Содержание к диссертации
Введение
1. Геодиагностика в системе мониторинга железнодорожного пути 8
1.1 Состояние ОЗП и повышение массы и скорости поездов 8
1.2 Земляное полотно как сложная геотехническая система 10
1 3 Деформации ОЗП 15
1.4 Мониторинг железнодорожного пути 17
1.5 Геофизические методы диагностики 18
1.6 Георадиолокационный метод 24
2. Теоретические исследования повышения эффективности георадиолокации в условиях железнодорожного пути 28
2.1 Характеристика георадиолокационной аппаратуры 28
2.2 Разрешающая способность и глубинность георадиолокационных обследований 33
2.3 Анализ факторов влияния на качество георадарной информации в грунтовой среде 38
2.4 Влияния затухания электромагнитных волн в грунтовой среде на георадиолокационную информацию 43
2.5 Процедура импульсной деконволюции для повышения разрешающей способности при зондировании грунтовой среды 49
2.6 Метод определения влажности грунтовой среды по характеру затухания электромагнитной волны и скорости распространения 50
2.6.1 Определение характера затухания электромагнитного излучения 53
2.6.2 Эксперимент по оценке влияния влажности на электрические характеристики грунтовой среды 55
2.6.3 Определение влияния влажности на значения є при различных частотах излучения и виде грунта 59
3. Экспериментальные исследования по повышению эффективности георадиолокационной диагностики грунтовой среды 65
3.1 Мероприятия по подавлению помех геозондирования в условиях инфраструктуры железнодорожного пути 65
3.2 Мероприятия по повышению глубинности и разрешающей способности при геозондировании объектов земляного полотна 71
3.3 Оценка затухания электромагнитных волн в грунтовой и водной средах 74
3.3.1 Количественное описание затухания электромагнитного излучения в среде с проводимостью 74
3.3.2 Эксперимент по измерению рассеянного средой электромагнитного излучения 77
3.4 Влияние минерализации воды на затухание электромагнитных волн. 79
3.5 Анализ затухания электромагнитного излучения в грунтовой среде с проводимостью 86
3.6 Геодиагностика объекта при технической мелиорации грунтовой среды .89
4. Георадйолокационое обследование объектов железнодорожного пути 98
4.1 Технология георадиолокационного обследования железнодорожного пути 98
4.2 Методика обработки и интерпретации георадиолокационной информации 101
4.2.1 Качественная интерпретация радарограмм 101
4.2.2 Количественная интерпретация георадиолокационных данных 104
4.3 Методика документирования результатов георадиолокационной информации 106
4.4 Геодиагностика и оздоровление насыпи 834 км 114
4.5 Геодиагностика участка 2 км перегона Кизитеринка-Батайск 124
4.6 Геодиагностика подбалластной зоны 1063-1073 км перегона Лихая-Замчалово для проектирования капитального ремонта 130
4.7 Особенности ситуационной геодиагностики объектов земляного полотна 134
4.8 Перспективы скоростной диагностики железнодорожного полотна 152
Общие выводы 156
Литература 159
Приложение 168
- Земляное полотно как сложная геотехническая система
- Анализ факторов влияния на качество георадарной информации в грунтовой среде
- Мероприятия по повышению глубинности и разрешающей способности при геозондировании объектов земляного полотна
- Методика документирования результатов георадиолокационной информации
Введение к работе
Актуальность. Возможность осуществления возрастающих объемов перевозок на железной дороге связано с необходимостью повышения осевых нагрузок и скоростей движения поездов при соблюдении безопасности движения поездов. Для обеспечения надежной работы, стабильности железнодорожного пути в соответствии с нормами содержания, необходима достоверная информация о фактическом его состоянии.
Если для диагностирования верхнего строения пути используются многие современные средства диагностики: вагоны-путеизмерители, вагоны-дефектоскопы и др., то для диагностирования балластного слоя и земляного полотна средства весьма ограничены: трудоемкое инженерное бурение скважин с получением дискретной информации, совершенно недостаточной для достоверной оценки состоянии основной площадки, подбалластной зоны и других элементов объектов земляного полотна.
