اربد

منتدى معلومات عامة
 
صفحة الاعلاناتالرئيسيةبحـثالتسجيلدخول
دخول
اسم العضو:
كلمة السر:
ادخلني بشكل آلي عند زيارتي مرة اخرى: 
:: لقد نسيت كلمة السر

pubacademy.ace.st--!>
pubacademy.ace.st--!>

شاطر | 
 

 موسوعة علم الجيوفيزياء

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
kingsam




مُساهمةموضوع: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:14

علم الجيوفيزياء



هو أحد فروع علوم الارض ويهتم بدراسه باطن الارض عن طريق دراسة التباين بين الخصائص الفيزيائيه فيها مثل الاختلافات بين درجات قوة وشدة الخصائص المغناطيسية والمقاومية والجاذبية وغيرها من الخصائص الفيزيائية الاضية ، وعن طريق هذا العلم تم استكشاف محتويات الارض الداخليه مثل النواة و الوشاح و القشرة ، كما يساعد هذا العلم على استكشاف المياه الجوفيه و متابعه حركه النفط وهجرته ومصادر الغاز الطبيعي .


يعتمد علم الجيوفيزياء على عده طرق مثل طريقه الجاذبيه و المغناطيسيه والسيزمولوجيه والاشعاعات لبعض العناصر المشعه.



الجيوفيزياء أو علم طبيعة الأرض هو علم يعتمد على طرق معينه لاسكتشاف باطن الارض (الخصائص الفيزيائية للارض) والتعرف على الطبقات تحت السطحية من خلال عدة طرق مثل الطرق الزالزاليه و المغناطيسية و الكهربائية ويعتبر علم استكشافي لما تحت الارض ويفيد في استكشاف البترول واستكشاف المياه .. بالاضافة إلى رصد الزلازل باستخدام اجهزة قياس فيزيائية.


فمثلا في استكشاف النفط نستخدم الطرق السيزمية(الزلزالية) من خلال إرسال موجات (تفجير )الي باطن الارض واستقبالها علي السطح بواسطة مجسات تحدد زمن وصول الموجة المستقبلة ومن ذلك توخذ هذة البيانات وتحلل لتعطينا رسم مقطعي لطبقات الارض التحت سطحية ومن خلال سرعة الموجات الاولية في الطبقات نستطيع تحديد اماكن البترول والغاز الطبيعي.

استخدامات علم الجيوفيزياء



- استكشاف النفط والغاز والمعادن والماء.اههميتهافي مجالات البيئة
- في الرصد الزلزالي وتحديد مواقع الهزات.
- في الاعمال الهندسية لمعرفة منسوب المياة وكذلك معرفة عمق طبقة صخور الاساس لانشاء المباني وبديل عن عن عمليات الحفر الهندسية لمعرفة نوعية الطبقات ومكوناتهاوكذلك التكهفات في الطبقات.
- مراقبة ابار النفط و الغاز.
- لمعرفة اي تمديدات تحت سطحية مجاري مياة او صرف صحي .
- في مجال البحث عن الكنوز والآثار.
- في البحث عن المعادن .
- في علوم الفضاء. كما تستخدم لتحديد نوعية المياه الجوفية بناء على استدلالات معينة، ولكل نوع من الاعمال المسحية يستخدم طريقة جيوفيزيائية معينة تناسبه. مثلا: أفضل طريقة لاستكشاف المياه الجوفية هي الطريقة الكهربية بكل انواعها، وهي طريقة تعتمد على توصيل الطبقات للتيار الكهربي او مقاومته، فكلما كانت الطبقات جافة او متوسطة او شديدة الجافة تزداد مقاومتها تبعا لذلك أما اذا كانت مبللة بالمياه فان مقاومتها تقل تبعا لذلك اعتمادا علي درجة الملوحة ي الماء (الايونات السالبة والموجبة المذابة) فكلما كانت الموصلية عالية فهذا دليل على قلة المقاومة وهذا بالتالي يعني نوعية مياه عالية الملوحة لأن العلاقة بين الايونات المذابة والموصلية علاقة طردية.


أما انسب الطرق لاستكشاف النفط فهي الطريقة الزلزالية لأن لها عمق اختراق بعيد جدا ولها نتائج دقيقة كما انها اسرع في المسح،مع الأخذ بعين الاعتبار أن هذه الطريقة تعمل بشكل أساسي على تحديد البنيات تحت السطحية الأفضل لتشكل مصائد نفطية مناسبة لاحتجاز وتجمع النفط ، وهذه المصائد متعددة في أشكالها ونذكر منها الطيات المحدبة وقباب الملح والصدوع والفوالق واللاتوافق الرسوبي ، وهناك طرق حديثة تعتمد على طاقة وسعة هذه الأمواج الزلزالية في اكتشاف المحتوى الصخري من المواد الهيدروكربونية المختلفة ، ونعتمد في عمق الإختراق على سعة الأمواج المولدة من المنبع ، فكلما كانت سعة الأمواج صغيرة كان عمق الإختراق كبيراً ، والعكس صحيح .. أما بالنسبة للمعادن فتستخدم المسوحات المغنيسية والكثافة او الثقالة او الطرق الشعاعية.


وهناك جانبان لاعمال المسح الجيوفيزيائي؛ الجانب الحقلي:

- وهو عملية جمع البيانات من الحقل

- والجانب الاخر هو الجانب المكتبي: وهو مختص بعملية استخلاص النتائج والاستقراء وكتحابة التقرير النهائي
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:14

علم الجيوفيزياء ينقسم لعدة فروع احدها هو (الجيوفيزياء
الهندسية)



سوف اطرح عليكم موضوع (الجيوفيزياء الهندسية)
وذلك على شكل حلقات متعددة .




