less clearly. The most interesting results were obtained from refraction profiling and GPR profiling using 100 MHz antenna. In the paper the authors show that conducting measurements with one line of the landstreamer is also possible to obtain interesting results. In that case, the obtained two-dimensional image is more reliable for less complicated geological and engineering conditions.

Słowa kluczowe

PL

system Seismobile; profilowanie refrakcyjne 3D; profilowanie refleksyjne 3D; profilowanie MASW 3D; profilowanie georadarowe; podłoże szlaku komunikacyjnego

EN

Seismobile system; 3D refraction profiling; 3D reflection profiling; 3D MASW profiling; GPR profiling; basement of transport route

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 93
• Strony: 181--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pilecki Z.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, PAN, Kraków

autor

Czarny R.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, PAN, Kraków

autor

Matuła R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Krawiec K.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, PAN, Kraków

autor

Harba P.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, PAN, Kraków

autor

Pilecka E.

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Barnaś M.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, PAN, Kraków

Bibliografia

• [1] Dolena i in. 2008 – Dolena, T.M., Speece, M.A., Link, C.A. i Duaime, T.E. 2008. A 3D seismic land-streamer system. Near Surface Geophysics. doi: 10.3997/1873-0604.2007028.
• [2] Malehmir i in. 2015 – Malehmir, A., Zhang, F. i Dehghannejad, M. et al 2015. Planning of urban underground infrastructure using a broadband seismic landstreamer — Tomography results and uncertainty quantifications from a case study in southwestern Sweden. Geophysics 80, B177–B192. doi: 10.1190/geo2015-0052.1.
• [3] Kubańska i in. 2016 – Kubańska, A., Isakow, Z. i Pilecki, Z. 2016. Założenia funkcjonalne systemu Seismobile. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN nr 93, s. 133–142, Kraków.
• [4] Pilecki, Z., Czarny, R., Harba, P. i in. 2014a. Źródła drgań w sejsmice inżynierskiej. Przegląd Górniczy 70, s. 22–31.
• [5] Pilecki, Z., Harba, P., Laszczak, M. i in. 2014b. Strimery w sejsmice inżynierskiej. Przegląd Górniczy 70, s. 32–38.
• [6] Riveiro, B. i Solla, M. 2016. Non-Destructive Techniques for the Evaluation of Structures and Infrastructure. CRC Press.
• [7] Saarenketo, T. i Scullion, T. 2000. Road evaluation with ground penetrating radar. J. Appl. Geophys. 43, s. 119–138. doi: 10.1016/S0926-9851(99)00052-X.
• [8] Vangkilde-Pedersen i in. 2012 – Vangkilde-Pedersen, T., Rasmussen, E.S. i Kristensen, M. 2012. Detailed mapping of Miocene sand-rich deposits in Denmark with high-resolution 2D land streamer vibroseis.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.