Наведено метод, що дозволяє пов'язати процеси фільтрації вологи в шарах зони аерації (ЗА) з їх електричними сталими. Метод базується на числовому розв'язку рівнянь фільтрації вологи, у результаті чого виходить розподіл вологості за глибиною в ЗА. На базі електродинамічної моделі, що зв'язує фізичні характеристики шарів ЗА з їх електричними характеристиками, обчислено розподіл комплексної діелектричної проникності за глибиною.

Изложен метод, позволяющий связать процессы фильтрации влаги в слоях зоны аэрации (ЗА) с их электрическими характеристиками. В основе метода лежит численное решение уравнений фильтрации влаги, в результате чего получается распределение влажности по глубине в ЗА. На основе электродинамической модели, связывающей физические характеристики слоев ЗА с их электрическими характеристиками, вычислено распределение комплексной диэлектрической проницаемости по глубине.

It is stated method allowing to connect moisture filtering processes in subsurface layers of zone of aeration (ZA) with their electrical constants. The method is based on numerical decision of moisture filtering equations. As a result it is obtained adistribution of moisture in ZA on depth. And on the basis of electro dynamical model of electrical constants of soils it is calculated a distribution of complex dialectical permeability on a depth.

Викладено метод, що дозволяє підвищити надійність інтерпретації результатів підповерхневого зондування під час вирішення задач інженерної геології, заснований на використанні числового методу рішення рівнянь Максвелла для електромагнітного поля в обмеженому просторі методом кінцевих елементів у частотній області в сполученні з інформацією, що одержується з радіолокаційних даних.

Изложен метод, позволяющий повысить надежность интерпретации результатов подповерхностного зондирования при решении задач инженерной геологии, основанный на использовании численного метода решения уравнений Максвелла для электромагнитного поля в ограниченном пространстве методом конечных элементов в частотной области в сочетании с информацией, получаемой из радиолокационных данных.

It is stated the method, allowing to raise rekiability of interpretation of results of subsurface probing at the decision of problems of the engineering geology, based on use of a numerical method of solving of Maxwell equations for an electromagneticfield in the limited space by the Finit Elements Method in a frequency area in a combination to the information received from the georadar data.

Розглянуто викривлення сигналів, що виникають при підповерхневому зондуванні у диспергуючих середовищах, обумовлених функціональною залежністю фазової швидкості поширення радіохвиль від частоти. Запропоновано метод компенсації цих викривлень, що дозволяє істотно збільшити розподільну здатність зондувального сигналу з покроковою зміною несучої частоти.

Рассмотрены искажения сигналов, возникающие при подповерхностном зондировании в диспергирующих средах, обусловленные функциональной зависимостью фазовой скорости распространения радиоволн от частоты. Предложен метод компенсации этих искажений, позволяющий существенно увеличить разрешающую способность зондирующего сигнала с пошаговым изменением несущей частоты.

The distortions of signals appearing at subsurface probing in dispersive medium, caused by functional dependence of phase speed of propagation of radiowaves on frequency are considered. The method of compensation of these distortions is offered, allowing essentially to increase depth resolution of a probing signal with step-by-step frequency modulation

Оцінено просторову роздільну здатність радіофізичного методу підповерхневого зондування за використання передавальних та прийомних диполів, рознесених у просторі, на підставі використання ТЕ- та ТН- мод під час розрахунку електромагнітних полів поблизу поверхні Землі.

Оценивается разрешающая способность радиофизического метода подповерхностного зондирования при использовании разнесенных передающих и приемных диполей, основанного на использовании ТЕ- и ТН- мод при расчете электромагнитных полей вблизи поверхности Земли.

It is estimated the space resolution of subsurface probing method when the transmitting and receiving dipoles are used. The estimation is based on calculation of TE and TH modes of electromagnetic fields close to earth surface.

На основі удосконаленої моделі електричних характеристик розповсюджених грунтів розглянуто їх вплив на характеристики сигналу, що пройшов крізь шар грунту різної глибини за умов підповерхневого зондування. Оцінено вплив дисперсності електричних характеристик грунту на роздільну здатність зондувального сигналу. Визначено вимоги до ширини спектра зондувального сигналу та його місцезнаходження на осі частот залежно від потрібної глибини зондування та вологості грунту.

На базі числового методу розрахунку електромагнітних полів в обмеженому просторі, що містить межі поділу середовищ з різними властивостями, і за наявності локальних об'єктів досліджено особливості та структуру полів, збуджуваних системою диполів, розташованою поблизу межі поділу середовищ. Показано, що запропонований підхід може ефективно застосовуватися в ході дослідження результатів підповерхневого зондування в задачах інженерної геології, гідрогеології й екології.

