شبیه سازی آشکارسازی تونل ها با روش مقاومت ویژه الکتریکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار دانشکده پدافند غیرعامل، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران

چکیده

امروزه، استفاده از تونل­ها به­عنوان یکی از راهبرد­های موردعلاقه ارتش­ها و همچنین نیروهای چریکی بوده و در بسیاری از موارد یکی از عوامل مهم پیروزی محسوب می­شود. به علت تباین بالای مقاومت ویژه الکتریکی تونل­ها با محیط میزبان، می­توان روش مقاومت ویژه الکتریکی را به­عنوان قوی­ترین روش نزدیک سطحی برای شناسایی چنین ساختارهایی نام برد. در مطالعه حاضر با استفاده از روش مدل­سازی پیشرو، آرایه­های متداول توموگرافی الکتریکی به­منظور آشکارسازی تونل­ها شبیه­سازی شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، آرایه­های      دوقطبی- دوقطبی، قطبی- دوقطبی و ونر- شلومبرژه بهترین پاسخ را در مقاطعشان نسبت به حضور تونل داشته و آرایه ونر نسبت به همه، حساسیت ضعیف‌تری دارد. همچنین در این تحقیق، بر اساس اصل تغییر پارامترهای هندسی (عمق و ابعاد) تونل و همچنین رولایه رسانا، راهکارهایی در جهت پنهان ماندن تونل­ها در میدان دید آرایه­های مذکور پیشنهاد گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulating the Detection of Tunnels Using the Electrical Resistance Method

نویسنده [English]

  • S. Khazai
ihu
چکیده [English]

Today, the use of tunnels is one of the favorite strategies of armies as well as guerilla forces, and in many cases it is considered one of the important factors of victory. Due to the high contrast of the specific      electrical resistance of tunnels with the host environment, the specific electrical resistance method can be called as the most powerful near-surface method for detecting such structures. In this study, conventional electrical tomography arrays have been simulated in order to detect tunnels using the forward modeling method. Based on the obtained results, the dipole-dipole, polar-dipole and Wenner-Schlumberger arrays have the best response in their sections to the presence of the tunnel, and the Wenner array has a weaker sensitivity than all of them. Also, in this study, based on the principle of changing the geometrical           parameters (depth and size) of the tunnel as well as the conductive overburden, solutions have been proposed to hide the tunnels from the field of view of the arrays.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Passive Defense
  • Tunnel
  • Simulation
  • Resistivity

