Investigation of the effects of physical and geometrical parameters in ground penetrating radar modelling

Yıl 2008, Cilt: 29 Sayı: 2, 37 - 52, 01.03.2008

T. Özgür Kurtulmuş Mahmut G. Drahor

Öz

Anahtar Kelimeler

-

Yer radarı modellemesinde fiziksel ve geometrik parametre etkilerinin araştırılması

Öz

Bu çalışmada, yer radarı yöntemi için küre ve küp şeklindeki yapay benzetim modelleri kullanılarak, yeraltında gömülü yapıların fiziksel ve geometrik özelliklerindeki değişimlerin radargramlar üzerindeki etkileri test edilmiştir. Kullanılan fiziksel parametreler; bağıl dielektrik geçirgenlik, elektriksel iletkenlik ve bağıl manyetik geçirgenliktir. Model yapıların derinlik, şekil ve boyutları ise geometrik parametreleri oluşturmaktadır. Yapay yer radarı modelleme çalışmaları, gömülü yapıların geometrik ve fiziksel parametrelerindeki değişimlerin radar yanıtlarını önemli oranda etkilediğini ortaya çıkarmıştır. Elde edilen yapay radargramlarda, model ile ortama ait bağıl dielektrik geçirgenlik değerleri arasındaki zıtlığın artmasıyla, yapıdan kaynaklanan yansımaların genliklerinde kuvvetlenme, tekrarlı yansımalarda artış ve alıcılara ulaşan radar dalgalarının varış zamanlarında önemli farklar gözlenmiştir. Model yapının elektrik iletkenliği arttığında ise yapının üst yüzeyinden oluşan yansıma hiperbolü belirginleşirken; radar dalgalarının yapı içinde sönümlenmesi nedeniyle, alt yüzeyden oluşan hiperbol zayıflamaktadır. Gömülü yapının bağıl manyetik geçirgenlik değerindeki artış, modelin üst yüzeyinden oluşan yansımaların geliş zamanlarında herhangi bir fark yaratmamasına karşın, radar dalgalarının model yapı içinde yavaşlaması nedeniyle, alt yüzeyden oluşan yansımaların alıcılara daha geç ulaşmalarına neden olmuştur

Anahtar Kelimeler

Modelleme, sığ jeofizik, yer radarı

Kaynakça

• Annan, A.P., 2001. Ground penetrating radar workshop notes. Sensors and Software Inc., Mississauga, Ontario, 197 p.
• Annan, A.P., and Davis, J.L., 1977. Impulse radar applied to ice thickness measurements and freshwater bathymetry. Geological Survey of Canada, Report of Activities Paper 77-1B, pp. 117-124.
• Bergmann, T., Robertsson, J.O.A., and Holliger, K., 1998. Finite-difference modelling of electromagnetic wave propagation in dispersive and attenuating media. Ge- ophysics, 63, 856-867.
• Carcione, J.M., Seriani, G., and Gei, D., 2003. Acoustic and electromagnetic properti- es of soils saturated with salt water and NAPL. Journal of Applied Geophysics, 52, 177-191.
• Cassidy, N., 2007. A review of practical numeri- cal modelling methods for the advanced interpretation of ground-penetrating ra- dar in near-surface environments. Near Surface Geophysics, 5, 5-21.
• Conyers, L.B., and Goodman, D., 1997. Ground- Penetrating Radar, An Introduction for Archaeologists. Altimira Press, Califor- nia.
• Goodman, D., 1994. Ground-penetrating radar simulation in engineering and archaeo- logy. Geophysics, 59, 224-232.
• Hammon, W.S., McMechan, G.A., and Zeng, X., 2000. Forensic GPR: finite-difference simulations of responses from buried human remains. Journal of Applied Ge- ophysics, 45, 171-186.
• Hugenschmidt, J., 2002. Concrete bridge ins- pection with a mobile GPR system. Jo- urnal Construction and Building Materi- als, 16(3), 147-154.
• Kurtulmuş, T.Ö., 2007. Sığ jeofizik aramacılıkta yer radarı modellemesi. Yüksek Lisans
• Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir (ya- yımlanmamış).
• Lopera, O., Milisavljevic, N., and Lambot, S., 2007. Clutter reduction in GPR mea- surements for detecting shallow buried landmines: a Colombian case study. Near Surface Geophysics, 5, 57-64.
• Neubauer, W., Eder-Hinterleitner, A., Seren, S., and Melichar, P., 2002. Georadar in the Roman civil town Carnuntum, Austria: an approach for archaeological interp- retation of GPR data. Archaeological Prospection, 9 (3), 135-156.
• Roberts, R.L., and Daniels J.J., 1997. Mode- ling near-field GPR in three dimensions using the FDTD method. Geophysics, 62, 1114-1126.
• Sandmeier Scientific Software, 2008. REFLEXW ver. 3.5.8. Program for the processing of seismic, acoustic or electromagne- tic reflection, refraction and transmis- sion data. User’s manual. http://www. sandmeier-geo.de.
• Smith, D.G., and Jol, H.M., 1995. Ground penet- rating radar: antenna frequencies and maximum probable depths of penetra- tion in Quaternary sediments. Journal of Applied Geophysics, 33, 93-100.
• Stolt, R.H., 1978. Migration by Fourier transform. Geophysics, 43, 23-48.
• Streich, R., van der Kruk, J., and Green, A.G., 2006. Three-dimensional multicompo- nent georadar imaging of sedimentary structures. Near Surface Geophysics, 4, 39-48.
• van der Kruk, J., Slob, E.C., and Fokkema,
• J.T., 1999. Background of ground
• penetrating radar measurements. Geo
• logie en Mijnbouw, 77, 177-188.
• Xu, T., and McMechan, G.A., 1997. GPR atte- nuation and its numerical simulation in 2.5-dimensions. Geophysics, 62, 403- 414.
• Zeng, X., and McMechan, G.A., 1997. GPR cha- racterization of buried tanks and pipes. Geophysics, 62, 797-806.