RU2419110C1 - Device for georadar estimation of soil bearing capacity - Google Patents
Device for georadar estimation of soil bearing capacity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419110C1 RU2419110C1 RU2010108185/28A RU2010108185A RU2419110C1 RU 2419110 C1 RU2419110 C1 RU 2419110C1 RU 2010108185/28 A RU2010108185/28 A RU 2010108185/28A RU 2010108185 A RU2010108185 A RU 2010108185A RU 2419110 C1 RU2419110 C1 RU 2419110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- bearing capacity
- georadar
- weather
- converted
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области диагностики состояния грунтов и может найти применение при проведении изысканий трассы движения транспортных средств вне дорог, по заранее не подготовленному маршруту.The present invention relates to the field of diagnostics of the state of soils and may find application in conducting surveys of the route of movement of vehicles off roads, along a route not prepared in advance.
Известны пенетрационные методы определения несущей способности грунтов статического и динамического зондирования [1, 2]. В их основе лежит определение характеристик сопротивления грунта по результатам вдавливания различных зондов в грунт. К числу недостатков можно отнести следующее: пенетрация дает дискретные значения характеристик грунта на предполагаемом маршруте движения транспортных средств, т.е. в отдельных точках маршрута, что может привести к недооценке возможности движения на некоторых участках маршрута. Также для оценки несущей способности грунта требуются значительные временные затраты.Known penetration methods for determining the bearing capacity of soils of static and dynamic sounding [1, 2]. They are based on the determination of soil resistance characteristics based on the results of pressing various probes into the soil. Among the disadvantages are the following: penetration gives discrete values of the characteristics of the soil on the proposed route of movement of vehicles, i.e. at individual points on the route, which can lead to an underestimation of the possibility of movement on some sections of the route. Also, significant time costs are required to assess the bearing capacity of the soil.
Известно также, что для геологических и гидрогеологических исследований, изучения строения автомобильных дорог, железнодорожных насыпей, взлетно-посадочных полос аэродромов, определения содержания влаги в грунте земляного полотна и подстилающих грунтовых основаниях используются приборы подповерхностного зондирования (в общепринятой терминологии - георадары) [3].It is also known that for geological and hydrogeological studies, studying the structure of roads, railway embankments, runways of airfields, determining the moisture content in the soil of the subgrade and underlying soil bases, subsurface sounding devices are used (in generally accepted terminology - georadars) [3].
Наиболее близким по совокупности признаков аналогом является способ инженерных изысканий автомобильных дорог, который включает перемещение вездехода с георадаром и спутниковой системой позиционирования, осуществляющий определение пространственных координат и информации о расположении уровня грунтовых вод по гидрогеологической модели местности [4].The closest in terms of the totality of features is the method of engineering surveys of roads, which includes moving an all-terrain vehicle with a georadar and a satellite positioning system, which determines spatial coordinates and information about the location of the groundwater level according to the hydrogeological model of the area [4].
Задача, на решение которой направлено предлагаемое устройство, заключается в оценке возможности движения (проходимости) транспортных средств по грунтовой среде в текущих погодно-климатических условиях в реальном масштабе времени на основе георадиолокационного мониторинга грунта.The problem to which the proposed device is aimed is to assess the possibility of movement (patency) of vehicles on the ground in current weather and climate conditions in real time based on georadar monitoring of the soil.
