Geotechnik

Infrastrukturen beziehen sich auf eine Reihe von Systemen und Dienstleistungen, die die notwendige Grundlage für die erfolgreiche Durchführung von Aktivitäten in einem Land oder einer Region schaffen. Die meisten Infrastrukturen wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunnel sind physischer Natur und werden in unserem täglichen Leben wiederholt genutzt. Diese Infrastrukturen erstrecken sich auch auf ein Netz von vergrabenen Versorgungsleitungen wie Strom- und Telekommunikationsleitungen, Wasser- und Gasleitungen, Entwässerung und Abwasser. Diese Arten von Infrastrukturen werden normalerweise weniger direkt genutzt und sind unserem Blick verborgen.

Infrastrukturen bilden einerseits das Rückgrat moderner Volkswirtschaften und erleichtern andererseits, ähnlich einem Kapillarnetz, die Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten. Investitionen in Infrastruktur führen zu Wirtschaftswachstum und gelten als eines der Kriterien für Entwicklung. Ein Teil der technischen Studien zur Infrastrukturentwicklung sowie deren ordnungsgemäßer Schutz und Wartung wird mit geophysikalischen Geräten durchgeführt. Geophysikalische Geräte gelten stets als unverzichtbares Werkzeug bei Strukturstudien und deren Wartung.

Es gibt verschiedene geophysikalische Geräte, die für Infrastrukturstudien und -untersuchungen eingesetzt werden können. Geophysikalische Studien liefern klein- oder großräumige Strukturinformationen über den Untergrund und seine geotechnischen Eigenschaften. Einer der Hauptvorteile geophysikalischer Studien ist, dass Informationen für ein großes Volumen des Untergrunds und nicht nur für einen einzelnen Punkt gewonnen werden können. Im Vergleich zu Bohrungen sind geophysikalische Methoden zerstörungsfreie Methoden, die wertvolle Informationen in kürzerer Zeit als andere Methoden liefern können.

Unter den verschiedenen geophysikalischen Methoden werden drei Methoden: Seismik, GPR und Geoelektrik, in geotechnischen Studien häufiger eingesetzt. Andere geophysikalische Methoden wie Magnetometrie, Elektromagnetik und Gravimetrie werden selten verwendet. Die Art der Herausforderung und die untersuchten Ziele bestimmen die Methode sowie das zu verwendende Gerät. Um einige Herausforderungen zu lösen und die gewünschten Ziele zu erreichen, ist der Einsatz mehrerer Methoden und die Integration ihrer Ergebnisse unvermeidlich. Die kombinierte Anwendung mehrerer geophysikalischer Methoden gleichzeitig führt in der Regel zu einer verbesserten Genauigkeit.

Anwendung der seismischen Methode in geotechnischen Studien:

Heute ist die seismische Methode ein Standardtest für einige geotechnische Studien geworden, und dieser Test muss notwendigerweise durchgeführt werden. Zum Beispiel ist die Bestimmung des Bodentyps mit seismischen Studien gemäß "Gebäudeentwurfsrichtlinien gegen Erdbeben, Standard 2800" in vielen Fällen obligatorisch. Bohrlochseismische Tests sowie Oberflächenseismische Tests unter Verwendung der MASW-Methode (Multichannel Analysis of Surface Waves) werden als Standardmethode zur Bestimmung des Bodentyps weit verbreitet eingesetzt. Außerdem wird die seismische Methode für Fehleridentifikationsstudien, Strukturstudien, Bodenschichtdifferenzierung, Hohlraumidentifikation usw. in Kombination mit anderen geophysikalischen Methoden eingesetzt. Darüber hinaus können nach dem Bau einer Struktur verschiedene Faktoren deren Zustand beeinflussen. Einer der Faktoren, die Schäden an Infrastrukturen und Strukturen verursachen können, sind Vibrationen und Schwingungen, die aus Aktivitäten in der Umgebung resultieren. Vibrationen durch U-Bahn-Durchfahrten, kontrollierte Explosionen und Bauaktivitäten wie Tunnelbau können die Gesundheit einer Struktur beeinträchtigen. Dieses Thema gewinnt für den Schutz historischer Gebäude doppelt an Bedeutung. Seismische Geräte helfen Spezialisten, die Intensität seismischer Wellen am Standort dieser Strukturen zu messen und deren Auswirkungen zu untersuchen.

