Συνδυαστική γεωφυσική διερεύνηση υπεδάφους για τον εντοπισμό υπόγειων ανοιγμάτων

Abstract

Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή έχει ως θέμα την επίλυση ενός σύνθετου προβλήματος το οποίο σχετίζεται με το επιστημονικό πεδίο των μηχανικών και το οποίο αποτελεί τον εντοπισμό υπόγειων ανοιγμάτων στο υπέδαφος μέσω της συνδυαστικής γεωφυσικής διερεύνησης. Επομένως, με την πραγματοποίηση ενός πειράματος σε πραγματικές άλλα ελεγχόμενες συνθήκες (εντοπισμός υπόγειου αγωγού γνωστών διαστάσεων), με την ανάλυση συνθετικών μοντέλων αλλά και επιπλέον με την πραγματοποίηση δύο πειραμάτων σε πραγματικές συνθήκες, όπου δεν ήταν γνωστές οι παράμετροι του στόχου (εντοπισμός αρχαίας στοάς στο Λαύριο, εντοπισμός υπόγειων εγκοίλων σε γεωτεχνική εφαρμογή) διερευνήθηκαν διάφορες πτυχές για τέσσερις διαφορετικές γεωφυσικές μεθόδους: διδιάστατη και τριδιάστατη ηλεκτρική τομογραφία, μικροβαρυτομετρία, μέθοδος πολυκάναλης ανάλυσης επιφανειακών κυμάτων, μαγνητομετρία. Περαιτέρω στόχος της συγκεκριμένης διατριβής αποτελεί η συνδυαστική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των διαφόρων μεθόδων. Συγκεκριμένα παρουσιάζεται η εφαρμογή διαδικασίας για τη βέλτιστη επιλογή και απεικόνιση ενός Τελικού Ενοποιημένου Γεωφυσικού Μοντέλου Υπεδάφους (Τ.Ε.Γ.Μ.Υ.).Κύρια πλεονεκτήματα της διαδικασίας συνδυαστικής ερμηνείας των διαφόρων γεωφυσικών μεθόδων με την πολυπαραμετρική ανάλυση αποτελεί το γεγονός ότι: 1)είναι δυνατή η ανταλλαγή «πληροφορίας» μεταξύ των διάφορων μεθόδων, χωρίς την ανάγκη ύπαρξης συγκεκριμένων σχέσεων-συναρτήσεων για την αλληλοσυσχέτιση των παραμέτρων των διαφόρων ερμηνευμένων μοντέλων 2) αποτελεί μια αντικειμενική διαδικασία συνδυαστικής ερμηνείας σε σχέση με την απλή συγκριτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των διάφορων μεθόδων, δίδοντας τη δυνατότητα σύγκρισης της ερμηνείας, η οποία προκύπτει από τις δύο προσεγγίσεις 3) η απεικόνιση και η κατανόηση του Τελικού Ενοποιημένου Γεωφυσικού Μοντέλου του Υπεδάφους (Τ.Ε.Γ.Μ.Υ.), μπορεί να γίνει εύκολα αντιληπτή, σε μελετητές και ερευνητές διάφορων ειδικοτήτων για την περαιτέρω αξιοποίηση της παρεχόμενης πληροφορίας, χωρίς να είναι απαραίτητη εξειδικευμένη τεχνογνωσία σχετικά με την Εφαρμοσμένη Γεωφυσική.

This thesis tries to solve a complex engineering problem that related with the detection of underground openings in the subsurface, using the integration of different surface geophysical methods. After carrying out an experiment in real and controlled site conditions (locating an underground pipeline of known dimensions), using the analysis of synthetic models but also by carrying out two experiments in the real site conditions, it was possible to study various aspects of four different geophysical methods: two-dimensional and three-dimensional resistivity tomography, microgravity, multichannel analysis of surface waves, magnetic. A further objective of this thesis is the optimized integration of the results of the different methods. Α specific process which was developed and proposed in this thesis is presented. The main target is the optimum selection and display of a Final Unified Subsurface Geophysical Model (T.E.G.M.Y.) in regard to the identification and delineation of underground openings. Main advantages of the procedure is that: 1) allow the exchange of "information" between the various methods, without the need of specific-function for the interrelationship of the parameters of various interpreted models 2) is an objective process in comparison with the common method of integration 3) the representation and understanding of the Final Unified Geophysical Model of the Subsoil (T.E.G.M.Y.) can be easily understood, from researchers of various field, for further exploitation of the information provided, without the need for specialized expertise on Applied Geophysics.