УДК 624:621.396.96

О некоторых возможностях  метода электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования при инженерно – геологических изысканиях в тоннелях

 

 В. Б. Болтинцев ¹,  В. Н. Ильяхин ¹, А. А. Черемисин ¹, К. П. Безродный ²

¹ ООО НПФ «ГЕОДИЗОНД», 196211 , Санкт-Петербург, просп. Гагарина, д. 14, корп. 6,

² ОАО НИПИИ «Ленметрогипротранс», 191002, Санкт-Петербург, ул. Большая Московская, д. 2

 

Статья поступила в редакцию 10 декабря 2019 г.

 

Аннотация. В данной работе обсуждается возможность применения метода электромагнитного импульсного сверхширокополосного (ЭМИ СШП) зондирования для оценки инженерно-геологических условий впереди забоя за щитом тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК). Предлагается применять метод ЭМИ СШП зондирования, используя ротор щита в качестве линзы для передающей микрополосковой антенны и генератора, изготовленного по технологии дрейфовых диодов с резким восстановлением (ДДРВ), при излучении импульсного электромагнитного поля. Большая глубина распространения ЭМИ СШП сигнала за металлопластинчатой линзой основана на проявлении низкочастотной дисперсии относительной диэлектрической проницаемости среды, наличие которой обусловлено вызванной поляризацией с дипольно-релаксационным механизмом, под воздействием сильного ЭМИ СШП поля (Е~100 В/cм, Н~1.56 А/см). Приведены результаты измерения поля на просвет через «пакет»: ротор щита + 28.8 м породы + 1.2 м бетона. Потери при использовании ротора щита в качестве металлопластинчатой линзы составляют 74 дБ. Перечислены 8 тоннелей и веток метро в РФ, где ЭМИ СШП зондирование выполнено вперед забоя ТПМК.

Ключевые слова: сверхширокополосный; дрейфовые диоды с резким восстановлением, уравнение (метод) Винера-Хопфа, георадиолокация, тоннелепроходческий механизированный комплекс.

Abstract. To assess the engineering and geological conditions ahead of the face (behind the tunnel boring mechanized complex  shield), it is proposed to use the method of electromagnetic pulsed ultra-wideband (EMI UWB) sounding using the shield rotor as a metal plate lens for a transmitting microstrip antenna and a generator made by the technology of sharp recovery drift diodes (DSRD) when emitting a pulsed electromagnetic field. The large depth of propagation of the UWB EMP signal behind the metal plate lens is based on the manifestation of a low-frequency dispersion of the dielectric constant of the medium, the presence of which is caused by polarization with a dipole-relaxation mechanism, under the influence of a strong electromagnetic pulse field (E ~ 100 V / cm, H ~ 1.56 A / cm) . The results of measuring the field to the clearance through the "package" are given: shield rotor + 28.8 m of rock + 1.2 m of concrete. Losses when using the shield rotor as a metal plate lens are 74 dB. 8 tunnels and metro lines in the Russian Federation are listed, where EMI UWB sounding is performed ahead of tunnel boring mechanized complex face.

Key words: Ultra Wide band - UWB, Drift Step Recovery Diodes, Wiener – Hopf equation (method), underground radar measurements, a tunnel boring mechanized complex.

 

Для цитирования:

Болтинцев В.Б.,  Ильяхин В.Н., Черемисин А.А., Безродный К.П. О некоторых возможностях  метода электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования при инженерно – геологических изысканиях в тоннелях. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec19/13/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.12.13