کنترل کیفیت بلوک‌های سنگ ساختمانی با استفاده از روش رادار نفوذی به زمین (GPR)

Abstract

سنگ‌های ساختمانی ذخایر معدنی با ارزش هستند و صنعت سنگ‌ساختمانی نیز به‌عنوان صنعت اقتصادی مهم به‌شمار می‌رود. این صنعت به‌صورت یک زنجیره است و کنترل کیفیت، حلقۀ گم شده این زنجیره در ایران است که موجب کاهش بهره‌وری این صنعت شده است. کیفیت سنگ ساختمانی تابع عوامل مختلفی است و وجود ناپیوستگی‌ها، حفره‌ها، فضاهای خالی و لایه‌بندی‌های ظریف روی کیفیت سنگ تأثیر منفی دارند. در پژوهش حاضر از روش ژئوفیزیکی غیرمخرب رادار نفوذی به زمین (GPR) برای ارزیابی و کنترل کیفیت بلوک‌های استخراجی تراورتن مجتمع معدنی حاجی‌آباد محلات در استان مرکزی، قبل از عملیات فرآوری، استفاده شده است. برای این منظور ابتدا با استفاده از برنامه مدل‌سازی عددی پیش‌رو، به‌روش تفاضل محدود دوبعدی بهبود یافته در حوزۀ فرکانس در محیط نرم‌افزار MATLAB، پاسخ GPR دوبعدی مدل‌های مصنوعی فرضی به‌شکل مکعب مستطیل (معرف کوپ‌های سنگی) شامل لایه‌بندی‌های ظریف و ناپیوستگی در جهت‌های مختلف، شبیه‌سازی شد تا از نتایج آن‌ها برای تفسیر نگاشت‌های راداری واقعی استفاده شود. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که پاسخ GPR مرزهای مشترک لایه‌ها (ناشی از وجود لایه‌بندی‌های ظریف) و ناپیوستگی‌های برجسته درون بلوک سنگ، در نگاشت‌های راداری به‌وضوح قابل تشخیص هستند. بررسی نتایج حاصل از تفسیر نگاشت‌های راداری واقعی، پس از اعمال فیلترهای مختلف نیز حاکی از قابلیت بالای روش GPR در شناسایی لایه‌بندی‌های ظریف و ناپیوستگی‌های درون بلوک‌های سنگی و در نتیجه تعیین کیفیت آن‌ها در محدودۀ بررسی شده است. در هر صورت در مورد داده‌های واقعی به‌دلیل ناهمگنی لایه‌های ظریف، وجود انواع مختلف نوفه‌ها و بازتاب‌های چندگانه، پاسخ ناپیوستگی‌های ساختاری کوچک واقع در زیر ناپیوستگی‌های برجستۀ کم عمق، با پاسخ‌های دیگر پوشش داده شده و قابل شناسایی نیستند