Применение современного метода георадиолокационный диагностики (ГРД) в комплексе с другими геофизическими методами на железнодорожном пути позволит получать непрерывную и достоверную информацию о состоянии объектов земляного полотна (ОЗП), повысить качество проектных решений, снизить затраты ресурсов при текущем содержании и ремонтах железнодорожного пути. Поэтому вопрос совершенствование метода ГРД и адаптация его к условиям железнодорожного пути является актуальным.
Цели и задачи исследования. Целью исследования является адаптация и совершенствование современного метода георадиолокационной диагностики в системе мониторинга железнодорожного пути.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: • Анализ современной информации о функционировании земляного полотна, методов его диагностирования в системе мониторинга железнодорожного пути и выбор наиболее информативного метода в условиях железнодорожной инфраструктуры.
Исследования влияния помех, степени влажности грунтовой среды и степени минерализации грунтов и водной среды на процессы затухания электромагнитных волн, глубинность и разрешающую способность зондирования в грунтовой среде.
• Совершенствование конструктивных элементов антенных блоков для повышения эффективности георадиолокационной диагностики на объектах земляного полотна. в Разработка методик обработки, интерпретации, хранения и документирования георадилокациониои информации, учитывающих специфику железнодорожного пути.
• Совершенствование технологии георадиолокационной диагностики на объектах железнодорожного пути, в том числе при размещении георадара на подвижном составе.
Методы исследования. Для решения поставленных задач выполнялись как теоретические, так и экспериментальные исследования геодиагностики в натурных и лабораторных условиях. Натурные экспериментальные работы были выполнены на объектах СЮКД, ЮВЖД, ОЖД. Лабораторные испытания проводились на полигоне и экспериментальном заводе РГУПС.
Научная новизна. Предложена процедура импульсной деконволюции основанная на прямом сжатие зондирующего сигнала во временной области, позволяющая повысить разрешающую способность георадиолокационного зондирования грунтовой среды. Получены зависимости, позволяющие определить влажность грунта по интенсивности сигнала, принятого георадаром, и по относительному показателю преломления грунта. На основе этих зависимостей разработаны методики определения влажности грунтовой среды объектов земляного полотна,
Разработана и испытана рупорная конструкция, адаптированная для условий железнодорожного пути, что позволило подавлять помехи инфраструктуры, повысить глубинность и разрешающую способность при георадиолокационных обследованиях.
Показана эффективность применения георадеолокациоиной диагностики грунтовой среды железнодорожного пути при ее технической мелиорации, а также комплексирования с другими методами геодиагностики Разработаны технология и методики георадиолокационной диагностики объектов земляного полотна в условиях железнодорожного пути.
Практическая ценность работы. Работа выполнялась согласно плану НИОКР Департамента пути и сооружений ОАО "РЖД" (2004, 2005 г.). Разработанные методики, технологии и усовершенствования конструктивных элементов антенных блоков (АБ) позволяют получать достоверную информацию о состоянии ОЗП в подсистеме мониторинга железнодорожного пути для производства ремонтов, контроля их качества, прогнозирования стабильности земляного полотна железных дорог, проведения диагностики железнодорожного пути методом ГРД на скоростях движения 60-70 км/ч.
Использование полученных результатов.
1. По результатам исследований разработаны «Методические указания по применению георадиолокационной диагностики объектов земляного полотна железнодорожного пути» (М.:ЦД ОАО "РЖД", 2005.-56 с). 2. Результаты исследований нашли практическое применение на объектах Северо-Кавказской, Юго-Восточной, Октябрьской железных дорог при проектировании противодеформационных мероприятий и капитального ремонта железнодорожного пути.
3. Разработан учебный курс по проведению измерений и интерпретации георадиолокационной съемки земляного полотна с выдачей рекомендаций для проектов его усиления.