** الرادار
الأرضي المخترق: (Ground Penetration Radar (GPR

** طريقة فوق السيزمية :
(ULTRASEISMIC (US

** طريقة الاستجابة للنبضات[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] Sonic Echo Impulse
Response ( IR

** طريقة السيزمية في البئر العرضي : (CROSSHOLE SEISMIC
(CS

** نظام سيزميك المتوازي : (Parallel Seismic System (
PS


ونبدأ بتوفيق من الله,,,,,




الرادار الأرضي المخترق ( Ground Penetration Radar
(GPR



مقدمــــة

يعتبر
الرادار الأرضي المخترق تقنية حديثة، حيث بدأ استخدام الجهاز في الأغراض البيئية
والتجارية المختلفة مثل التطبيقات الهندسية وكذلك الآثار المدفونة والتطبيقات
الجيولوجية، وطريقة الرادار الأرضي المخترق قريبة من الطريقة السيزمية مع اختلاف أن
الطريقة السيزمية تعطي أعماق كبير وكذلك تستخدم الأمواج الصوتية(Acoustic wave )
أما طريقة الرادار الأرضي المخترق فتعطي أعماق أقل وتستخدم الأمواج الكهرومغناطيسية
(Electromagnetic wave ). وكلا الطريقتين تعتمد على انعكاس الطاقة من المواد التحت
سطحية ولكنها تختلف تماماً في مواصفات التطبيق على الموقع، ومن محاسن أو سمات
استخدام الموجات الكهرومغناطيسية أن الإشارات ذات طول موجي قصير نسبي، ويمكن
توليدها وانطلاقها إلى تحت سطح الوسط لالتقاط وتحديد التغيرات في الخصائص الكهربية
( ثابت العزل الكهربي) للوسط، ومن المساوئ أن الموجات الرادارية لا يمكن أن تخترق
المواد ذات التوصيلية الكهربية العالية مثل الطين الرطب والذي يعتبر بيئة ممتازة
لتقنية الانعكاس السيزمي.

تاريخ
الطريقة:


إن أول استخدام للإشارات الكهرومغناطيسية لتحديد الأجسام
المدفونة قد سجل كبراءة اختراع في ألمانيا عام 1904 م , ونشر أول بحث في ألمانيا
عام1910م في هذا المجال, وقد استخدم في هذه الأبحاث إرسال موجات مستمرة، وفي
عام1926م طوّر أول استخدام للنبضة الرادارية لاستكشاف الشقوق الطبيعية المدفونة, ثم
استخدمت تقنيات النبضة بشكل كبير ولعدة عقود ، وفي عام 1934 أطلق اسم رادار على
خاصية(الإرسال والاستقبال اللاسلكي) للنبضات أو الإشارات في الاستكشاف وتحديد
المسافة، وكان أول مسح راداري في استراليا عام 1929م لقياس عمق نهر
جليدي.


لقد أستخدم نظام الاختراق الأرضي منذ عام 1960م في مجال
التطبيقات الجيولوجية, وقد تطورت الطريقة في الوقت الحالي تطوراً كبيراً في مجال
تفسير ومعالجة البيانات, وفي عام1980 أصبح أكثر استخداما في المجالات الهندسية
والآثار، وقد وجدت هذه الطرق الرادارية الكثير من القبول في مجال الهندسة المدنية
في مناطق معينة(John M. Reynolds,1997).

مبدأ الموجات
الكهرومغناطيسية:


يعتبر المسح الراداري طريقة جيوفيزيائية غير متلفة
, طورت خلال الثلاثة عقود الماضية للاستكشاف الضحل وبدقة عالية، والفكرة العامة
للرادار الأرضي المخترق هي إرسال موجات (نبظات) كهرومغناطيسية عالية التردد (
10-1000 ميقاهيرتز) تحت سطح الوسط (سواءاً خرساني أو جيولوجي) حتى تقابل أهداف أو
مواقع مختلفة ( من ناحية الخصائص الكهربية) ثم تنعكس وترتد إلى السطح ويتم
استقبالها في نفس الجهاز, ومن ثم يتم تحليل ومعالجة هذه الموجات بواسطة برامج
التحليل للحصول على صورة للوسط الذي مرت فيه هذه الموجات، وتتأثر هذه الموجات
بالخصائص الكهربية المختلفة وتعتمد على مدى التباين في تلك الخصائص، حيث ينعكس جزء
منها ويتم تسجيلها بواسطة جهاز الاستقبال والجزء الآخر ينكسر أو يتشتت.



وتكون الطريقة فعّالة عندما يكون الوسط منخفض التعتيمattenuation
(والذي يتميز بتوصيلية كهربية منخفضة) مثل الثلج والرمل والزيت الخام وصخور القاعدة
والماء النقي...الخ , وتكون قليلة الفعّالية (التأثير) أو غير مجدية عندما يكون
الوسط عالي التعتيم attenuation مثل الطين والغرين والماء المالح وغير
ذلك.

الرادار الأرضي المخترق:

وتستخدم
خاصية انعكاس الموجات الكهرومغناطيسية لمعرفة الظروف داخل وتحت المبنى أو الكتلة
الخراسانية، وأماكن الرصف والتربة، وهذه الطريقة يمكن أن تستخدم لتحديد مواقع
الأجسام المعدنية، والأسطح الخراسانية والأماكن عالية الرطوبة. ويمكن أن تستخدم
لقياس سمك الأجزاء الخراسانية، أو الصخور والتربة المتطبقة وتحديد مواقع الخدمات
العامة المدفونة مثل الأنابيب الكيبلات وغيرها، وتطلب الطريقة وجود سطح مستوى لسحب
الهوائي الخاص بإرسال الموجات الرادارية. يعبر وجود الرطوبة أو محتوى مائي خلال
الوسط الخراساني من العوامل التي تحد من نجاح المسح
الراداري.