Smiley face

[1] R. Adwari, “Tunneling technique”; http://www.mashreghnews.ir/fa/print/202808", 2013.       
[2] P. W. McDowell, “Geophysics in engineering investigations”, 2002.
[3] C. H. Lin, C. P. Lin, Y. C. Hung, C. C. Chung, P. L. Wu, H. C. Liu, “Application of geophysical methods in a dam project: Life cycle perspective and Taiwan experience”, Journal of Applied Geophysics, 158, 82-92, 2018. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2018.07.012
[4] J. M. Reynolds, “An Introduction to Applied and environmental Geophysics”, Champan & Hall, 2011.
[5] T. Lowrey, P. Schive, “An evaluation of bristow’s method for the detection of subsurface cavities”, Geophys. J., vol. 55(5), pp.    5-14, 1990.
[6] F. Binachi, G. Fasani, and H. Avat, “Underground cavity investigation within city of Rome (Italy): A multi-disciplinary approach combining geological and geophysical data”; Eng. Geol., vol. 15, pp. 109-121, 2013. DOI: 10.1016/j.enggeo.2012.10.006
 [7] شاهی فردوس محمد، نوروزی غلامرضا، مقصودی عباس، استفاده از روش ژئوالکتریک به منظور احیای قنات ها: مطالعه موردی منطقه گستج ، نشریه منابع آب و توسعه، شماره 4، 1393.  
[8] اسحاقی، اسماعیل،  مقایسه و تلفیق نتایج پردازش، مدل‌سازی و تفسیر داده‌های توموگرافی الکتریکی و GPR برای شناسایی اهداف و ساختارهای زیرسطحی کم‌ژرفا، شماره 92، 3-10، 1393.
[9] R. Putsika and G. Kiota, “Determination of cavities using geoelectrical resistivity tomography”, Cont. Geophys. Geodes., vol. 5, pp. 10-20, 2012.
[10] M. Lopez and H. Jacob, “Electrical Tomography applied to the detection of subsurface cavities”, Journal of Cave and Karst studies, vol. 3, pp. 12-25, 2014. DOI: 10.4311/2011ES0242
[11] M. Pagan, “The Electrical Resistivity Tomography (ERT) method in the detection of shallow mining cavities. A cse study on Victoria Cave, Cartagena (SE, Spain)”; Eng. Geolog., vol. 156, pp. 1-10, 2013. DOI: 10.1016/j.enggeo.2013.01.013
[12] M. Farooq and M. Fozan, “Subsurface cavity detection in a carst environment using geoelectrical resistivity: a case study from yongweol-ri South Korea”; Earth science research journal, vol. 16(1), pp. 1-12, 2012.
[13] شرکت کیان کاوان، مطالعات ژئوالکتریک و لرزه­نگاری انعکاسی جهت کشف حفره دشت آزادگان، 1393.
[14] T. V. Panthulu, “Detection of seepage paths in earth dams using SP and electrical resistivity methods”; Eng. Geolog., vol. 59, pp. 281-295, 2001.
[15] M. Metwaly and A. Salman, “Application of 2D geoelectrical resistivity tomography for subsurface cavity detection in eastern part of Saudia Arabia”; Geosci. Front., vol. 4, pp. 469-476, 2001.
[16] P. Satarugsa, “Applied 2D resistivity imaging for detection of subsurface cavities in northeastern Thailand: A case study at Ban Non Sa Bang- Ampho Ban Muang”, In Proc. of the International conference on applied Geophysics, pp. 44-49, 2004.
[17] P. Soupios and M.  Szali, “Reconstructing former urban environments by combining geophysical electrical methods and geotechnical investigations- an example from Chania- Greece”; J. Geophys. Eng., vol. 5(2), pp. 20-27, 2008.
[18] رنجی رودپشتی، هاشم، مطالعات باستان شناسی نیشابور با روشهای قطبش القایی و مقاومت­ویژه، پایان نامه کارشناسی ارشد، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، 1390.
[19] S. Ibneme and I.  Fidan, “Geoelectrical assessment of a proposed dam site around Ehuhe area of Oji river- south eastern of Nigeria”, Journal of natural science research, vol. 3(13), pp. 12-18, 2013.
[20] موسوی، سید حسین، خزائی، صفا، آشکارسازی تونل­های زیرزمینی با استفاده از روش­های توموگرافی مقاومت ویژة الکتریکی و لرزه­نگاری شکستی، فیزیک زمین و فضا، دوره 42، شماره3، ص606-587، 1395.
[21]خاکی نجف آبادی، ایمان، خزائی صفا، آشکارسازی تونل ها و سازه­های امن پدافندی با استفاده از روش های مقاومت ویژه الکتریکی و رادار نفوذی زمین(GPR)  با رویکرد پدافند غیر عامل، مجله پدافند غیر عامل، دوره 8، شماره 4، ص 17-28، 1396.
[22] شوکتی روناک، ملکی امجد، شیرزادی تبار فرزاد، ارزیابی روش توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی و الکترومغناطیس با بسامد بسیار پایین در شناسایی کارست مدفون در ناهمواری‌های شاهو (غار قوری‌قلعه)، فصلنامه جغرافیای طبیعی، دوره 14، شماره 53، ص 97-117، 1400.
[23] S. Bazin, “Mapping of quick clay by electrical resistivity tomography (ERT)”; J. Appl. Geophys., vol. 98, pp. 280-287, 2013.
[24] P. Falco and M. H. Loke, “Fracture characterization using geoelectrical null- array”, J. Appl. Geophys., vol. 93, pp. 33-42, 2013. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2013.03.005
[25] M. Telford, L. P. Geldart, R. E. Sherrif, and D. A. Keys, “Applied Geophysics”, Cambridge University Press, 1986.
[26] J. Milsom, “Field Geophysics”, Wiley , University College London, 2003.
[27] M. H. Loke, “Help of Res2dMod”; Geotomo software, 2002.
[28] A. R. Zohdy, “Techniques of Water Resources” United States Geological Survey,  pp. 25-27, 1974.