Георадиолокационный мониторинг грунта включает в себя зондирование среды электромагнитными импульсами. Отклик среды - совокупность волн, отличающихся друг от друга временами пробега, интенсивностью и формой, содержит информацию о среде. Проходимость транспортного средства зависит от несущей способности грунта, которая находится в пределах зоны сезонных колебаний температуры и влажности, и для одного и того же грунта не является постоянной. Несущая способность грунта также зависит от плотности грунта. Характеристики отраженных грунтовой средой электромагнитных импульсов (отклик среды) для грунтов при различных погодно-климатических условиях (температурно-влажностных режимах) и различной плотности грунтов будут различными. Следовательно, при наличии данных о несущей способности грунтов, полученных экспериментально путем пенетрации и одновременной георадиолокации всех видов грунтов при различных погодно-климатических условиях (температурно-влажностных режимах) и различной плотности грунтов, можно получить функциональные зависимости «несущая способность грунта - диагностический признак георадиолокации», по которым определяется несущая способность грунта по данным георадиолокации.Georadar monitoring of the soil includes sounding the medium with electromagnetic pulses. The response of the medium - a set of waves that differ from each other by travel times, intensity and shape, contains information about the medium. The patency of the vehicle depends on the bearing capacity of the soil, which is within the zone of seasonal fluctuations in temperature and humidity, and is not constant for the same soil. The bearing capacity of the soil also depends on the density of the soil. The characteristics of electromagnetic pulses reflected by the ground medium (response of the medium) for soils under different weather and climate conditions (temperature and humidity conditions) and different densities of soils will be different. Therefore, if there is data on the bearing capacity of soils obtained experimentally by penetration and simultaneous georadiolocation of all types of soils under different weather and climate conditions (temperature and humidity conditions) and various soil densities, it is possible to obtain functional dependences "soil bearing capacity - a diagnostic sign of georadar location" , which determines the bearing capacity of the soil according to georadar.
Технический результат достигается тем, что георадар производит зондирование грунта, излучая импульсы электромагнитного излучения в среду передающей антенной. Отраженные сигналы, принимаемые приемной антенной, преобразуются в цифровую форму и сравниваются с базовыми сигналами, каждому из которых поставлена в соответствии с массово-геометрическими характеристиками транспортного средства, типом грунта и погодно-климатическими условиями несущая способность грунта. По результатам автоматизированного сравнения производится оценка возможности движения транспортных средств в реальном масштабе времени.The technical result is achieved by the fact that the georadar makes sounding of the soil, emitting pulses of electromagnetic radiation into the medium by a transmitting antenna. The reflected signals received by the receiving antenna are converted into digital form and compared with the basic signals, each of which is set in accordance with the mass-geometric characteristics of the vehicle, the type of soil and weather and climate conditions, the bearing capacity of the soil. Based on the results of automated comparison, the possibility of vehicle movement in real time is evaluated.
Сущность предлагаемого устройства георадиолокационной оценки несущей способности грунтов поясняется структурной схемой устройства, представленной на чертеже. Блок управления на основе вводимой оператором исходной информации о характеристиках транспортного средства, типе грунта и погодно-климатических условиях осуществляет управление процессором. Передающая антенна излучает импульсы электромагнитного излучения, сформированные в блоке формирования сигнала, в среду. Принимаемые отраженные сигналы приемной антенной, усиленные в широкополосном усилителе, передаются в стробоскопический приемник, позволяющий осуществить послойное обследование среды, и аналого-цифровой преобразователь, где они преобразуются в цифровую форму. Оцифрованный сигнал георадара поступает в процессор, который осуществляет его сравнение с базовыми значениями, хранящимися в ПЗУ. В ПЗУ хранится информация о несущей способности всех типов грунтов при различных погодно-климатических условиях (температурно-влажностных режимах) и соответствующий несущей способности диагностический признак цифрового сигнала георадара. Эти данные определяются экспериментально - путем пенетрации и одновременной георадиолокации всех видов грунтов при различных погодно-климатических условиях (температурно-влажностных режимах) и различной плотности грунтов. По результатам автоматизированного сравнения, осуществляемого в реальном масштабе времени, производится оценка несущей способности грунта и определяется возможность движения транспортных средств, отражаемая на блоке индикации.The essence of the proposed device georadar assessment of the bearing capacity of soils is illustrated by the structural diagram of the device shown in the drawing. The control unit, based on the initial information entered by the operator on the characteristics of the vehicle, the type of soil and weather and climate conditions, controls the processor. The transmitting antenna emits pulses of electromagnetic radiation generated in the signal conditioning unit into the medium. The received reflected signals by a receiving antenna amplified in a broadband amplifier are transmitted to a stroboscopic receiver, which allows for a layered examination of the medium, and an analog-to-digital converter, where they are converted to digital form. The digitized GPR signal is sent to the processor, which compares it with the basic values stored in the ROM. The ROM stores information on the bearing capacity of all types of soils under various weather and climate conditions (temperature and humidity conditions) and the corresponding diagnostic capability of a digital sign of ground penetrating radar. These data are determined experimentally - by penetration and simultaneous georadiolocation of all types of soils under various weather and climate conditions (temperature and humidity conditions) and different soil densities. Based on the results of an automated comparison carried out in real time, an assessment is made of the bearing capacity of the soil and the possibility of movement of vehicles is determined, which is displayed on the display unit.