انتشار الموجات خلال الطبقات:
wave Propagation of radio


النظرية:

في انتشار الموجات الكهرومغناطيسية
electromagnetic wave propagation: تأتي الخواص الكهربية من التفاعلات أو العلاقات
المتبادلة بين المجالات الكهربية والجسيمات المشحونة، وخاصة الالكترونية. وتعتبر
التوصيلية الكهربيةelectric conduction (أو النقوليةtransport ) هي نتيجة لحركة
الشحنة، وينتج عنها تبديد أوانبعاث للطاقة ( فقدان طاقة أو تحويلها إلى حرارة)، أما
الاستقطاب الكهربيelectrical polarization ( نفاذية العزل الكهربيdielectric
permittivity) فهي نتيجة انفصال الشحنات على طول المسافة وتخزين الطاقة، وهذه
الطاقة المفقودة والمخزنة بالشحنات، وما ينتج عنه في التردد المتوقف على ذلك،
ويعتبر الاستقطاب المغناطيسي magnetic polarization ( النفاذية أو القابلية
permeability or susceptibility) كنتيجة للدوران المحوري للإليكترون والحركة في
مدارات ذرية ، مما ينتج عنها فقدان وتخزين للطاقة، وتتداخل أيضاً العمليات الكهربية
والمغناطيسية وبالتالي يحدث تسارع للاليكترونيات، فيتولد إشعاعات كهرومغناطيسية
(Smith 1997 ) ، إن انتقال الشحنات ( أو تدفقها) يولد مجال مغناطيسي ومجالات
مغناطيسية تتغير مع الزمن تسبب انتقال الشحنات
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:15

ثانياً :فوق الصوتية
ULTRASEISMIC

التطبيق:


يتم إجراء هذه الاختبارات لتقييم سلامة وتحديد طول الأساسات الضحلة
والعميقة، ويمكن إجراء اختبارات US على أعمدة مثقوبة ودعامات متحركة أو من نوع
auger-cast، ويمكن أيضا إجراء الاختبار على الأجزاء التحتية الضحلة أو على شكل جدار
مثل دعامات الجدران في الجسور وأجزاء المبنى التي تتلقى الضغط بشكل مباشر، بشرط أن
يكون على الأقل 5-6 قدم من جانب عنصر المبنى المراد إجراء الاختبار عليه مكشوفاً،
هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص في اختبار أجزاء المبنى التي تتعرض للضغط مباشرة
ودعامات الجدار للجسور وذلك بسبب توفر أجزاء كبيرة نسبياً مكشوفة يمكن إجراء
الاختبار عليها.

الفرق الأساسي الذي يميزها عن اختبارات SE هو أن كل من طاقة
موجات الضغط أو الموجات المنحنية يتم توليدها في عنصر الأساس( الخرسانة مثلا)، ثم
بعد ذلك يتم تتبع انعكاسات طاقة الموجة في العديد من المواقع التي توجد على الأساس
المكشوف لتحديد عمق العنصر الذي يتأثر مباشرة بالصدمة.
لاحظ أن وجود الدعامات
أسفل الأعمدة وأجزاء المبنى التي تتلقى الضغط بشكل مباشر لا يمكن الكشف عنه بواسطة
طريقة US، ويمكن فقط تحديد عمق التغيير الأول في القطاع العرضي لعنصر المبنى.



الخلفية BACKGROUND :



تمثل
طريقة US أسلوبا أكثر تعقيداً وتقدماً بالنسبة إلى طريقة استجابة نبض /صدى الصوت
(Sonic echo/impulse response) (لموجات الضغط) وكذلك طريقة شورت كيرنل (Short
Kernel) (للموجات الانثنائية). تم ابتكار هذه الطريقة في اولسون الهندسية كاستجابة
للصعوبات التي تمت مواجهتها عند استخدام طرق SE/IR و SKM عندما تكون هنالك العديد
من الحدود العاكسة.


المواد
MATERIAL:


يمكن إجراء اختبارات ألتراسيسمك على الخرسانة والبناء
والحجر والأساسات الخشبية، يمكن أيضا اختبار الدعامات الفولاذية، ولكن في هذه
الحالة يكون تضاؤل الطاقة أكثر منه في حالة الخرسانة والخشب، وذلك بسبب كبر مساحة
السطح في الدعامات الفولاذية مقارنة بصغر مساحة المقطع العرضي لها.



إمكانية التطبيق ACCESS:

تحتاج
الطريقة على الأقل إلى 5 - 6 قدم تكون مكشوفة لتوصيل جهاز الاستقبال كلما كانت
المساحة المكشوفة كبيرة كلما أمكن تحديد أحداث الانعكاسات بشكل أفضل، يوضح مواقع
المصدر والاستقبال في اختبار التراسيسمك ( السطح المكشوف الكبير
مطلوب).


