Radar xuyên đất trong khảo sát, đánh giá độ bẩn nền đá ballast đường sắt

Mặt cắt khảo sát của thiết bị GPR trên nền đá ballast

Duy tu, sửa chữa nền đá ballast (sàng đá, thay đá) là công việc bắt buộc đối kết cấu đường sắt có đá. Công tác này được thực hiện khi nền đá trở nên quá bẩn, không đáp ứng đủ các chức năng yêu cầu của nó. Do vậy, cần phải đánh giá được chính xác vị trí và mức độ nhiễm bẩn của nền đá trước khi tiến hành công tác duy tu, sửa chữa nền đá ballast. Hiện tại, những phương pháp thí nghiệm để xác định độ bẩn của nền đá ballast đều cần phải lấy mẫu hiện trường và tiến hành phân tích khối lượng, cỡ hạt hay thể tích... của các thành phần vật liệu bẩn cũng như của đá ballast. Công tác này cũng chiếm nhiều thời gian, chi phí và đặc biệt là không thể khảo sát, đánh giá một cách toàn diện trên toàn bộ tuyến đường hay mạng lưới đường. Ở các nước phát triển như Mỹ, Úc, Anh, Pháp..., nhiều kỹ thuật kiểm tra không phá hủy hiện đại đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát tình trạng nhiễm bẩn của nền đá ballast tại hiện trường như [2,3]:

- Kỹ thuật Radar xuyên đất (GPR);

- Kỹ thuật chụp ảnh hồng ngoại;

- Kỹ thuật đo địa chấn;

- Kỹ thuật đo điện trở suất;

- Kỹ thuật đo tốc độ thấm.

Trong đó, kỹ thuật GPR được đánh giá là đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trong khảo sát, đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nền đá ballast đường sắt: tốc độ khảo sát cao, liên tục, toàn diện, chính xác, đơn giản trong thao tác và xử lý số liệu, trực quan trong thể hiện kết quả.

Hiện tại, trên thị trường có rất nhiều hệ thống GPR có thể đáp ứng nhu cầu khảo sát, đánh giá tình trạng kết cấu nền đá ballast, subballast và nền đường. Các hệ thống này đồng bộ từ thiết bị phần cứng đến các phần mềm xử lý, hiển thị số liệu khảo sát và kết quả rất trực quan. Do vậy, việc nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống GPR, phân tích sự liên hệ giữa nguyên lý hoạt động của thiết bị với các thuộc tính của nền đá ballast, cách thức biểu diễn, đánh giá tình trạng nền đá ballast theo các dữ liệu ghi nhận được cũng như những vấn đề khó khăn, hạn chế trong quá trình thu thập và xử lý số liệu của kỹ thuật này là hết sức quan trọng và cần thiết để có thể ứng dụng một cách chủ động kỹ thuật trong khảo sát, đánh giá tình trạng của nền đá ballast đường sắt ở Việt Nam.

Công trình nghiên cứu của TS. MAI TIẾN CHINH - Trường Đại học Giao thông vận tải.

Nội dung bài khoa học tại đây.