Апробация работы Основные положения и результаты работы были доложены на научно-практических конференциях «Транспорт-2004», «Транспорт-2006» (Ростов-на-Дону, 2004, 2006), на международной научной конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону, 2004), на четвертой международной научно-практической конференции «Георадар 2004» (МГУ, Москва, 2004), на международной научно-практической конференции «Современные проблемы путевого комплекса. Повышения качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» (МИИТ, Москва, 2004), на международной научно-практической конференции «Инженерная геофизика 2006» (Геленджик, 2006).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 статей, в том числе 2 работы в изданиях рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 186 страниц машинописного текста, в том числе 167 страниц основного текста, 116 рисунков, 20 таблиц. Список литературы включает 108 наименований отечественных и зарубежных авторов.
Земляное полотно как сложная геотехническая система
ОЗП в зависимости от отметок бровок 0Ър основной площадки (ОП) и земли Ош могут быть насыпями (НС), нулевыми местами (НМ), выемками (ВМ), полунасыпи-полувыемки (рис. 1.2) ив зависимости от региональных условий ПКС иметь соответствующую конструкцию (рис. 1.3). Структурная модель (St) системы земляного полотна характеризуется определенными связями объектов, подсистем (зон), размерными параметрами элементов (Rn) и состояния грунтовой среды Sgc со своими физико-механическими свойствами G3IJ=:i St, Rn , Src . Пространственное положение ОЗП определяется планом, продольным и поперечными профилями. Стабильность (Cm) ОЗП регламентируется нормативными значениями критериев качества (KJ, определяется некоторым множеством Rm которые являются метрическими (количественными) характеристиками технического состояния ОЗП (их формы, размеров и т.д.). Состояние Еозп в каждый момент t можно описать уравнением Во все периоды функционирования параметры состояний должны соответствовать условиям целевого назначения земляного полотна, которое состоит в обеспечении постоянства их координатного положения во времени (t) и пространстве: ОЗП [(х, у, z) t] — const [67], Для обеспечения надежности движения поездов необходима стабильность земляного полотна, предусматривающая постоянство во времени и пространстве форм и размерных параметров элементов в пределах норм текущего содержания.
Поскольку земляное полотно является грунтовым инженерным сооружением, то оно подвержено влиянию внешних факторов природно-климатической среды (рис. 1.4) [68]. Влажностный режим Грунтовая среда объектов земляного полотна может быть представлена грунтами разных видов с различными Физико-механическими свойствами [1, 18, 84]; - гранулометрический состав, характеризуется содержанием ,-(%) частиц размером ф (мм): крупнообломочные, песчаные, глинистые; - плотность рА (т/м ) - масса сухого грунта тс в единице объема т, - плотность частиц грунта; грунта естественного - рг = mzjV ; - пористость пг = Уп /V (Уп - объем пор); - коэффициент пористости е = VB jVd (Vj - объем сухого грунта), - компрессионные зависимости е =f(p), - влажность естественная грунта W, гигроскопическая Ws, молекулярная (максимальная) WM, на пределах раскатывания Wp, текучести - параметры пластичности: число пластичности (свойство) I р = WL - Wp; при Ip от 1 до 7 грунты - супеси, 7 - 17 - суглинки, 17 - 27 и более -глины; показатель текучести (консистенции) lL = (WL-Wp)JIp, при IL 0 - твердое состояние; 0 - 1,0 - пластичное; 1,0 - текучее. - коэффициент фильтрации грунта Кф (дренирующие грунты при Кф 0,5 м/сут.); - высота капиллярного поднятия hKfl\ - уклон кривой депрессии Ifr, Сдвиговые характеристики состояния грунта: - сг - удельное сцепление сг =f(W, У; - рГ- угол внутреннего трения; - tg Р =fm -коэффициенттрения; ps=f(W, IJ. - модуль деформации Е и др. Факторы воздействия: «поездная нагрузка (нагрузка на ось, погонная масса, скорости движения, грузонапряженность); «статическая (верхнее строение пути, грунтовая среда, искусственные сооружения, обустройства); «природно-климатические (сейсмические силы, гидродинамические, волновые, ветровые, температурные, атмосферные осадки и др). Под воздействием внешних факторов с течением времени в земляном полотне могут возникнуть дефекты и деформации, которые могут привести к полным и частичным отказам объектов земляного полотна.