جمع البيانات COLLECTION OF
DATA:


في اختبار US يتم ضرب قمة الأساس بواسطة مطرقة (راسياً وأفقيا)
وتتم مراقبة استجابة الأساس بواسطة جهاز استقبال ثلاثي العناصر (3-componenet).يتم
تسجيل input من المطرقة وoutput من جهاز الاستقبال بواسطة جهاز اوسيلوسكوب رقمي
(Oscilloscope) . تستعمل الضربات الرأسية لتوليد موجات الضغط ، بينما تستخدم
الضربات الأفقية لتوليد الموجات الانثنائية. يتم تحريك جهاز الاستقبال بطول السطح
المكشوف مع فواصل تتراوح بين 0.5 إلى 1 قدم حسب مدى السطح المكشوف.



تفسير البيانات: INTERPRETATION OF
DATA



يتم جمع وتكديس خرج جهاز الاستقبال المسجل من العديد من
مواقع جهاز الاستقبال مع بعضها البعض كما هو الحال عند تكديس البيانات
الجيوفيزيائية. يسمح تكديس العديد من البيانات بتتبع أفضل للموجات المنعكسة،
وبالإضافة إلى ذلك نجد أن منحنى الأحداث المترابطة في السجلات المكدسة يحدد سرعة
الموجات المباشرة والمنعكسة التي تستخدم في حساب العمق. تعتبر الثقة في تفسير
بيانات US اكبر من بيانات اختبار SE/IR و SKM ، وذلك بسبب استخدام بيانات من مواقع
مختلفة لجهاز الاستقبال.


تقنيات المعالجة
PROCESSING TECHNIQUES


بالإضافة إلى تكديس البيانات من اختبارات US
يمكن استخدام تقنيات أخرى لمعالجة البيانات الجيوفيزيائية، مثل تقنيات تطبيقات
المرشحات الرقمية والكسب التلقائي المتحكم فيه (AGC) لتعزيز بيانات الصدى الضعيف.
أيضا يؤدي عزل الأحداث الهابطة من الأحداث الصاعدة إلى تعزيز الصدى الضعيف القادم
قاع الأساس أو أي شرخ بطول الأساس المدفون.

أوجه
القصور LIMITATIONS:



تتطلب طريقة التراسيسمك على الأقل 5-6 قدم
يكون مكشوفاً من الجزء من المبنى المراد الكشف عليه، وهذا لا يتوفر دائماً. بالنسبة
للأساسات العميقة جداً قد لا يمكن الحصول على صدى من القاع بسبب وهن الطاقة في
التربة المحيطة. طريقة US غير قادرة على تحديد عمق الدعامات المدفونة تحت Pilecap
مدفونة.


الدقة ACCURACY:


يمكن
لاختبارات التراسيسمك ان تحدد عمق الأساس بدقة 5%
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:16


طريقة
الاستجابة للنبضات : Sonic Echo Impulse Response



المقدمـــة:


طريقة الاستجابة للنبضات IR هي تقنية
تعتمد على انعكاسات موجات الضغط وبدأت هذه الطريقة في أواخر (1970م) في فرنسا،
وكانت نتيجة لاختبارات الاهتزاز ( vibration test)، والذي تشتمل على إحداث اهتزازات
فوق الكتلة الخرسانية بترددات تصل إلى 2000 هيرتز ويتم قياس استجابة العمود بواسطة
جهاز الجيوفون (Geophone). تم استخدام هذه الطريقة بكفاءة في مجالات الهندسة
المدنية والكهربائية والميكانيكية كذلك تطبيقات الجيوفيزياء الهندسية ، كوسيلة
سريعة لتحقيق الأهداف التالية:-



- تحديد عمق الأساس المدفون ,
والجدران الضحلة بسرعة وبتكلفة أقل.
- لتقييم سلامة الأعمدة والدعامات المتحركة
المختلفة مثل دعامات الجسور.
- لتقييم المنشآت المدنية, والبناء الخرساني
والإسفلت والخشب (وغيرها من مواد البناء)
- تستخدم في الاختبارات الزلزالية
(Parallel seismic testing).
- لاختبارات سرعة الصوت (Down hole sonic velocity
tests).
- القياس المباشر في اختبارات سرعة موجة الضغط SE/IR عندما لا تتوفر
أنابيب الدخول CSL.


ويمكن إجراء اختبارات SE/IR على الأعمدة المثقوبة,
والمباني. وكذلك القيام بالعديد من الاختبارات (بدون الحاجة للهدم والتكسير) لأساس
المباني أو الأسطح المرصوفة.


الفكرة العلمية لطريقة
SE/IR :


في البداية يتم تحديد موقعين أحدهما للجيوفون والآخر للهمر ,
وفي حالة إمكانية الوصول إلى أعلى الكتلة الخراسانية فإن نقطة impact يجب أن تكون
في وسط العمود والجيوفون يجب أن يكون على بعد (7.6- 15.24 ) من الحافة. ويفترض أن
يكون السطح الخرساني غير خشن ويتم تثبيت الجيوفون بمادة لاصقة .

في اختبارات
SE/IR تضرب مركز الأعمدة الخراسانية بواسطة مطرقة Hammer ويتم رصد وتسجيل أثر
الضربة بواسطة جهاز التسارع (Accelerometer) أو الجيوفون (Geophone) الذي تم تثبيته
قرب حافة العمود .


حيث يتم توليد موجات تضاغطية تنطلق من سطح العمود حتى
تصل إلى قاع العمود , ونتيجة لتغير السرعة الموجية بين العمود الخراساني والطبقات
المثبت عليها العمود يحصل انعكاس لتلك الموجات ويتم تسجيلها على السطح بواسطة جهاز
القياس .


الشكل أو الهيئة الموجية للموجات التضاغطية وموجات القص وموجات
ريلي
والتي نشأت من الضرب في نقطة على السطح باستخدام المطرقة.

