La Aplicación del Escáner Electromagnético Portátil D+EM en el Estudio de Geología Kárstica en Aeropuertos

Creado Hoy

Objetivos del Proyecto:

Se llevó a cabo una investigación sobre el carso oculto y las fallas en el área subterránea de la Zona C del edificio de la terminal del aeropuerto, con el fin de proporcionar una base para el diseño posterior de la cimentación del sitio y la eliminación de los cuerpos geológicos adversos.

Introducción al Equipo:

El equipo portátil de detección electromagnética D+EM integra las tecnologías de detección de doble modo de dominio temporal D+TEM y dominio de frecuencia D+FEM. Al excitar el cuerpo geológico superficial para generar un campo de vórtice, permite la identificación de cuerpos objetivo y la medición de la resistividad aparente. El equipo adopta un diseño portátil y ligero, con una profundidad de exploración de 5 metros. Cuando se conecta a una estación base RTK, la precisión del posicionamiento planar es de ±1 cm y la precisión horizontal al caminar es de 0.5 m.
Diagrama que ilustra un sistema con bobinas primaria y secundaria, etiquetadas como Tx, R1, R2, V11, V21, V12 y V22.
Teoría del Escáner Electromagnético Portátil D+EM de la Fig1

Procedimiento del Proyecto:

Se desplegó un sistema portátil de escaneo electromagnético (EM) a lo largo de líneas de sondeo terrestres espaciadas a intervalos de 5 metros. Cada unidad de medición se integró con un receptor GNSS que operaba en modo cinemático en tiempo real (RTK) de red para garantizar una precisión posicional a nivel de centímetro para todos los puntos de sondeo. Las líneas de sondeo se recorrieron a una velocidad controlada de aproximadamente 0,5 m/s. Tanto los datos brutos de EM como los registros de posición GNSS se adquirieron de forma síncrona a una frecuencia de muestreo de 1 Hz. Los puntos de sondeo se extrajeron a intervalos de 1 segundo, y se calcularon los valores de resistividad aparente para su posterior interpretación en sección transversal y análisis comparativo.
Líneas de sondeo marcadas en el suelo con una persona arrastrando un dispositivo azul de radar de penetración terrestre cerca.
Líneas de sondeo reales en el sitio de la Fig2

Resultados:

Todas las cavidades kársticas identificadas por perforación exhiben una correspondencia consistente con zonas de resistividad aparente reducida. Las cavidades kársticas se originan por la disolución de rocas carbonatadas por el agua subterránea circulante, mientras que las masas rocosas altamente fracturadas y fisuradas, también comúnmente saturadas de agua subterránea, exhiben una distribución espacial más amplia. Aprovechando la bien establecida firma geoeléctrica de las fracturas relacionadas con la disolución (es decir, baja resistividad aparente), este estudio delineó volúmenes tridimensionales del subsuelo con valores de resistividad aparente inferiores a 300 Ω·m como zonas prospectivas de desarrollo de fracturas por disolución.
Esta investigación caracterizó exitosamente características kársticas ocultas, estructuras de falla y otras condiciones geológicas adversas debajo de la Zona C del edificio de la terminal del aeropuerto. El conjunto de datos geotécnicos resultante proporciona una base científicamente fundamentada para la optimización del diseño de cimentaciones y estrategias de mitigación informadas por el riesgo dirigidas a unidades geológicas adversas.
Gráfico de respuesta de frecuencia que muestra múltiples líneas de colores para las frecuencias: 64Hz, 128Hz, 256Hz, 512Hz, 1024Hz, 2048Hz y 4096Hz.
Línea 1 Fig3: Diagrama de curva de resistividad aparente multibanda
Mapas de contorno geológico con gradientes de color, puntos etiquetados y leyendas que indican variaciones de datos.
Mapa de contorno de resistividad aparente de 512 Hz (izquierda) y perfil de la Línea 4 (derecha) de la Fig4, y las ubicaciones de perforación que exponen características kársticas
Visualización 3D de formaciones geológicas moradas dentro de un cuadro delimitador amarillo, con ejes etiquetados.
Identificación de disolución anormal en espacio tridimensional de la Fig5
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