Устройство георадиолокационной оценки несущей способности грунтов позволяет оценить состояние грунтовой среды практически в каждой точке трассы движения (минимальный шаг зондирования может составлять всего несколько миллиметров). Выбором частоты излучаемых в грунтовую среду электромагнитных волн обеспечивается требуемая глубина зондирования, выбираемая в зависимости от массово-геометрических характеристик транспортных средств. Автоматизированная обработка данных георадиолокационных измерений позволяет осуществлять оценку несущей способности грунтовой среды трассы движения транспортных средств в реальном масштабе времени.The device for georadar assessment of the bearing capacity of soils allows you to assess the condition of the soil environment at almost every point on the road (the minimum sensing step can be only a few millimeters). The choice of the frequency of electromagnetic waves emitted into the soil environment provides the required sounding depth, which is selected depending on the mass-geometric characteristics of vehicles. Automated processing of GPR data allows real-time assessment of the bearing capacity of the soil environment of the vehicle’s driving route.
Источники информацииInformation sources
1. ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.1. GOST 19912-2001 Soils. Field test methods by static and dynamic sounding.
2. Методические и справочные материалы по инженерному обеспечению боевых действий. Учебное пособие. - М.: ВА РВСН, 1999 г. - 456 с.2. Methodological and reference materials on the engineering support of military operations. Tutorial. - M .: VA Strategic Rocket Forces, 1999 - 456 p.
3. А.В.Старовойтов. Интерпретация георадиолокационных данных. М.: МГУ. 2008.3. A.V. Starovoitov. Interpretation of GPR data. M .: MSU. 2008.
4. Заявка на изобретение №99116757/03 от 30.07.1999 г., E01C 1/00, G01C 7/04 «Способ инженерных изысканий автомобильных дорог».4. Application for invention No. 99116757/03 of 07.30.1999, E01C 1/00, G01C 7/04 "Method for engineering surveys of roads".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108185/28A RU2419110C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Device for georadar estimation of soil bearing capacity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108185/28A RU2419110C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Device for georadar estimation of soil bearing capacity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419110C1 true RU2419110C1 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=44733786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010108185/28A RU2419110C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Device for georadar estimation of soil bearing capacity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419110C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178696U1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-04-17 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | MOBILE LABORATORY FOR MONITORING AN AIRDROM COVERAGE OF THE TAKEOFF |
| RU2817307C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for diagnostics of technical condition of low-pressure earth dams |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105330C1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-20 | Акционерное общество "Ассоциация "Радиоавионика" | Geophysical radar |
| RU2235347C1 (en) * | 2003-08-11 | 2004-08-27 | РЫХЛИНСКИЙ Николай Иванович | Method for geoelectrosurveying (variants) |
| GB2413851A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-09 | Ohm Ltd | Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs |
| RU2263934C1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-11-10 | Леонид Абрамович Лозовский | Method for radiolocation probing and device for realization of said method |
| RU2009140912A (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Георазведочная Компания" (ООО "Георазведочная Компания") (RU) | METHOD AND SYSTEM OF RADAR SURVEYING OF EARTH |
-
2010
- 2010-03-09 RU RU2010108185/28A patent/RU2419110C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105330C1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-20 | Акционерное общество "Ассоциация "Радиоавионика" | Geophysical radar |