Wave Propagation Velocity سرعة انتشار موجات
الإجهاد:



إن سرعة انتشار موجات الإجهاد تعتمد على خصائص الوسط
المرن وتعتمد على معامل المرونة, وكثافة المادة، ونسبة بويسون وتكون سرعة الموجات
التضاغطية خلال الوسط المرن:

وتكون سرعة الانتشار لموجات القص الناتجة عن
اهتزاز جزيئات الخرسانة والتي تظهر عمودياً على اتجاه الانتشار كما بالمعادلة
التالية: وتعتمد على معامل القص والكثافة.



الجدول التالي يوضح السرعات النموذجية لانتشار الموجات خلال الأوساط
المختلفة:



الوسط سرعة الموجات التضاغطية سرعة موجات
القص
الهواء 340 -
الماء 1480 -
الفولاذ الصلب 5900 3200
الخرسانة
3500-4500 2500-3400
الرمل 500-2000 100-850
الطين 400-1700 100-800
الحجر
الجيري 2000-5900 1000-3100
الجرانيت 2400-5000 1200-2500


الصلابة والإجهاد:


المعلومات الكمية التي تتعلق
بالعمود الخراساني مثل الصلابة والممانعة للإجهادات يمكن تحديدها من الرسم. لأن
الشكل القضيبي ومن نظرية المرونة فإن عمق العمود أو الأساس لديه تغير ثابت في
التردد مابين قمتين موجية وسرعة الموجات التضاغطية، وبقياس التغير في التردد بين
القمتين الموجيتين وقياس المسافة Resonant peaks ويمكن تحديد المعامل L من الجيوفون
إلى مصدر الانعكاس، حيث أن vc سرعة الموجات التضاغطية في الخرسانة.

ويمكن
حساب الصلابة low strain stiffness K' من التردد المنخفض في منحنى Mobility


حيث : ( Fm = التردد V/Fm = mobility) عند نقطة m على الجزء الخطي من
المنحنى .

ولحساب قيم الصلابة stiffness values لعمود مثبت في التربة فإن
أعلى قيم Kmax وأقل قيم Kmin
يمكن حسابها نم العلاقة:

A = the shaft
cross-sectional area P = the maximum value of mobility
E = the elastic
modulus of the shaft, Q = the minimum value of mobility


تنظيم أو ترتيب الأجهزة:

يوضح تنظيم وترتيب الأجهزة و
أماكن وضعها عندما يكون الوصول إلى أعلى الكتلة الخراسانية سهلاً, وكذلك في حالة
وجود غطاء خراساني ا pile ca أو إنشاءات أخرى . ويوضح معدات الاختبار الضرورية
للقيام باختبار استجابة النبض IR و تشتمل أجهزة القياس: حاسب محمول للحصول على
المعلومات وتحليلها وتخزينها. ومطرقة نبضية كمصدر للموجات الاهتزازية, وجيوفون
لتسجيل الاهتزازات المولدة بالمطرقة ورصد استجابة الكتلة أو العمود الخراساني لتلك
الموجات.


المطرقة النبضيةImpulse Hammer


وهي قادرة على توليد ذبذبات عابرة ذات ترددات تصل إلى 2000 هيرتز ،
حسب نوعه المادة على قمة المطرقة، تم ضبطها من حيث الشكل لتفادي حدوث الضربات
المتعددة. تم تسجيل قياس القوى بواسطة جهاز محول للطاقة (integral quartz force
transducer) محمول على الطرف الطارق لرأس المطرقة يسمى (piezoelectric) تولد شحنة
كهر بائية تم إدخال جهاز مكبر (micro-electric amplifier) لتحسين نسبة الإشارة إلى
الضجيج، للمطرقة اربعة رؤس بلاستيكية قابلة للتغيير وذات صلابة مختلفة . كل رأس ذو
صلابة معينة يؤدي الى حدوث ضربة ذات تردد مختلف، ويوضح الجدول التالي مدى ترددات
الدخل لمختلف انواع رؤس المطرقة النبضية

رأس المطرقة مدى
الترددات
الصلابة اللون
صلب اسود 0 الى 2000 هيرتز
متوسط احمر 0 الى 8000
هيرتز
غير صلب بني 0 الى 650 هيرتز
هش جداً رمادي 0 الى 600 هيرتز
ويكون
محتوى الترددات ومستوى الطاقة للضربة مرتبطان ببعضها البعض في علاقة تبادلية. و
بصورة عامة فان المادة تحت رأس المطرقة تؤثر على محتوى التردد لنبض المطرقةHammer
impulse frequency، كما ان كتلة المطرقة والسرعة عند الضربة سوف يؤثران على كل من
محتوى التردد ومستوى الطاقة.


الخلاصةSummary
:


لمعرفة عمق الأساسات low-strain, non-destructive testing هي من
طرق SE/IRطريقة و تسمى تقنية الانعكاس السطحي والتي تعطي مقياساً لجودة الأعمدة
والقواطع الخرسانية.