Проявлению деформативности объектов земляного полотна способствуют: » структурные изменения в результате воздействия поездных нагрузок и природно-климатических факторов; » нарушение технологии при строительстве вторых путей на высоких насыпях; нарушение технологии при проведении капитального ремонта пути; неудовлетворительное состояние и содержание водоотводных сооружений (канавы, кюветы, дренажи, водопропускные трубы); Деформации, можно классифицировать по внешним признакам и по месту их проявления с учетом причинно-следственных факторов. 1. Пучения и пучины; горбы морозные: верховые, полной зоны промерзания, низовые, коренные; горбы наледные (гидролакколиты), бугры маревые; бугры набухания и др. 2. Оседания: просадки; балластные углубления (корыта, ложа и др.); осадки, осадки с выпиранием (основания), 3. Смешения: оплывины, оплывы, сплывы вязкопластические; солифлюкция; оползни скольжения, вращения (оползания); сдвиги (по основанию, на куруме) и др.; сползание (с основанием) (рис. 1.5). 4. Разрушения: провалы карстовые, на горных выработках; болотах; эрозионные (дефляция): выдувание (развевание бровки); размывы (промоины, смыв грунта); подмывы (абразия); расползания, развалы (разломы, отроги); оврагообразование (размоины, отроги); нарушение инженерных сооружений (регуляционных, защитных и др.). 5. Загромождения: заносы песком (аккумуляция), излом и др.; наледи (грунтовые, ключевые и др.); вывалы (камнепады), обрушения (осыпи, осовы), оползни; обвалы, оползни (склоновые); лавины каменные, снежные; завалы; селевые потоки (сели) [21]. Исследованиям по проблеме стабильности земляного полотна посвящены работы таких учеными, как Г.М. Шахунянц, Т.Г. Яковлева, В.В. Виноградов, И.В. Прокудин, Г.Г. Коншин, Г.Н. Жинкин, В.И. Грицык, Е.С. Ашпиз, Л.С. Блажко, Г.М. Стоянович, П.Г. Пешков и др. Для своевременного принятия мер по устранению возникающих внезапных деформаций, при планировании капитальных ремонтов, оздоровлении локальных мест земляного полотна и проверки качества проведенного капитального ремонта необходима эффективная диагностика в
системе мониторинга, как верхнего строения пути, так и объектов земляного полотна [35, 96]. Система мониторинга железнодорожного пути должна обеспечить получение достоверной информации (для планирования капитальных ремонтов, лечения земляного полотна и проверки качества всех видов ремонтов). А также прогнозировать развитие дефектов и деформации железнодорожного пути. Мониторинг железнодорожного пути складывается из мониторинга верхнего строения, балластного слоя и подбалластной зоны ОЗП. В настоящее время наиболее развитым является мониторинг верхнего строения пути. Диагностика производится современными средствами, такими как вагоны путеизмерители ЦНИС-4, которые дают информацию о состоянии пути в плане и профиле с занесением в общие базы данных, для дальнейшего сопоставления с полученной информацией за предыдущие периоды. Анализ лент путеизмерителя в профиле за различные периоды может показать некоторые изменения в структуре балластного и подбалластного слоя и позволит выделить места для более детального обследования [4, 5, 6]. Для диагностика рельсов используются современные ультразвуковые съемные дефектоскопы (Авикон), которые выявляют до 92% всех дефектов, а также вагоны дефектоскопы и дефектоскопные автомотрисы способные проводить диагностику со скоростью до 60 км/ч. Существуют определенные графики движения вагонов путеизмерителей и дефектоскопных средств, что позволяет формировать систему мониторинга для диагностика верхнего строения пути.
