شناسایی تونل مدفون با استفاده شبیه سازی عددی دوبعدی داده های ژئوفیزیکی رادار نفوذی به زمین، مطالعه ی موردی: تونل شماره 3 آزادراه تهران- پردیس

Abstract

امروزه روش­های ژئوفیزیکی از توانمندترین روش­ها برای اکتشاف و تعیین مکان توده­ها و سازه­های مدفون زیرزمینی می­باشند.یکی از کارآمدترین روش­ها در تعیین مکان و اکتشاف سازه­های مدفون زیرزمینی روش رادار نفوذی به زمین (GPR) است. در این روش با توجه به عمق توده­ی مورد نظر، از چشمه با فرکانس­های مختلف برای انتشار موج الکترومغناطیس استفاده شده و با توجه به بازتاب این امواج محل سازه­ی مدفون قابل تشخیص است. در این مقاله ابتدا به معرفی روش رادار نفوذی به زمین پرداخته شده و سپس چگونگی مدل­سازی پیشرو داده­های مذکور با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در حوزه­ی زمان (FDTD) با استفاده از کدنویسی در محیط MATLAB و با اعمال شرایط مرزی جاذب CPML برای یک تونل مدفون با ابعاد مشخص تشریح شده است. مزیت استفاده از روش‌های عددی نظیر روش تفاضل محدود، دقت بالا، سادگی فهم و محاسبات نسبتاً ساده‌تر نسبت به سایر روش‌ها است. هدف از این مقاله مدل­سازی پیشرو داده­های رادار نفوذی به زمین برای کشف تونل­هایی با ابعاد کوچک در اعماق مختلف و در شرایط محیطی متفاوت است. این امر از اهمیت زیادی در مباحث مهندسی برخوردار است؛ زیرا این تونل­ها به راحتی قابل شناسایی نبوده و محلی برای استتار افراد و مهمات است. در این مقاله با توجه به عمق و ابعاد تونل 3 آزادراه تهران-پردیس به مدل­سازی انتشار موج در یک مدل مصنوعی از این تونل پرداخته شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از مدل­سازی، فرکانس 50 مگاهرتز برای برداشت میدانی از تونل 3 پردیس از دستگاه ژئورادار (MALA) انتخاب شده و نتایج حاصل از برداشت میدانی با نتایج حاصل از مدل­سازی مقایسه شده­اند. مقایسه­ی نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد قابل‌قبول مدل­سازی این تونل است.