وفي هذه التقنية تتولد موجات الإجهاد على سطح البناء
وتنعكس من أسفل أساسات ا لبناء وتسجل بواسطة الجيوفون على السطح , وتعتبر طريقة
سريعة وبسيطة وأيضاً غير مكلفة.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:16

CROSSHOLE SEISMIC (CS)

طريقة السيزمية
في البئر العرضي

التطبيقات:


وتستخدم للحصول على معلومات عن
ديناميكية التربة وخصائص الصخور لتحليل وعمل التصاميم الزلزالية للمباني الإنشائية،
وكذلك في دراسات خاصية التميع، وفي تطوير تنمية المواقع، والآلية الديناميكية
لتصميم الإنشاءات. ومن هذه الاختبارات يتم معرفة مدى تخامد المادة أو الامتصاص
وكذلك تحديد سرعة موجات القص وموجات التضاغط مقابل العمق، ومعرفة بعض المعاملات
الهندسية مثل Poisson’s ratios ومعامل الصلابة وذلك من معرفة السرعة لتلك الموجات،
وتعتبر اختبارات Down hole Seismic (DS) والتي تتطلب حفرة أو بئر اختبارية واحدة
فقط من الطرق المرافقة لاختبارات CROSSHOLE SEISMIC.


متطلبات الطريقة CS (حدود التطبيق) LIMITATIONS :

لعمل
هذا الاختبار فإن الطريقة تتطلب وجود بئرين اختباريه، ومن الأفضل وجود ثلاث آبار،
وعندما تكون مواقع الاكتشاف صخرية، يجب عدم تغليف البئر الاختباري، بينما لمعظم
الاختبارات التي تعمل في مواقع التربة، يجب عمل تغليف للبئر( ويفضل أن يكون التغليف
inclinometer and grouted.

طريقةCS test تتطلب حفر بئرين أو أكثر(الحالة
النموذجية ثلاث آبار)، وتكون الآبار ذات قطر نموذجي من 3-4 أنش، ويستخدم PVC لضمان
إرسال الطاقة الموجية بصورة جيدة، والاختبار بصفة مبسطة يتم باستخدام inclinometer
casing بدلا من الأنبوب العادي PVC، والمسافة النموذجية بين البئرين المتجاورين
تتطلب 10 قدم.


يوضح عملية الضبط الحقلي لطريقة قياسات CS، حيث أن
البئرين التي توضع بها المستقبلات الموجية تكون بعمق مساوي لعمق الاستكشاف،
وللتجربة يستخدم split spoon كمصدر موجي، وبئر المصدر الموجي يكون متقدم أثناء
الاختبار عند فترات مساوية لفترة القياسات وتتطلب من 2-5 قدم، وعندما يحتوي المصدر
على impactor الذي يمكن تثبيته على جدرا البئر، فانه يستخدم كما بالشكل 2، حيث يمكن
حفر بئر المصدر بعمق الاستكشاف.

.
الدقة:


كمقارنة مع الطرق السطحية، فإن طرق CS
تعتبر ذات دقة عالية لتحديد خواص المواد الجيولوجية للصخور ومواقع التربة. حيث أن
الطبقات الرقيقة الكاذبة (منخفضة السرعة) الواقعة بين طبقات عالية السرعة يمكن
تحديدها بتلك الطريقة، وهذا قد يكون من غير الممكن عند استخدام الطرق السطحية مثل
طريقة التحليل الطيفي للموجات السطحيةSASW او اختبارات Diffraction Survey ، كما أن
الدقة ثابتة على طول أعماق الاختبار، بينما الدقة تقل مع العمق للطرق
السطحية.


جمع البيانات في اختبار CS
:



يكون المصدر في أسفل عمق القياسات، ويقدم بشكل طردي(تزايدي) في
البئر، بينما أحد المستقبلين أو كلاهما في الأسفل عند نفس العمق في الآبار
الاختبارية الأخرى، كما بالشكل(1)، ويتم الضرب بالمطرقة لتوليد موجات القص و/أو
موجات التضاغط، وتستخدم المركبة العمودية في المستقبل لالتقاط الانتشار العمودي
لموجات القصSV ، بينما المركبة الدائرية radial component (الشعاعية: في كل
الاتجاهات) تتحسس لانتشار لموجات التضاغطية(P) ، أما المركبة التماسيه tangential
componentلالتقاط موجات القص(SH) التي تنتشر أفقيا، ويكون input بواسطة الهمر،
والناتج output بواسطة المستقبل ، ويتم تسجيلها في جهاز Freedom NDT PC
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:17


نظام
سيسمك المتوازي (Parallel Seismic System
PS-1):




يستخدم لتحديد عمق الأساس الغير معلوم
للجسور والمباني ، وذلك عن طريق مراقبة زمن الوصول (arrival) لطاقة موجات الضغط أو
موجات القص (shear wave energy) الناتجة عن الصدمات المولدة على الأساس/ المبنى
بواسطة أجهزة استقبال الهايدروفون/ الجيوفون .

لتحديد
ثقب (Borehole) لأساس غير معلوم ا لعمق FOR BOREHOLE DETERMINATION OF
UNKNOWN
FOUNDATION DEPTHS




نظامنا للبيانات الحرة المبنى على
الكمبيوتر (Freedom data PC-based Parallel Seismic system) مصمم لتحديد الأعماق
الغير معلومة للأساسات المكشوفة للجسور والمباني ، ويشمل ذلك الدعامات والمسند
والأعمدة وأجزاء المبنى التي تتلقى الضغط بشكل مباشر والدعامات أسفل Pilecaps.


حسب الأساس وظروف السطح نجد ان اختبارات استجابة النبض/ الصدى الصوتي وكذلك
اختبارات التراسيسمك غالباً تكون غير قادرة على تحديد أعماق الأساس الغير معلومة
للمباني.

في اختبارات Parallel Seismic (PS) يتم ضرب قمة أو جانب عنصر
المبنى الذي على اتصال وثيق مع الأساس بواسطة مطرقة ، ثم يتم رصد الاستجابة للضربة
بواسطة جهاز هايدروفون (أو Triaxial Geophone) موضوع في ثقب مغلف مملئ بالماء تم
حفره إلى جوار الأساس.