Анализ факторов влияния на качество георадарной информации в грунтовой среде
Совокупность трасс вдоль профиля съемки образует волновую картину (радарограмму), которая представляет собой зависимость фазы и амплитуды А отраженного сигнала от времени (рис. 2.8). На радарограмме светлый тон окраски областей соответствует отрицательным значениям сигнала (трассы), а темный - положительным. Интерпретация радарограмм позволяет определять положение предметов, расположенных под слоем грунта, границы слоев грунта с различными электрофизическими свойствами. При использовании данных георадиолокационных обследований можно оценивать влажность грунтов, а также характеристики, определяющие стабильность ОЗП.
На радарограммах отражается информация об исследуемой среде, расположенной в нижней полуплоскости, об окружающих предметах, расположенных в верхней полуплоскости, а также о помехах, вносимых самим георадаром и помехах, связанных с особенностями проводимых обследований. Границы раздела грунтов с различными электрофизическими Рис. 2.9. Схема формирования радарограммы в координатах: а - пространственных, б - временных свойствами отражаются на волновой картине в виде линий синфазности. Линии синфазности представляют собой линии на радарограмме, соединяющие соответствующие экстремальные точки трасс, имеющие одинаковые фазы [10]. Положение текущей точки в грунте определяется в пространственных и временных координатах (рис. 2.9 а,б). Путь, проходимый импульсом электромагнитного излучения (X), определяется соотношением: где h - глубина залегания предмета, 2х - расстояние между приемной и передающей антеннами. Во временных координатах пройденному пути L соответствует момент времени
Совокупность координат (x,t) формирует гиперболическую кривую, крутизна которой зависит от величины є. Относительная интенсивность точек гиперболы на волновой картине связана с частотными характеристиками излучения и особенностями поглощения сигнала грунтовой средой. Каждая точка границы раздела разных сред на волновой картине представляется характерной гиперболой; совокупность этих гипербол визуально воспринимаются как сплошная линия (рис. 2.9 б).
Теоретические основы формирования радарограмм определяются особенностями прохождения электромагнитных волн в грунтовой среде, процессами отражения и преломления электромагнитных волн на границе двух однородных диэлектриков [9, 11, 105]. При падении электромагнитной волны на плоскую границу раздела двух однородных и изотропных диэлектриков с диэлектрическими проницаемостями Є] и &i (рис. 2.10) (магнитными свойствами которых можно пренебречь: /4=//2=1) на поверхности раздела формируются отраженная волна в первой среде (1) и преломленная (прошедшая) волна во второй среде (2). Если угол падения в} отличен от нуля, то поведение амплитуд отраженной и преломленной волн зависит от поляризации волны. Если амплитуды Рис. 2.10 Электромагнитная волна на границе двух сред напряженностеи Е электрического поля падающей, отраженной и преломленной волны обозначить через A, R и Г, а их проекции на плоскость xz обозначены А\\, R\\, Т\\, то проекциями амплитуд на перпендикулярное направление у являются Ау = А±, Ry =R1} Ty = Тх,. Условия равенства тангенциальных составляющих напряженностей электрического и магнитного полей на границе раздела приводит к соотношениям между амплитудами, называющимися формулами Френеля [105]:
При любых углах падения и преломления знаки проекций амплитуд Т\\ и ТІ прошедшей Е = волны совпадают со знаками проекций амплитуд А\\ и А± падающей волны. Это означает, что при прохождении через границу раздела фаза волны вектора Е не меняется.
