TDR – Aðferð

/in , /by

Sífelt berast fréttir af auknum skriðuföllum hér á landi. Má þá nefna aurskriðurnar á Seyðisfirði í desember 2020 , og svo núna við Varmhlíð (Skagafirði) og svo við skíðasvæðið við Tindastól allt á sömu 24 tímunum. Má öllum vera ljóst að með aukinn úrkomu sem kemur til með hlýnun loftslags að líkurnar á aurskriðum fer fjölgandi. Landfræði íslands er þannig að víða um land er byggt í þröngum fjörðum eða undir fjallshlíðum. Íslendingar þurfa því að búa við hættun á snjófljóðum og svo aurskriðum. En hvað er í raun til ráða?

Miða við þær breytingar sem við íslendingar erum að upplifa þá verðum við að leita í reynslu nágranna þjóða og annar þjóða sem hafa langa hefði fyrir því að að eiga við aurskriður eða unnið við gangagerð og námuvinnslu. Ein af þeim aðferðum sem er mikið notuð erlendis er TDR – Aðferðin eða (Time-domain reflectometer).

Time-domain reflectometer

TDR í raun mjög einföld aðferð sem byggir á því að skjóta rafpúls eftir kapli (coax kapli) og mæla endurkastið á rafpúlsinum. Aðferðarfræðin byggir á sömu eðlisfræðilögmálum og radar sem er notaður af flugvélum og skipum til ákvarða staðsetningu annar farartækja. Hægt er að reikna út staðsetningu skemmdar eða rofa á Coax kapli þar sem 3 meginn þættir liggja fyrir; Lengd kapals, hraði rafpúls (e. Velocity of progogation (Vp) og tími frá upphafi rafpúls og endurkasts. Flest allir Coax Kaplar eru framleiddir með viðnám upp á 50ohm eða 75ohm. Þennan eiginleika má nýta til að mæla breytingar á viðnámi (impedance). Eftir því sem viðnámið eykst í kaplinum vegna skemmda á skermingu kapals eða rof á kapli, því meira endurkast. Þannig má sjá með mikilli nákvæmni hvar skemmdin er og hvar jarðvegur er á hreyfingu í mæliholu.

Hverning er TDR mæling framkvæmd

Við eftirlit á óstöðugum jarðvegi þá er boruð mælihola niður á fastan jarðveg. Staðsetning holunar fer eftir því hvar hugsanleg brotfletir eru eða það sé verið að mæla jarðvegs skrið t.d. í lautum í dölum eða öxl við veg. Holan er grautuð með sementi og Coaxl Kapallinn er settur ofan í holun. Mikilvægt er að tryggja að hreyfing á jarðvegi muni valda skemmdum á kaplinum og það verði greinilegt rof.

Hverning mælibúnað þarf

Vista býður upp á búnað frá Campbell TDR200 sem er sérhæfður í því að túlka og greina TDR mælingar. Er Campbell í raun eini framleiðandinn sem hefur sérhæft sig svona í TDR mælingum. TDR200 er svo tengdur við data-logger sem skilar gögnum í Vista Data Vision sem sýnir gögnin á grafískan máta.

Kostir TDR

  • Einföld uppsetning
  • Ódýrari en margar aðrara aðferðir svo sem SAA og Inclinometers
  • Gefur nákvæma mynd af brotasvæði (e. sheerzone)
  • Er hægt að nota sem viðvörunarkerfi ef jarðvegshlaup verður t.d. með sírenu eða öðrum sendingum

Gallar TDR

  • Getur ekki sýnt í hvaða átt hreyfing á jarðvegi er
  • Getur ekki mælt halla
  • Kapallinn verður að verða fyrir skemmd eða rofi til að skila mælingu

TDR Samantekt

TDR er í raun mjög hagkvæm aðferð við að mæla hreyfingar á jarðvegi. Fyrir utan borun á mæliholum þá er uppsetning tiltölulega einföld og getur gefið mjög góða mynd af þeirri hreyfingu sem er að eiga sér stað í jarðvegi.

Heimildir

Applications of time-domain reflectometry to landslide and slope monitoring Dr. William F. Kane, Timothy J. Beck and Jeremy J. Hughes

Monitoring slope movement with Time Domain Reflectometry, Dr. William F. Kane

Dr. William F. Kane frá Kanegeo tech er samstarfsaðili Verkfræðistofu Vista.  Kane GeoTech hafa áratuga reynslu af uppsetningum á TDR Aðferð með góðum árangri. Hefur Dr. W.Kane skrifað fjölda greina um notkun á TDR.