تكون الإشارة اضعف وأبطأ عند الوصول لأعماق الاستقبال
التي هي ادنى من قمة الأساس في الثقب القريب، مما يدل على عمق الأساس. استخدام
الجيوفون (يتطلب تغطية Grouted casing) وسلك الهايدروفون في طريقة PS والمعالجة
بواسطة برنامج BRIDGIX هي من ابتكار شركة اولسون الهندسية نتيجة للأبحاث التي
أجرتها بهدف تحديد أعماق أساس الجسور حسب مشروع برنامج الأبحاث الوطنية التعاونية
للطرق.



خواص أنظمة PS-1, PS-1G & PS-1S
SYSTEM FEATURES:



كل أنظمة PS-1 تشتمل على مطرقة نبضية 3 رطل
(1.4كلجرام) بالإضافة إلى جهاز الاستقبال وحيد الهايدروفون (يتطلب الأمر ثقب مملؤ
بالماء ومغطى) مع سلك طوله 150 قدم وموديول ذو قناتين (2 Channel amplifier module)
(كسب x1 إلى x8000 في قناة جهاز استقبال الهايدروفون و كسب x1 في قناة المطرقة
النبضية), وبرنامج للحصول على البيانات يعمل على أساس برنامج ويندوز ، بالإضافة إلى
برنامج معالجة BRIDGIX.


برنامج BRIDGIX لمعالجة البيانات من الناحية
الجيوفيزيائية. بيانات استجابة التسارع موحدة ومتوسطة في وحدات التسارع أو السرعة
للتحديد المعزز لوصول الموجات من نوع Seismic. ترشيح رقمي والحصول على متوسط
البيانات. التحكم في الكسب التلقائي و Trace Max وعرض البيانات بالاتساع الحقيقي.
ضبط المنحنى لتحديد عمق قاع الأساس بواسطة معالجة f-k و مزايا أخرى. يُمكن هذا من
التمييز بين موجات أنبوب الثقب مقابل الموجات الصادرة من عنصر الأساس. وتسمح الشاشة
الملونة لكمبيوتر البيانات الحرة من مشاهدة برنامج بردجكس (BRIDGIX ) بسهولة في
حالة العمل الميداني.

يمكن لخيار PS-1G ان يكون مفيداً في ظروف التربة
المشبعة جزئياً مع السرعات المختلفة ، ولتحديد الضغط و/أو وصول طاقة موجات القص في
اختبارات PS (يتطلب الأمر تغطية الثقب). يشتمل نظام PS-1G على نظام PS-1 المذكور
أعلاه ويضيف جهاز جيوفون ثلاثي المحاور والمضاد للماء (جيوفون رأسي و شعاعي و
مستعرض في حالة الفولاذ) لنظام PS-1 مع 150 قدم (45.7م) من السلك و كيس هوائي
وخرطوم هوائي ومضخة اطار للربط مع الجيوفون ذو نصف القطر الذي يبلغ 2 بوصة (50 ملم)
للجدار المغطي ، و موديول ذو اربع قنوات (4-channel amplifier module) (بدلاً عن
الموديول ثنائي القنوات في نظام PS-1) مع موصلات دخل لجهاز استقبال الهايدروفون أو
جهاز Triaxial geophone transducer ذو كسب X1 إلى X 8000 على القنوات 1، 2، 3
(خطوات الكسب 1,2,4,8) بالإضافة إلى دخل المطرقة النبضية (Instrumented impulse
hammer) للقناة الرابعة. كما ان جهاز الاستقبال (triaxial geophone receiver ) مفيد
أيضا في اختبارات crosshole & downhole seismic tests.

يستخدم نظام PS-1
S للاختبار السريع للأساس وكذلك لأساسات الأكثر عمقاً والأكبر حجماً حيث نجد ان خيط
جهاز الاستقبال (Downhole pre-amplified hydrophone receiver string) يفيد كثيراً .
يشتمل نظام PS-1S على نظم PS-1G ويضيف سلك استقبال هايدروفون ذو ثمانية قنوات 8-
channel amplified hydrophone receiver string)) ، (يكون بطول 3.3 قدم بين أجهزة
الهايدروفونات) في حالة اختبار PS في حالة الثقب المملوء بالماء. . يكون سلك
الهايدروفون بطول 200 قدم (61م) وسوف يكون ملائماً لغلاف داخلي نصف قطره 2 بوصة (50
ملم). الهايدروفونات الثمانية مهيأة للإشارات بواسطة موديول واحد (X1 to X8000
amplifier) (بدلاً عن الموديولات ثنائية أو رباعية القنوات) بالإضافة إلى دخل منفصل
لجهاز إطلاق المطرقة. يمكن أيضا استخدام الثمانية هايدروفونات للحصول على البيانات
في اختبارات الرسم السطحي (crosshole tomography)و كذلك اختبارات الرسم السطحي من
السطح للثقب (surface to borehole tomography).


__________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
kingsam




مُساهمةموضوع: رد: موسوعة علم الجيوفيزياء    25/11/2010, 08:17


طرق
الاختبار السيزمي الموازي (PS Parallel Seismic)


التطبيق APPLICATION :

تستخدم هذه الطريقة لتحديد طول
الأساس العميق عندما لا يمكن الوصول إلى قمة الأساس. هذا بالإضافة إلى ان هذه
الطريقة يمكن ان توفر معلومات التربة تحت أسفل الأساس.