Поведение фазы-составляющей отраженной волны более сложно и зависит от соотношения величин углов падения и преломления. По (2.7) видно, что для отраженной волны, поляризованной в направлении, перпендикулярном плоскости падения, фаза неизменна (при 9 0Ь то есть, если вторая среда имеет меньший показатель преломления, щ пг). В случае 9j 0t (п\ п2) знаки Ri и AL противоположны, и фаза отраженной волны, поляризованной в ±- направлении, меняется на ж. Это означает, что при отражении электромагнитного излучения, например, от металлических конструкций, расположенных в грунте, на к меняется фаза данных в соответствующей трассе.
Мероприятия по повышению глубинности и разрешающей способности при геозондировании объектов земляного полотна
Как отмечалось выше, повышение помехозащищенности антенных блоков может приводить к росту реальной глубинности обследований. Так, АБ-400 анонсирован изготовителем георадаров, как устройство, обеспечивающее обследования глубиной до 5 м (таблица 2.1). Предложенная и апробированная рупорная конструкция при выборе развертки по времени, равной 100 не, позволяет получать радарограммы практически без следов помех (рис. 3.8) в условиях железной дороги со сложной инфраструктурой.
Выбор развертки, равной 200 не, позволяет обеспечить глубинность обследования более 10 м. Этот показатель близок к показателю АБ-150 (с глубинностью до 12 м) на открытых пространствах. Вместе с тем предлагаемая рупорная конструкция в 3 раза превосходит АБ-150 по разрешающей способности.
Паспортные значение глубинности Z для АБ 1200 составляет 2,4 м для грунтов с низкой удельной проводимостью, например, сухих песков. Вместе с тем известно, что грунты с высокой удельной проводимостью о существенным образом ограничевают возможности метода георадиолокации. Экспериментально получено, что в глине с естественной массовой влажностью 12% при использовании АБ-1200 глубинность уменьшается до Z = 1,34 м.
При использовании рупорной конструкции глубинность зондирования Zp в этой среде можно определить выражением Zp=l,34 Кр, где Кр - коэффициент усиления рупорной конструкции.
Предложенная рупорная конструкциия для АБ-1200 обеспечивает КР=\,Ъ, что увеличивает глубинность геозондирования в глине до 2,4 м. Таким образом, использование рупорннои конструкции существенно повышает глубинность зондирования в грунтах с высокой удельной проводимостью.
При аналогичных расчетах Zp для АБ-400 на глинистых грунтах удалось добиться глубинности зондирования не менее 8,0 м. Эти результаты подтверждены натурными экспериментами на ОЗП. Так, на рис. 3.9 показаны результаты обследования участка железнодорожного пути с использованием АБ-150 (А) и предложенной рупорной конструкции к АБ-400 (Б). На глубине 10 м в точке с координатой 75 м наблюдается труба, не различимая на рис. 3.9А.
Таким образом можно утверждать, что в диссертационной работе предложена конструкция усовершенствования антенного блока для работы в условиях железной дороги, обеспечивающая глубинность обследования до Юме разрешающей способностью не хуже 0,2 м. При диагностировании железнодорожного пути используется анализ изменения линий синфазности, которые связаны с границами раздела сред. В не рамок рассмотрения остается информация о характере затухания электромагнитного излучения. Для восполнения этого пробела рассмотрены две функции определяющие вид сигнала прошедшего через среду.
Первую функцию (амплитудную) определим равной сумме абсолютных значений напряженности Е импульсного электрического поля (трассы) в приемной антенне, между Ш/ и т2 точками стробирования усилителя георадара: где y(t,) - трасса георадиолокационных измерений. В качестве второй (частотной) рассмотрим значение средневзвешенной частоты в спектре принятого сигнала:
Для оценки электромагнитного излучения проведены измерения и обработка радарограмм по методике приведенной в п 2.5.2. Были получены значения функций ЦЕ) и vcp согласно (3.1) и (3.2) по трассам, полученным после прохождения импульсов электромагнитного излучения с центральной частотой 1200 МГц через техническую воду. Результаты расчетов приведены в таблице 3.11 и на рис. 3.10 и 3.11 (1 -время регистрации сигнала 24 не, 2 - 48 не, 3 - результаты аппроксимации рассчитанные по (2.34)). При расчетах по (3.1) пределы суммирования выбраны равными ш/=1 и т2 =512. Значение функций по (3.1) при толщине водяного слоя равной 0,2 м, нормировано на 1,00.
