GGU-Verfahrensbeschreibung
Das Georadar   Seite 1 von 4

Aufgabe
Hochauflösendes Verfahren zur Bestimmung von Strukturen oder zur Objektdetektion im Untergrund und im Bauwerk aufgrund der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Seltener: Ermittlung von Materialeigenschaften.

Untergrund

  • Altlasten (z.B. Ablagerungen, Industriebrachen)
    Ziele: Objekte (Tanks, Fässer)
  • Baugrund (z.B. Baugruben, Leitungstrassen)
    Ziele:  alte Bauwerksreste, Objekte, Hohlräume, Leitungen)
  • Geologie
    Ziele: Hohlräume, Boden- und Sedimentschichten, Wassertiefen und Ablagerungen im flachen Süßwasser

Bauwerke

  • Beton- und Stahlbetonbau (z.B. Brücken, Tunnel, Staubauwerke, Industriebauwerke)
    Ziele: schlaffe und Spannbewehrung, Bauteilaufbau (Dicken), Fehlstellen (z.B. Hohlstellen, Kiesnester, Feuchte)
  • Mauerwerk (z.B. in historischen Gebäuden)
    Ziele: struktureller Aufbau (Schalen, Dicken), Einbauteile (Klammern, Dübel, Anker, Hölzer), Schadstellen (Risse, Ablösung), Feuchte- und Salzverteilung, Sanierungskontrolle
  • Verkehrswege (z.B. Straßen, Gleise)
    Ziele: Schichtdicken  (Asphalt, Tragschichten), Schadstellen (Schichtablösungen, Schotterverschmutzungen und -säcke), 
  • Erdbauwerke (z.B. Dämme)
    Ziele: Struktureller Aufbau, gestörter Aufbau

Sonstiges

  • Archäologie
    Ziele: Bauwerksreste, Objektdetektion, verborgene bauliche Situtationen
  • Kriminalistik
    Ziele: Objektdetektion (verborgene Kammern, verstecktes Gut), Leichensuche


Häufige Anwendungen (siehe Abb. 4 und 5)

Verfahrensgrundlagen

Wellenausbreitung: Das Georadar beruht auf der aktiven Aussendung elektromagnetischer Wellen in ein Medium, meist in Form von Impulsen mit Dominanzfrequenzen im Bereich von ca. 20 MHz bis 2 GHz. Die Wellenausbreitung hängt von den elektrischen Materialeigenschaften ab. Wesentlich hierfür sind die Dielektrizität e und die Leitfähigkeit s (Die Permeabilität m spielt in mineralischen Stoffen keine wesentliche Rolle.). Auf seinem Weg wird das Radarsignal an Diskontinuitäten gestreut, reflektiert und gebeugt sowie durch Absorption in hohem Maße geschwächt.

Reflexionsanordnung (siehe Abb. 1): Diese Anordnung wird bei der gängigen Georadarmessung verwendet. Reflexionen finden an Kontrasten v.a. der Dielektrizität e aber auch der elektr. Leitfähigkeit s statt. Die Wellengeschwindigkeit v ist v.a. von der Dielektrizität e abhängig. Es gilt die Näherung v = c/e 1/2  (c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum). Der Reflektorabstand d (z.B. Objektoberkante) berechnet sich aus der Wellengeschwindigkeit v und der Laufzeit t des Signals zu d = 1/2t *v.

Entscheidend für die Radarreichweite ist die Höhe der Leitfähigkeit, welche die Absorption bewirkt. Daneben spielt auch die Signalstreuung durch Inhomogenitäten eine große Rolle. Niederfrequente Signale haben eine größere Reichweite als hochfrequente Signale.

Transmissionsanordnung (siehe Abb. 2): Diese Anordnung wird eher bei Spezialmessungen verwendet. Ziele sind i.a. die Wellengeschwindigkeit bzw. die Dielektrizität und/oder die Signalabsorption zur Charakterisierung von Materialparametern (z.B. Feuchte, Salze) oder Strukturanalysen (z.B. Radartomographie).

 

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