Обследование свайных оснований методом электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования

Приведены результаты применения метода электромагнитного импульсного сверхширокополосного (ЭМИ СШП) зондирования при оценке глубины погружения свай. В предлагаемом способе как передатчик используется генератор, изготовленный по технологии дрейфовых диодов с резким восстановлением, при излучении мощного импульсного электромагнитного поля наносекундной длительности и передающая микрополосковая антенна. В качестве приемных антенн используются микрополосковая антенна (аналогичная передающей) метрового (м-) диапазона длин волн и монопольная антенна дециметрового (дм-) диапазона. Как приемник использован цифровой осциллограф R&S RTH1004 с динамическим диапазоном 134 дБ по напряжению. Приемные антенны имеют согласование с подстилающей средой по коэффициенту стоячей волны по напряжению (КСВН) ≤1,85 в диапазоне частот 0,1–700 МГц. Большая глубина распространения ЭМИ СШП сигнала основана на проявлении низкочастотной дисперсии относительной диэлектрической проницаемости среды, наличие которой обусловлено вызванной поляризацией с дипольно-релаксационным механизмом под воздействием сильного ЭМИ СШП поля с параметрами Е~100 В/cм, Н~1,56 А/см (в георадиолокации – Е~1,6 В/cм, Н~0,03 А/см). В отличие от традиционного георадара, который является индикаторным прибором, комплекс имеет отличительную особенность – высокий уровень метрологического обеспечения: измерение параметров импульса и восстановление поля излучаемого импульса в дальней зоне; измерение параметров согласования антенн с подстилающей средой (КСВН, активное и реактивное сопротивления антенны); измерение амплитудно-частотной характеристики приемника. Помимо глубины погружения, определяются местоположение сваи в случае отсутствия возможности их визуализации, ее техническое состояние и тип сваи (буронабивная или свая-оболочка).

В.Б. БОЛТИНЦЕВ¹, д-р техн. наук, зам. директора по НИР (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.Н. ИЛЬЯХИН¹, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
М.В. ЕФАНОВ², директор по инновационным разработкам (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ ООО «НПФ «ГЕОДИЗОНД» (196211, г. Санкт-Петербург, пр-т Юрия Гагарина, 14, корп. 6)
² АО «ПК» ФИД-Техника» (194223, г. Санкт -Петербург, пр-т Тореза, 68)

1. Справочник современного изыскателя / Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. Ростов н/Д: Феникс, 2006. 590 с.
2. Простов С.М., Дырнин В.А. Электромагнитный бесконтактный геоконтроль. Кемерово: ГУ ­КузГТУ, 2002. 132 с.
3. Простов С.М., Герасимов О.А., Мальцев Е.А. Применение геофизических методов для определения глубины погружения буронабивных, буроинъекционных и железобетонных свай // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2006. № 5 (56). С. 17–21.
4. Карташев В.Г., Качанов В.К., Соколов И.В. 2014. Радиотехнические методы ультразвуковой дефектоскопии // Вестник МЭИ. 2014. № 1. С. 64–71.
5. Болтинцев В.Б., Ильяхин В.Н., Безродный К.П. Метод электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования подстилающей среды // Журнал радиоэлектроники. 2012. № 1.
6. Безродный К.П., Беспалов П.Н. Разработка технологии радиолокационного обследования бетонных и железобетонных конструкций с целью обнаружения скрытых нарушений сплошности бетона (трещин и трещинных зон, разуплотненных участков), создание автоматизированного измерительного комплекса. СПб., 2010. 72 с. Деп. в ВНТИЦ 26.01.2004, № 01.200 315448. Каталог НИОКР РФ 2010, приборостроение.
7. Болтинцев В.Б. Обработка сигналов м-, дм- диапазонов длин волн при электромагнитном импульсном сверхширокополосном зондировании подстилающей среды // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 3.
8. Клетеник Д.В. Сборник задач по аналитической геометрии. М.: Наука; Физматлит, 1998. 240 с.
9. Старовойтов В.А. Интерпретация георадиолокационных данных. М.: МГУ, 2008. 192 с.
10. Грехов И.В., Ефанов В.М., Кардо-Сысоев А.Ф. и др. Мощный полупроводниковый генератор наносекундных импульсов // Приборы и техника эксперимента. 1986. № 1. С. 93–94.
11. Болтинцев В.Б. Оценка реализации свойства сверхширокополосности Т-волн для антенн подповерхностного зондирования с параметрической оптимизацией размеров поперечных сечений токоведущих линий // Журнал радиоэлектроники. 2012. № 3.
12. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Советское радио, 1979. 376 с.
13. Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Ляхов Г.А., Резников А.Е. Георадиолокация больших глубин // Журнал радиоэлектроники. 2019. № 4.
14. Болтинцев В.Б. Расширение возможностей мониторинга подземного пространства методом ЭМИ СШП зондирования // Жилищное строительство. 2012. № 9. С. 54–58.
15. Болтинцев В.Б. Влияние частотной дисперсии диэлектрической проницаемости подстилающей среды на проектирование проволочной антенны, предназначенной для ее зондирования. X Всероссийская научно-техническая конференция «Радиолокация и радиосвязь». М.: ИРЭ РАН, 2016. Т. I. С. 80–84.
16. Джейнс Э.Т. О логическом обосновании метода максимальной энтропии // ТИИЭР. Т. 70. № 9. С. 33–51.
17. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. М.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.
18. Буйнявичус В.-А.В., Карпицкайте B.-3.Ф., Пятрикис C.-P.С. Статистические методы в радиоизмерениях. М.: Радио и связь, 1985. 240 с.
19. Кульбак С. Теория информации и статистика. М.: Наука, 1967. 408 с.
20. Tagliani A. Note on Proximity of Distributions in Terms of Coinciding Moments // Applied Mathematics and Computation. 2003. № 145, pp. 195–203.
21. Teicher H. Identifiability of Mixtures. Ann. Math. Statist. 1961. Vol. 32, № 1, pp. 244–248.
22. Yovits M.C., Jackson J.L. Linear filter optimization with game theory considerations // IRE National Convention Record. 1955. Pt. 4, pp. 193–199.
23. Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении. М.: Советское радио, 1978. 600 с.