Geotechnika - Fakulta stavební - Vysoké učení technické v Brně

54 12 th International Scientific Conference, April 20-22, 2009 Brno, Czech RepublicNepoškodený kábel mácharakteristickú impedanciu po celejdĺžke skoro rovnakú. Pri deformáciikábla dochádza k lokálnej zmeneimpedancie Z t v danom mieste, čospôsobí zmenu napätia impulzu. Čas, zaktorý sa vyslaný impulz vráti, priznámej rýchlosti šíreniaelektromagnetickej energie v kábli, Obr. 1 Merací kábel vhodný pre monitorovanie svahupresne lokalizuje miesto poškodenia.Veľkosť napätia vráteného impulzu V r k vyslanému V i sa nazýva koeficient odrazu ρ r ( 2 ). Zmenanapätia je zapríčinená zmenou elektrického prúdu, ktorý tečie daným úsekom so zmenenýmiparametrami induktancie L a kapacitancie C ( 3 ).V=rρ r( 2 )Vi2∂ I− ( Ls + R)(Cs + G)I = 0∂x22∂ V ∂ V= ( L ⋅C) 2∂x∂t∂tZo vzťahu ( 4 ) vyplýva závislosť zmeny napätia signálu na čase t a vzdialenosti x. Z tejto závislostizmeny napätia V po dĺžke x na čase t je odvodený názov technológie TDR. Okrem časovej závislostisa skúma závislosť frekvenčná, to však nie je predmetom tohto článku. Na presnú lokalizáciuvplýva rýchlosť šírenia signálu v kábli V p ( 5 ), ktorá závisí na použitom dielektriku kábla. Tentoparameter býva zväčša uvedený výrobcom.1V p =( 5 )L ⋅CPodľa magnitúdy koeficientu odrazu ρ r je možné určiť typ, závažnosť a veľkosť porušenia. Vovšeobecnosti môžu nastať dva extrémne prípady, ktorým prislúchajú dve hodnoty ρ r . Ak je kábelskratovaný, vtedy ρ r = -1, t. j. dôjde ku kontaktu vodičov (namáhanie šmykom). Ak je vytvorenýotvorený obvod, vtedy ρ r = +1, t. j. impedancia obvodu má nekonečne veľkú hodnotu (Z t = ∞).Podľa miery pretvorenia kábla sa hodnoty ρ r pohybujú od -1 do +1.3. Určenie svahových posunovV geotechnickom monitoringu sa technológia TDR používa na sledovanie horizontálnychdeformácii skalných, zemných svahov a zemných konštrukcií (obr. 2), meranie poklesu povrchuterénu. Hlavnou úlohou monitoringu svahov je určenie šmykovej plochy a jej vývoj v čase. TDR juumožňuje veľmi presne lokalizovať a takisto aj sledovať jej vývoj v čase. Šmyková plocha sa nazázname krivky prejaví ako lokálna špička, obr. 3. Kábel je na šmykovej ploche namáhaný, čospôsobuje jeho deformáciu. Na zázname krivky TDR vidno, kde sa nachádza šmyková plocha anásledné merania ukazujú ako sa šmyková plocha vyvíja. Podľa veľkosti a tvaru amplitúdy jemožné určiť, či je kábel deformovaný šmykom, ťahom alebo ich kombináciou. Zo záznamu krivkysa dá ďalej zistiť, či je kábel je namáhaný šmykovými silami, pretože špička amplitúdy má zápornýkoeficient odozvy (smeruje dole).( 3 )( 4 )