Методика документирования результатов георадиолокационной информации
Результаты георадиолокационной диагностики объектов земляного полотна, их качественной и количественной оценки подлежат долговременному хранению.
Создана методика представления и хранения радиолокационной информации об обследованном объекте с целью формирования проектных документов для проведения ремонтов и хранения информации в электронных базах данных, а так же в системе АСУ-Путь (ПУ-9, ПУ-29, ПУ-28). Информация, полученная при георадиолокационной диагностики обрабатывается согласно методике пункта 4.2, в результате на радарограммном профиле выделяются границы раздела сред. Для каждого слоя грунта задается диэлектрическая проницаемость є, при этом формируется более точная шкала глубины. Формы представления георадиолокационной информации может быть различной. В памяти компьютера рекомендуется хранить информацию об объектах железнодорожного пути в виде радарограммы с привязкой к пикетажу и выделенными границами раздела сред.
Георадиолокационную информацию рекомендуется хранить в виде пространственных (каркасных) моделей, цифровых и в табличной форме. Для создания каркасной модели используется программный продукт 3DS МАХ, который позволяет создавать трехмерные модели. Первоначально задаются координаты характерных точек перегиба поперечного профиля объекта (рис. 4.3), затем производится выдавливание из двухмерной в пространственную модель с помощью функции "extrude modifier" (модификатор выдавливания), при этом задается длина равная длине обследованного объекта в продольном профиле (рис. 4.4). Далее в местах проходов георадиолокационного зондирования строятся плоскости соответствующей длины. Высота соответствует глубине зондирования (в зависимости от частоты излучения антенного блока) (рис. 4.5). Затем производится наложение текстуры соответствующих радарограмм на плоскости проходов (функция Material editor). В результате получается пространственная (каркасная) модель (рис. 4.6) состоящая из обработанных радарограм. Также при необходимости наносятся пикетные столбики с обозначением номера пикета, добавить в модель искусственные сооружения (трубы, мосты) находящиеся на объекте и другие обустройства железнодорожного пути. Программа позволяет просматривать модель в любом ракурсе, что удобно при детальном рассмотрении дефектов и деформаций. Такая модель служит основой для создания базы данных объекта обследования.
Цифровая модель объекта железнодорожного пути формируется на основе радарограмм обработанных согласно п. 4.2. При этом формируется матрицы чисел, каждая матрица описывает поверхность (очертание поперечного профиля и плоскости раздела сред). Абсолютные координаты каждой точки цифровой модели характеризуются расположением числа в матрице и его значение (рис. 4.7). Где координата х - расстояние до точки в продольном направлении, у - расстояние до точки в поперечном направлении, z - абсолютная высота точки.
Представление результатов георадиолокационной диагностики в виде цифровых моделей позволяет осуществлять последующий автоматический расчет стабильности железнодорожного земляного полотна. Также возможно получение из цифровой модели продольных и поперечных профилей (рис. 4.8) для проектирования ремонтов земляного полотна и проведение обоснованных противодеформационных мероприятий.
Обычно для проектирования капитального ремонта железнодорожного пути необходимы данные о состоянии балластного слоя, его толщине, наличии неоднородностей, дефектов и деформаций (мешки гнезда, корыта и др.). В ПМС такие данные проектными организациями представляются в виде ведомостей, в которых указываются толщины балластного слоя. Табличная форма представления результатов георадиолокационного зондирования составляется по обработанным радарограммам, на которых выделены границы раздела сред или на основе цифровой модели (рис. 4.9). В ней указываются толщина балласта с шагом 1 м и выделяются места, на которых расположены деформации.