| RU2235347C1 (en) * | 2003-08-11 | 2004-08-27 | РЫХЛИНСКИЙ Николай Иванович | Method for geoelectrosurveying (variants) |
| RU2263934C1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-11-10 | Леонид Абрамович Лозовский | Method for radiolocation probing and device for realization of said method |
| GB2413851A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-09 | Ohm Ltd | Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs |
| RU2009140912A (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Георазведочная Компания" (ООО "Георазведочная Компания") (RU) | METHOD AND SYSTEM OF RADAR SURVEYING OF EARTH |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178696U1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-04-17 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | MOBILE LABORATORY FOR MONITORING AN AIRDROM COVERAGE OF THE TAKEOFF |
| RU2817307C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for diagnostics of technical condition of low-pressure earth dams |
| RU2818132C1 (en) * | 2023-10-13 | 2024-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Method for performance monitoring of low-pressure earth dams |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Benedetto et al. | An overview of ground-penetrating radar signal processing techniques for road inspections | |
| Salmivaara et al. | Wheel rut measurements by forest machine-mounted LiDAR sensors–accuracy and potential for operational applications? | |
| Goodman et al. | A ground-radar view of Japanese burial mounds | |
| Jack et al. | Imaging attributes of railway track formation and ballast using ground probing radar | |
| EP0052052A1 (en) | Process and apparatus for geophysical surveys | |
| US11944029B2 (en) | Systems and methods for diagnosing soil characteristics and subterranean plant characteristics | |
| JP2005503566A (en) | Subsurface radar imaging | |
| Diamanti et al. | Air-launched and ground-coupled GPR data | |
| Wieder et al. | Comparison of soil strength measurements of agricultural soils in Nebraska | |
| Becker et al. | Locating drainage tiles at a wetland restoration site within the Oak Openings region of Ohio, United States using UAV and land based geophysical techniques | |
| KR100365140B1 (en) | Detection apparatus for the survey of buried structures by used gpr system | |
| Alao | Determination of the geophysical signature of soft-clay and hard lateritic soils and the implications on geotechnical works using electrical resistivity imaging | |
| Fontul et al. | Ground penetrating radar investigations in the noble Hall of são carlos theater in lisbon, Portugal | |
| Butnor et al. | Using ground-penetrating radar to detect tree roots and estimate biomass | |
| RU2419110C1 (en) | Device for georadar estimation of soil bearing capacity | |
| Pożarycki et al. | Application of mechanical and electromagnetic waves in an integrated determination of pavement bearing capacity | |
| Wu et al. | Digital soil mapping using drone-borne ground-penetrating radar | |
| Tomecka-Suchoń et al. | Application of GPR and seismic methods for noninvasive examination of glacial and postglacial sediments in the Psia Trawka glade: the Tatra Mts., Poland | |
| Tyndale-Biscoe et al. | A system for collecting spatially variable terrain data | |
| Huisman et al. | Accuracy and reproducibility of mapping surface soil water content with the ground wave of ground-penetrating radar | |
| RU2647221C2 (en) | Method for detecting the boundary of local underground peat fire and method of delivery of the portable georadar to the peat bog surface and receiving the sounding data in real time | |
| RU2256941C1 (en) | Mobile georadar for remote search for location of subterranean main communications and determining of their cross-section size and depth under the soil | |
| RU2416116C1 (en) | Georadar method of determining soil bearing capacity | |
| Barone et al. | Forensic geophysics: How the GPR technique can help with forensic investigations | |
| Scott Jr et al. | Field testing and development of a seismic landmine detection system |