الخلفية: BACKGROUND

تشتمل طريقة PS على ضرب أي جز من
المبنى متصل بالأساس ويتلقى الضغط و/أو موجات القص التي تعبر إلى أسفل الأساس
بواسطة جهاز استقبال هايدروفون أو جيوفون. يوضع جهاز الاستقبال في ثقب يتم حفره
بالقرب من الأساس. يتم تحليل بيانات PS في النطاق الزمني .

في اختبارات PS
يتم الاعتماد على تحديد أوقات الوصول المباشر للضغط وموجات القص إلى مواقع جهاز
الاستقبال(واتساع الموجة مع الجيوفون). يتم إجراء اختبارات PS على فواصل مواقع
استقبال تبلغ 1-2 قدم في الثقب.

المواد:

MATERIALيمكن إجراء اختبار Parallel seismic
على الخرسانة والخشب والبناء والأساس الفولاذ.


امكانية الاستعمال:

ACCESSيجب ان يكون الجزء من المبنى
الموصل مع الأساس معرضاً لضربات المطرقة. يتطلب اختبار PS ثقباً (borehole) . بشكل
نموذجي يتم عمل ثقب نصف قطره 4 بوصة في مكان اقرب ما يكون للأساس (يفضل ان يكون في
حدود 4 قدم). يجب ان يمتد الثقب على الأقل 10 إلى 15 قدم أسفل القاع المتوقع
للأساس.

في حالة استخدام الهايدروفون، يجب ان يكون الثقب مبطن ومغطى عند
القاع، كما يجب تعبئة الثقب بالماء . في حالة استخدام الجيوفون يجب ان يكون الثقب
مبطن (grouted casing) لمنع التربة من السقوط أثناء الاختبار. الشكل (1) أدناه يوضح
الإعداد الميداني لاختبار Parallel Seismic.



جمع البيانات COLLECTION OF DATA:

في اختبار PS يتم
ضرب المبنى بواسطة مطرقة، ثم تتم مراقبة استجابة الأساس بواسطة جهاز هايدروفون أو
جهاز استقبال جيوفون موضوع في الثقب. يتم تسجيل دخل المطرقة وخرج جهاز الاستقبال
بواسطة محلل رقمي وتخزن البيانات لمزيد من التحليل. في البداية يخفض جهاز الاستقبال
إلى قاع الثقب ثم تؤخذ القياسات. ثم بعد ذلك يحرك جهاز الاستقبال إلى أعلى 1 أو 2
قدم للسماح بتسجيل القياسات الثانية. تستمر هذه العملية إلى ان يصل جهاز الاستقبال
إلى قمة الثقب.

تفسير البيانات: INTERPRETATION OF
DATAبيانات الهايدروفون:


Hydrophone data
يتم حساب زمن الوصول
لموجات الضغط في كل مواقع الاستقبال. يتم إعداد رسم يوضح زمن الوصول مقابل العمق.
في ظروف التربة المنتظمة يتم تحديد خطين في الرسم. يدل منحنى الخط العلوي على سرعة
الأساس الذي تم اختباره، بينما يدل الخط الثاني على سرعة التربة أسفل قاع الأساس.
نقطة تقاطع الخطين تعطي عمق الأساس.


* اما بالنسبة إلى ظروف التربة غير
المنتظمة فيصبح تفسير البيانات من الهايدرفون صعباً بسبب عدم خطية زمن الوصول الأول
وتلوث البيانات بموجات الانبوب التي تنعكس جيئة وذهاباً في الانبوب المملوء بالماء.


بيانات الجيوفون: Geophone
data:



في ظروف التربة المنتظمة يمكن تفسير بيانات الجيوفون
بنفس طريقة بيانات الهايدروفون. في حالة وجود ظروف سرعة التربة المتغيرة يتم
استخدام بديل لتفسير بيانات زمن الوصول الأول. يتم تكديس كل الآثار المسجلة ويتم
البحث عن شكل V في البيانات لان قاع الأساس يعمل مثل مصدر قوي للطاقة (نقطة تحييد).



عند استخدام الجيوفون ، عموماً لا يتم ملأ الثقب بالماء. و نتيجة لذلك
تكون موجات الانبوب في حدها الأدنى بحيث يتم تحديد الوصول المتأخر لموجات الضغط
وموجات القص.



تقنيات المعالجة: PROCESSING
TECHNIQUES



يمكن استخدام بعض تقنيات المعالجة الجيوفيزيائية
للمساعدة في جعل بيانات PS اقرب ما تكون للكمال والجودة. وتشمل هذه التقنيات التحكم
في الكسب التلقائي (Auto Gain Control) والترشيح لتعزيز الاحداث الضعيفة.


اوجه القصور: LIMITATIONS:

تحتاج
اختبارات Parallel Seismic إلى ثقب مما يؤدي إلى زيادة كلفة العمل (ما لم تكن
الثقوب مطلوبة أيضا لاغراض تقنية أخرى) . يجب ان تكون الثقوب بعمق 5 قدم في الأساس
، وهو ما يصعب انجازه في بعض الحالات. كما انه كلما بعد الثقب من الأساس يصبح تفسير
بيانات PS أصعب.


الدقـــة:
ACCURACY


تعتبر طريقة PS أكثر دقة ومتعددة الاستعمالات مقارنة بغيرها
من تقنيات السطح التي لا تعتمد الهدم لتحديد عمق الأساس الغير معلوم. تعتمد دقة
الطريقة على متغيريه سرعة التربة المحيطة. يتم تحديد الأعماق إلى حدود 5% أو
أكثر.


__________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
موسوعة علم الجيوفيزياء
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
اربد :: المنتدى العلمي :: فلك و جيولوجيا-
انتقل الى: