Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách ăng-ten tới độ sâu khảo sát của sóng trực tiếp radar xuyên đất (Ground Penetrating Radar - GPR)

Tác giả: TS. MAI TIẾN CHINH - Trường Đại học Giao thông vận tải

Thiết bị thí nghiệm: tấm bản bê tông đã được gắn thiết bị, hệ thống sấy, hệ thống cân và thiết bị đo GPR

GPR được biết đến như một công cụ khảo sát, đánh giá trạng thái, tính chất của vật liệu kết cấu hoàn toàn không phá hủy, hiệu quả [4,14]. Thiết bị này sản sinh ra một năng lượng điện từ bởi bộ phát và bức xạ ra môi trường qua ăng-ten phát ở một tần số cho trước. Trong các ứng dụng cho lĩnh vực xây dựng công trình, tần số thường được sử dụng là từ 100 - 3.000 MHz. Năng lượng này truyền đi trong môi trường cần thăm dò và phản xạ lại khi gặp các bề mặt phân cách giữa hai môi trường có sự khác biệt về hằng số điện môi. Ăng-ten thu nhận một cách liên tục các sóng phản xạ và gửi chúng tới hệ thống phân tích để xử lý. Những tín hiệu nhận được ở ăng-ten thu có thể là: 1) Tín hiệu trực tiếp do ăng-ten phát truyền đi thường được gọi là sóng trực tiếp; 2) Tín hiệu phản xạ trên các bề mặt xuất hiện sự khác biệt về hằng số điện môi; 3) Tín hiệu khúc xạ và đa phản xạ.

Phân tích các tín hiệu đo được (vận tốc truyền sóng và sự suy giảm cường độ) có thể mang lại những thông tin về mặt hình học hoặc những thông tin vật lý về môi trường mà sóng truyền qua như: vị trí của khuyết tật hoặc cốt thép, chiều dày các lớp áo đường, độ khác biệt điện môi trong vật liệu kết cấu để ước tính hàm lượng nước và hàm lượng muối [13,17]...

Hầu hết các nghiên cứu trước đây đều tập trung khai thác sóng phản xạ cho các ứng dụng của GPR. Phương pháp này đòi hỏi phải có mặt phản xạ và phải biết vị trí của nó. Điều này dẫn đến những khó khăn như: không có khả năng xác định chính xác độ sâu của bề mặt phản xạ; mặt phản xạ nằm quá sâu; thiếu độ tương phản của mặt phản xạ; hoặc có thể mật độ cốt thép của kết cấu quá dầy đặc. Tập hợp những nhân tố này làm cho sóng phản xạ rất khó được nhận ra để phân tích.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây