مقاومت کششی­ لایه آسفالتی از عوامل تاثیر­گذار در خرابی­های بوجود آمده در لایه آسفالتی است­، از این جهت معیاری برای سنجش کیفیت لایه آسفالتی اجرا شده در پروژه­های راهسازی می باشد­. روش معمول برای اندازه­گیری آن مغزه­گیری است که این  روش هزینه­ بر و وقت­گیر است­ و هچنین  خصوصیات کیفی لایه آسفالتی را در یک نقطه مشخص می­کند. در این مقاله تعیین مقاومت کششی  لایه آسفالتی  اجرا شده  با استفاده از دستگاه رادار نفوذی به زمین  (­Ground  penetrating  Radar ) بررسی شده است­. در این پژو­هش  ابتدا بخشی  از یک راه اجرا شده در استان کرمان به عنوان قطعه آزمایشی انتخاب سپس اقدام به ارزیابی مکانیزه  به کمک دستگاه  ((GPR) ) گردیده و در ادامه از محل­هایی  به طور تصادفی نمونه­های  مغزه گرفته  شده  و تحت آزمایش تعین مقاومت کششی غیر مستقیم  قرار داده شده­اند­. در مقایسه نتایج و تجزیه و تحلیل آزمایشات­ مخرب با  پیمایش مکانیزه حاصل از دستگاه ((GPR)) مشخص گردید با کم­شدن مقاومت کششی مغزه­ها مقدارعددی دی الکتریک خروجی از دستگاه (­(GPR)­) کاهش و هچنین درصورت افزایش مقاومت کششی مغزه­ها دی الکتریک افزایش  می­یابد. به طوری که با کاهش مقاومت کششی  کمتر و مساوی870کیلو پاسکال کاهش مقدار ثابت دی الکتریک ازعدد 5 ناشی از ارزیابی غیر مخرب مشاهده شد. بنابراین با استفاده از نتایج خروجی رادار می توان پروفیل پیوسته­ای از وضعیت  مقاومت کششی  محور مورد مطالعه به دست آورد.

پاک سازی میادین مین و مناطق آلوده به مواد منفجره عمل نکرده یکی از مسائلی است که در کشورهای جنگ زده و از جمله کشور ما، با وجود گذشت ده ها سال از زمان جنگ، نیازمند توجه جدی است. روش های مختلف ژئوفیزیکی از جمله روش (GPR) نقش بسیار مهمی در آشکارسازی محل این آثار مخرب باقیمانده از جنگ دارند. روش (GPR) هوابرد به دلیل قابلیت ها و برتری های خاصی که نسبت به روش برداشت زمینی دارد، توجه ویژه متخصصان امر را به استفاده از آن در آشکارسازی UXO معطوف داشته است. در این تحقیق به منظور امکان سنجی کاربرد روش (GPR) هوابرد در آشکارسازی UXO، به شبیه سازی عددی و تجزیه و تحلیل سیگنال های برگشتی از یک مین فلزی ضد نفر مدفون در عمق 10 سانتیمتری خاک با استفاده از این روش پرداخته شده است. برای این منظور دو مدل مصنوعی، شامل یک لایه هوا و یک لایه خاک، طراحی شده است که در یکی از آن ها مدل عاری از مین (Model A) و دیگری مدل حاوی یک مین فلزی ضد نفر مدفون در عمق 10 سانتی متری خاک و در موقعیت x=0. 25m (Model B) در مرکز مدل، می باشند. در ادامه ردها و نگاشت های راداری در ارتفاع های پرواز (0 تا 10 متر) و در بازه فرکانسی 100 تا 1500 مگاهرتز و منطبق با مرکز دو مدل فوق الذکر، در مجموع تعداد 638 حالت مختلف، با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) شبیه سازی شده-اند. تجزیه و تحلیل داده ها شامل بررسی انرژی سیگنال، تبدیل موجک برای انتقال داده ها به حوزه فرکانس و حذف نوفه و در نهایت انتقال داده ها به حوزه زمان-فرکانس در محیط نرم افزار MATLAB انجام پذیرفته است. با توجه به نتایج هر سه روش پردازش سیگنال مورد استفاده، قابلیت آشکارسازی مین با روش (GPR) هوابرد تا حداکثر ارتفاع پرواز 10 متر و در بازه فرکانسی 550 تا 1500 مگاهرتز تأیید شد.

در این پژوهش از روش اجزاء محدود (FEM) به منظور مدل سازی امواج الکترومغناطیس استفاده شده است. با توجه به قابلیت های این روش، ابتدا معادلات ماکسول در حیطه مکان گسسته سازی می شوند، سپس شرایط مرزی به منظور جذب امواج در کرانه های مدل اعمال می شود که از روش مرز جاذب مرتبه اول کلایتون و انگکوئیست استفاده شده است. در روش FEM عبارت مرز یک جمله جداگانه می باشد، به همین دلیل اعمال شرایط مرزی در این روش بسیار آسان تر از روش تفاضل محدود (FDM) است. پس از گسسته سازی مکانی با استفاده از روش FEM، گسسته سازی زمانی معادلات با استفاده از روش تفاضل محدود مرکزی صورت می گیرد. گسسته سازی زمانی معادلات، حجیم ترین و زمان برترین بخش محاسبات در مدل سازی هستند که نحوه گسسته سازی مکانی نقش بسزایی در این فرآیند ایفا می کند. با توجه به تُنُک بودن و متقارن بودن ماتریس های تشکیل شده در روش FEM، درصورتی که از الگوریتم های بهینه به منظور محاسبات و ذخیره سازی ماتریس ها در این روش استفاده شود، زمان و هزینه محاسباتی به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت که در این تحقیق چند تکنیک به منظور کاهش حجم و زمان محاسبات در نرم افزار متلب ارائه شده است. فرمول ها و روابط ارائه شده در این تحقیق به شکل ماتریسی هستند که به راحتی در نرم افزار متلب قابل کد نویسی می باشند. به منظور بررسی روش FEM در مدل سازی داده های (GPR)، الگوریتم های توسعه داده شده بر روی مدل های زمین شناسی فرضی آزمایش شده است که نتایج حاصل از مدل سازی دارای دقت قابل قبولی هستند.

سنگ های ساختمانی ذخایر معدنی با ارزش هستند و صنعت سنگ ساختمانی نیز به عنوان صنعت اقتصادی مهم به شمار می رود. این صنعت به صورت یک زنجیره است و کنترل کیفیت، حلقه گم شده این زنجیره در ایران است که موجب کاهش بهره وری این صنعت شده است. کیفیت سنگ ساختمانی تابع عوامل مختلفی است و وجود ناپیوستگی ها، حفره ها، فضاهای خالی و لایه بندی های ظریف روی کیفیت سنگ تاثیر منفی دارند. در پژوهش حاضر از روش ژئوفیزیکی غیرمخرب رادار نفوذی به زمین ((GPR)) برای ارزیابی و کنترل کیفیت بلوک های استخراجی تراورتن مجتمع معدنی حاجی آباد محلات در استان مرکزی، قبل از عملیات فرآوری، استفاده شده است. برای این منظور ابتدا با استفاده از برنامه مدل سازی عددی پیش رو، به روش تفاضل محدود دوبعدی بهبود یافته در حوزه فرکانس در محیط نرم افزار MATLAB، پاسخ (GPR) دوبعدی مدل های مصنوعی فرضی به شکل مکعب مستطیل (معرف کوپ های سنگی) شامل لایه بندی های ظریف و ناپیوستگی در جهت های مختلف، شبیه سازی شد تا از نتایج آن ها برای تفسیر نگاشت های راداری واقعی استفاده شود. نتایج مدل سازی نشان می دهد که پاسخ (GPR) مرزهای مشترک لایه ها (ناشی از وجود لایه بندی های ظریف) و ناپیوستگی های برجسته درون بلوک سنگ، در نگاشت های راداری به وضوح قابل تشخیص هستند. بررسی نتایج حاصل از تفسیر نگاشت های راداری واقعی، پس از اعمال فیلترهای مختلف نیز حاکی از قابلیت بالای روش (GPR) در شناسایی لایه بندی های ظریف و ناپیوستگی های درون بلوک های سنگی و در نتیجه تعیین کیفیت آن ها در محدوده بررسی شده است. در هر صورت در مورد داده های واقعی به دلیل ناهمگنی لایه های ظریف، وجود انواع مختلف نوفه ها و بازتاب های چندگانه، پاسخ ناپیوستگی های ساختاری کوچک واقع در زیر ناپیوستگی های برجسته کم عمق، با پاسخ های دیگر پوشش داده شده و قابل شناسایی نیستند.

در پژوهش حاضر از روش ژئوفیزیکی رادار نفوذی به زمین ( (GPR) ) برای شناسایی پارامترهای هندسی اهداف استوانه ای مدفون و سرعت سیر امواج الکترومغناطیسی در محیط، استفاده شده است. برای این منظور ابتدا مدلسازی پیشرو داده های (GPR) با استفاده از روش تفاضل محدود دوبعدی حوزه زمان ( FDTD ) به کمک نرم افزارهای (GPR)MAX، ReflexW و Radexplorer برای چندین مدل مصنوعی متناظر با اهداف متداول در کاربردهای ژئوتکنیکی و تاسیسات زیرسطحی انجام شد. سپس به منظور استخراج پارامترهای فیزیکی و هندسی اهداف استوانه ای مدل های مصنوعی، یک الگوریتم کاربردی در محیط نرم افزار MATLAB پیاده سازی شد که رفتار پاسخ (GPR) را در حوزه مکانی، مورد بررسی قرار می دهد. عملکرد این الگوریتم برای چندین مدل مصنوعی ازجمله استوانه افقی فلزی توخالی، استوانه افقی توخالی از جنس پلاستیک پی وی سی و مدل شامل جفت استوانه افقی توخالی از جنس پلاستیک پی وی سی مورد ارزیابی قرار گرفت که در تمام موارد دقت بسیار بالایی را در برآورد پارامترهای مدل نشان داد. الگوریتم مذکور برای استفاده در مورد تصاویر واقعی (GPR) که آمیخته با مقدار زیادی از انواع نوفه می باشند، بهبود داده شد. در این الگوریتم ابتدا با به کارگیری الگوریتم آشکارکننده متوالی اشیاء ( Cascade Object Detector ) ناحیه مطلوب تعریف گردیده به گونه ای که نواحی تهی، حذف شده و الگوریتم بر روی ناحیه محدود مطلوب، اجرا می شود. ازجمله قابلیت های الگوریتم پیشنهادی که براساس تعریف تصاویر مثبت و منفی آموزش می بیند، آن است که می تواند بدون نیاز به اعمال مراحل پیش پردازشی، مراحل پردازشی پیشرفته را بر روی تصاویر واقعی (GPR) سرشار از نوفه، اعمال نماید. عملکرد الگوریتم پیشنهادی برای نگاشت راداری واقعی (GPR) یکی از پروفیل های برداشت شده در میدان امام حسین (ع) روبروی شهرداری شهر اصفهان، مورد ارزیابی قرار گرفت که در این مورد نیز نتیجه مطلوبی از برآورد پارامترهای هندسی و فیزیکی هدف زیرسطحی حاصل شد.

تعیین ضخامت یخچال های کوهستانی مانند علم کوه باتوجه به شرایط آب و هوایی بسیار سرد، ارتفاع زیاد یخچال، خطر سقوط بهمن و توپوگرافی زیاد کار بسیار دشواری است. در این پژوهش به دلیل شفاف بودن یخ برای امواج الکترومغناطیسی، غیرمخرب، سریع و دقیق بودن روش رادار نفوذی به زمین ((GPR))، برای تعیین ضخامت و توپوگرافی بستر یخچال علم کوه از این روش استفاده شده است. برداشت داده های (GPR) با استفاده از آنتن 25 مگاهرتز به روش دور افت مشترک (Common offset mode) و با 6 متر فاصله بین فرستنده و گیرنده برداشت شده است. تقریبا کل یخچال های غربی منطقه مورد مطالعه (یخچال های علم چال، تخت چال و تخت سلیمان)، توسط روش (GPR) برداشت شده است. جهت اختصار فقط داده های سه پروفیل (a، b و c) واقع در یخچال علم چال، پردازش و تفسیر شده اند. بعد از پردازش های مناسب، بازتاب های بستر یخچال آشکارسازی شده و با قرار دادن سرعت مناسب موج الکترومغناطیسی در یخ (0.16 متر بر نانوثانیه)، ضخامت متغیر 50 تا 94 متر برای لایه یخ در زیر پروفیل های مورد بررسی تخمین زده شده است. نشانگرهای دامنه، فاز و فرکانس لحظه ای برای آشکارسازی و تفسیر بهتر لایه های زیر سطحی در مقاطع (GPR)، استخراج شده است. نشانگر دامنه لحظه ای، بازتاب های بستر یخچال، قلوه سنگ های یخچالی و واریزه های داخل یخ را به خوبی تفکیک کرده است. در نهایت در مقاطع عمقی پروفیل های مورد بررسی، مشاهده شد که توپوگرافی بستر یخچال کپی نسبتا دقیقی از توپوگرافی سطح یخچال است.