تحلیل حساسیت پاسخ GPR اهداف ژئوتکنیکی مدفون به پارامترهای هندسی و فیزیکی با استفاده از مدل سازی عددی پیشرو

در پژوهش حاضر پاسخ GPRمدل­های مصنوعی مختلف متناظر با ساختارهای ژئوتکنیکی فرضی نظیر استوانه افقی منفرد، منشور دوبعدی، استوانه افقی جفت، چندضلعی دوبعدی دلخواه و زمین لایه­ای، با استفاده از مدلسازی عددی پیشرو به­روش تفاضل محدود دوبعدی حوزه زمان بهبود یافته در حوزه فرکانس، مدلسازی شده است. در این تحقیق براساس پارامترهای ریاضی هذلولی و نتایج مدلسازی پیشرو داده­های GPRهدف استوانه­ای، نشان داده شده که بین نسبت ارتفاع به پهنای هذلولی با پارامترهای هندسی هدف استوانه­ای (قطر و عمق دفن) یک سری روابط خطی وجود دارد. این روابط می­تواند به­عنوان معیارهای کمی مناسب برای شناسایی مشخصات فیزیکی و هندسی اشیاء استوانه­ای مدفون در زیر زمین با تصاویر GPR مورد استفاده قرار گیرد. برای دست­یابی به هدف و تحلیل حساسیت، تاثیر پارامترهای مختلف هدف نظیر شکل هندسی، جنس، اندازه و ابعاد، عمق دفن، نوع و سطح سیالات محتوی (درصد حجمی سیالات) و ویژگی­های فیزیکی محیط میزبان بر روی پاسخ­های GPR، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از پتانسیل بالقوه روش GPR برای آشکارسازی انواع اهداف مدفون، شناسایی جنس مدل و ارزیابی ویژگی­های محتوای سیال مدل است. با استفاده از این شبیه­سازی­ها می­توان اهداف استوانه­ای فلزی را از غیرفلزی تشخیص داد و نوع سیال محتوای درون ساختارهای غیرفلزی (نظیر هوا، آب شیرین و آب شور) را تعیین نمود. نتایج تحقیق با مطالعه موردی برای شناسایی قنات واقع در دشت شاهین شهر اصفهان نیز اعتبارسنجی گردیده است، به­گونه­ای که عمق دفن و قطر قنات به­ترتیب با خطای ۴/۳ درصد و ۱۲ درصد تقریب زده شد.

کلیدواژه ها:

Ground-Penetrating Radar (GPR) ، Hyperbolic response ، Numerical forward modeling ، Geotechnical targets ، sensitivity analysis ، Geometrical parameters of cylindrical targets