Es gibt verschiedene seismische Geräte, die für oberflächennahe und Bohrlochseismik eingesetzt werden können. Diese Geräte haben unterschiedliche Parameter, die je nach Studienziel ausgewählt und eingesetzt werden können.

Anwendung der geoelektrischen Methode in geotechnischen Studien:

Die geoelektrische Methode basiert auf der Messung des elektrischen Widerstands des Bodens. Eigenschaften, die Veränderungen im elektrischen Widerstand des Bodens verursachen, können mit dieser Methode untersucht und identifiziert werden. Die Sicherstellung des Fehlens zerstörerischer und unerwünschter Phänomene wie Hohlräume und Verwerfungen sowie die Identifizierung wassergesättigter oder lockerer Schichten gehören zu den Fragen, die vor dem Bau von Strukturen untersucht werden müssen. Eine unsachgemäße Untersuchung kann in Zukunft zu schädlichen Auswirkungen und erheblichen Schäden führen. Die Erkennung von Verwerfungen oder Hohlräumen im Verlauf von Tunneln oder unter Strukturen muss untersucht werden, damit bei deren Vorhandensein die notwendigen Maßnahmen ergriffen werden können. Auch die Kenntnis des Vorhandenseins von wassergesättigten oder lockeren Schichten vor dem Bau ist unerlässlich. Die geoelektrische Methode ist ein effizientes Werkzeug zur Untersuchung und Identifizierung der oben genannten Phänomene. Mit dieser Methode können wertvolle Informationen über Hohlräume, Verwerfungen, Grundwasserspiegel, lockere Schichten und die Tiefe des Felsuntergrunds gewonnen werden. Für die Durchführung geoelektrischer Studien wurden verschiedene geoelektrische Geräte hergestellt, und Experten können sie zur Durchführung der Studien verwenden. Diese Methode wird auch zur Bestimmung der Bodenkorrosionsrate und zur Bestimmung des besten Standorts für Erdungsbrunnen eingesetzt. Die Bestimmung der Bodenkorrosionsrate ist eine der obligatorischen Prüfungen am Ort der Verlegung von Wasser-, Öl- und Gasleitungen.

Anwendung der GPR-Methode in geotechnischen Studien:

Neben den Studien, die vor dem Bau durchgeführt werden, sind auch nach dem Bau Wartung und Reparatur stets Aktivitäten, die durchgeführt werden müssen. Die Leistungsbewertung und Studien zur Sicherstellung der Integrität der Struktur und ihrer ordnungsgemäßen Ausführung sind Tests, die nach dem Bau von Experten durchgeführt und regelmäßig wiederholt werden. Die GPR-Methode, die auf der Übertragung und dem Empfang elektromagnetischer Wellen basiert, wird als zerstörungsfreie geophysikalische Methode in geotechnischen Studien sowohl vor als auch nach dem Bau einer Struktur широко verwendet. Diese Methode wird zur Identifizierung von vergrabenen Hohlräumen und Kanälen in Kombination mit geoelektrischen und seismischen Methoden eingesetzt. Auch in bereits errichteten Strukturen, in denen die Anwendung geoelektrischer und seismischer Methoden aufgrund räumlicher Einschränkungen nicht möglich ist, ist diese Methode anwendbar und wird weiterhin wirksam sein.

Die GPR-Methode weist im Vergleich zu anderen Methoden weniger betriebliche Einschränkungen und eine höhere Ausführungsgeschwindigkeit auf, weshalb ihre Anwendung täglich zunimmt. Zu den wichtigsten Anwendungen dieser Methode gehören Straßenuntersuchungen, Start- und Landebahnuntersuchungen an Flughäfen, Eisenbahnuntersuchungen, Betonstudien, Tunnelstudien und Studien von Bauteilkörpern. Verschiedene GPR-Geräte mit unterschiedlichen Merkmalen wurden für geotechnische Anwendungen entwickelt und hergestellt.