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования возможностей подповерхностного радиолокационного зондирования применительно к решению задач инженерно-геологических изысканий - определения глубины уровня грунтовых вод, определения литологического состава грунтов зоны аэрации, глубины залегания и мощности слоя нефтепродуктов, образующегося в результате различного рода техногенных утечек, а также картографирование участков, подверженных оползневым процессам. Показано, что использование сканирующего по частоте радиолокатора успешно решает указанные задачи, обеспечивая ряд существенных преимуществ, как перед традиционными методами геофизических исследований, так и по сравнению с использованием радиолокаторов подповерхностного зондирования с импульсными сигналами.

Показано влияние природы арамидных волокон на экспуатационные характеристики хаотически армированных эпокси- и феноорганопластиков. Изучено влияние степени наполнения и длины дискретных армированных волокон на прочность и теплофизические свойства органопластиков.

Запропоновано новий радіофізичний метод діагностики фізичного стану грунту зони аерації (ЗА) на глибині до 25 - 30-ти м з роздільною здатністю близько декількох десятків сантиметрів, створений на основі зондуючого сигналу з покроковою зміною його несучої частоти. Розроблено комплексну радіофізичну модель ЗА, що дозволяє одержувати розподіл електричних характеристик її шарів. Вперше експериментально досліджено залежності електричних характеристик типових порід шарів ЗА від ступеня насичення рідкими нафтопродуктами й обгрунтовано можливість застосування радіофізичного методу підповерхневого зондування для картографування просторової структури шарів, забруднених в результаті несанкціонованих витоків нафтопродуктів. Досліджено спотворення сигналів, що виникають в середовищі з частотною дисперсією фазової швидкості радіохвиль та їх затухання, якою є ЗА. Запропоновано нові математичні алгоритми обробки сигналів, що дозволяють компенсувати дані спотворення та реалізувати всю потенційну роздільну здатність досліджуваного сигналу. Вперше розроблено математичні алгоритми відтворення залежностей електричних характеристик шарів ЗА від частоти безпосередньо за результатами підповерхневого зондування. Розроблено експериментальну модель георадару, здійснено її апробацію, зокрема, проведено польові вимірювання, необхідні для виконання завдань інженерної геології. Проведено порівняльне дослідження одержаних результатів та даних контрольних наглядових свердловин.

Изложены результаты сравнения теоретических моделей диэлектрических свойств пород грунта с данными, непосредственно получаемыми из результатов радиолокационного подповерхностного зондирования. Показано, что частотная дисперсия погонного затухания радиоволн в распространенных породах грунта существенно меньше, а фазовой скорости распространения - существенно больше предсказанной в теоретических моделях. Приведены соображения о физическом механизме этих отличий, который, как предполагается, связан с влиянием давления окружающего грунта на его частицы и поровое пространство.

Описан радиолокатор подповерхностного зондирования со ступенчатым изменением несущей частоты, предназначенный для обнаружения и идентификации небольших подповерхностных объектов. Для этого использована гомодинная архитектура с широкополосным демодулятором для измерения квадратурных составляющих сигналов. Отличительной особенностью радиолокатора является использование щелевой магнитной антенны, в которой реализована возможность электронно переключать поляризацию излучения и приема для измерения кросс-поляризованных компонент отраженных сигналов без изменения фазового центра антенны.

Розглянуто георадарний метод виявлення локальних зон грунтових вод у верхніх шарах грунту (до 20 - 30 м) з оцінкою їх об'ємної вологості стосовно зондувального сигналу з покроковою зміною його несучої частоти. Метод засновано на застосуванні фазової структури відбитих сигналів, характеристики якої значною мірою визначаються об'ємною вологістю порід грунту. Ефективність методу оцінено на практичному прикладі виявлення насичених водою шарів грунту на глибинах до 20 м і підтверджено даними буріння та лабораторних випробувань.

Розглянуто застосування георадарного зондування для визначення вологості та структури шарів грунту в околиці Кирилівської церкви, що є складовою Національного заповідника "Софія-Київська". Зондування здійснено із використанням сигналу з покроковою зміною частоти у діапазоні 130 - 270 МГц. Наведено результати визначення ступеня зволоження грунту, що одержані на базі застосування фазової структури сигналів. За аналізом ступеня зволоження шару лесового супіску, проведеним на основі георадарної інформації, зроблено висновки щодо можливих причин деформації будинку храму. Одержана інформація використана для розробки захисних інженерних заходів.

Наведено результата експериментальних вимірювань анізотропії діелектричної проникності зразків вологого піску у діапазоні частот 90 - 150 МГц, яка виникає у разі прикладення до них зовнішнього тиску. Вимірювання виконано на спеціальній установці за допомогою 2-х розроблених датчиків на основі відкритого кінця коаксіальної лінії, один з яких вимірює переважно діелектричну проникність уздовж вектора прикладеного тиску, а інший - у перпендикулярній до нього площині. За умов прикладеного тиску коефіцієнт анізотропії вказаних зразків вологого піску досягав значення 1,6.