معکوس سازی مقاومت ویژه الکتریکی اطراف تونل از طریق برداشت ERT بر روی پروفیل کمانی شکل

حفر تونل باعث بروز تغییر در خواص مکانیکی محیط اطراف آن میگردد )زون آسیب دیده در اثر حفاری اطراف تونل، )EDZ، که این تغییرات ژئومکانیکی منجر به تغییر مقادیر مقاومت ویژه الکتریکی (Rs) ساختارهای اطراف حفاری میگردند. بنابراین، با تشخیص توزیع Rs میتوان این ویژگیهای ژئومکانیکی را تخمین زد. حال ابتدا یک پروفیل مناسب مقاومت ویژه الکتریکی بر روی دیواره و در مقطع تونل طراحی میگردد و برداشت داده ها به صورت توموگرافی انجام میپذیرد .(ERT) به هر حال نرم افزارهای معمول معکوس سازی داده های توموگرافی با شرایط مرزی تونل قادر به تخمین صحیح مقاومت ویژه الکتریکی اطراف آن نیستند. در ادامه با تفسیر مناسب این داده ها میتوان به توزیع مقادیر مقاومت ویژه الکتریکی اطراف تونل پی برد. در این پژوهش الکترودها با فواصل مشخص بر روی یک پروفیل کمانی شکل؛ بر روی کف و دیواره دو طرف تونل نعل اسبی، چیده شدهاند و برداشت ERT با آرایش الکترودی مورد نظر صورت می پذیرد. سپس، معادله پواسون با درنظر گرفتن شرایط مرزی به روش المان محدود برای کل فضا حل میشود. حال پتانسیل در تمام نقاط فضای مدل، از جمله در محل الکترودهای پتانسیل به دست می آید و مقدار مقاومت ویژه ی الکتریکی ظاهری برای هر دسته از الکترودهای جریان و پتانسیل با درنظر گرفتن فاکتور هندسی آرایش محاسبه میشود. بدین ترتیب مدلسازی برای برداشت مقاومت ویژه ی الکتریکی با هر نوع آرایش الکترودی امکانپذیر است. این مدلسازی پیشرو با برنامه نویسی به زبان متلب (MATLAB) تهیه گردیده است و اجرای آن توسط نرم افزار کمسول اسکریپت (Script COMSOL) صورت گرفته است، که البته نرم افزار استانداری برای معکوس سازی داده های Rs پروفیل کمانی شکل موجود نیست. در ادامه، داده ها وارد فرایند معکوس سازی میشوند. در نهایت مقادیر مقاومت ویژه الکتریکی بازسازی میگردند. در مدلسازی معکوس از روش لونبرگ-مارکوآرت با قید هموارساز استفاده شده است. در اینجا قابلیت الگوریتم مذکور با اجرای مدل مصنوعی صحت سنجی میشود.

Keywords:

تونل نعل اسبی , ERT , پروفیل کمانی شکل , المان محدود , .COMSOL