Радиоволновой аппаратный комплекс для дистанционного исследования слоистости грунтов

• Автор: Вассунова, Юлия Юрьевна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОИСТОСТИ ГРУНТОВ

1.1. Обзор методов и средств исследования грунтов

1.2. Радиоволно вые методы и приборы исследования грунтов

1.3. Комплексные методы исследования грунтов

1.4. Выбор частотного диапазона

1.5 Требования, предъявляемые к аппаратному комплексу

1.6. Выводы
ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕНН ДЛЯ РАДИОВОЛНОВОГО КОМПЛЕКСА
2.1 Общая структура радиоволнового комплекса
2.2. Распространение радиоволн от антенн
2.3. Выбор и расчёт антенн
2.3.1. Выбор передающей и приемной антенн
2.3.2. Расчет антенн с помощью программы
ММАИА
2.3.3. Построение диаграмм направленности антенн
2.4. Выводы 69 ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ БЛОКОВ АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА
3.1. Передающий блок
3.2. Приемный блок
3.3. Выбор источников питания передающего и приемного
блоков
3.4. Описание радиоволнового аппаратного комплекса
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. АПРОБАЦИЯ РАДИОВОЛНОВОГО АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА
4Л. Описание методики проведения экспериментальных исследований
4.2. Эксперименты в полевых и городских условиях
4.3. Апробация аппаратного комплекса совместно с методом ВЭЗ и бурением
4.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Проблема изучения состава и состояния грунтов во все времена являлась актуальной. В настоящее время участились случаи обвалов и разрушений жилых, производственных зданий и сооружений. Основной причиной этого являются такие грунтовые факторы как подземные пустоты, ослабленные зоны, трещины, оползни, водоносные слои, которые представляют угрозу, в том числе и для объектов энергосистем. В городских условиях для выявления таких факторов в основном изучается верхняя 15-30-метровая толща, при решении отдельных задач глубинность увеличивается до 100 м.
Известны различные методы исследования грунтов в городских условиях на данных глубинах: контактные разрушающие и бесконтактные неразрушающие методы. К простейшим контактным методам относятся бурение, копание шурфов, скважин и канав. Но эти способы имеют недостатки: невозможность исследования под существующими объектами, не оперативность получения информации, трудоемкость, высокая себестоимость.
Наиболее часто применяемым бесконтактным неразрушающим методом является метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). ВЭЗ проводится с забиванием электродов, прокладкой кабеля, что ограничивает его использование ввиду трудоемкости процесса и затрудняет применение на заасфальтированных и забетонированных участках. В условиях проведения исследований с большим количеством подземных коммуникаций, линий электропередачи, железнодорожных путей использование метода ВЭЗ представляет большую сложность.
Одним из наиболее перспективных бесконтактных методов, не требующих прокладки кабелей, мощных генераторных установок, не

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕНН ДЛЯ РАДИОВОЛНОВОГО
КОМПЛЕКСА
2Л. Общая структура радиоволнового комплекса
Создание портативных, переносных и надежных радиоволновых устройств, способных работать в сложных эксплуатационных условиях, является одной из актуальных проблем.
Необходимым элементом любого радиопередающего и радиоприемного устройства является антенна. Для того чтобы определить роль антенны в радиоволновых устройствах, рассмотрим основные элементы, которые входят в такую радиоволновую систему [51, 61-63], В нее входят (Рис. 2.1):
1) радиопередатчик - генератор радиосигналов - устройство, в котором энергия одного или нескольких внешних источников преобразуется в энергию высокочастотных колебаний (радиосигнала);
2) антенны: передающая и приемная - для создания и приема электромагнитного поля, соответственно;
3) приемник радиосигналов - устройство, предназначенное для регистрации различных компонентов электромагнитного поля и преобразование их в аналоговый сигнал для регистрирующей аппаратуры;
4) измерительные и регистрирующие приборы, предназначены для регистрации и определения различных компонент электромагнитного поля;
5) аккумуляторы для непосредственного питания генераторных и приемных устройств постоянным током;
6) вспомогательное оборудование (визирь, уровень, и др.).
Рассмотрим подробнее общие характеристики основных элементов
радиосистемы.
Задающий генератор, являющийся обычно генератором с самовозбуждением, создает незатухающие колебания высокой частоты.