title: Ανάπτυξη μεθοδολογίας σεισμικής τομογραφίας προπορευόμενη της διάνοιξης σήραγγας
Creators: name: Τρυπιδακης Γεωργιος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας απεικόνισης του υπεδάφους που προπορεύεται του μετώπου διάνοιξης μιας σήραγγας με μετροπόντικα (TBM). Βασικός πυλώνας της εν λόγω μεθοδολογίας είναι η αντικατάσταση της παθητικής πηγής εδαφικών ταλαντώσεων (TBM) από εικονικές πηγές που είναι τοποθετημένες σε θέσεις παρατήρησης ταλαντώσεων (π.χ. γεώφωνα) μέσα σε γεωτρήσεις, οι οποίες προπορεύονται του έργου. Η τελευταία διαδικασία είναι δυνατό να υλοποιηθεί μέσω της ετεροσυσχέτισης των σεισμικών ιχνών μεταξύ των διαφορετικών θέσεων παρατήρησης. Ιδεατά, η μέγιστη τιμή της ετεροσυσχέτισης μεταξύ 2 σεισμικών ιχνών αντιστοιχεί σε χρονικό διάστημα (lag) ίσο με τον χρόνο άφιξης των σεισμικών κυμάτων που διαδίδονται μεταξύ των θέσεων παρατήρησης. Έτσι, οι χρόνοι αυτοί είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν για την απεικόνιση του υπεδάφους μεταξύ των θέσεων παρατήρησης με τη μέθοδο της σεισμικής τομογραφίας. 
Τα δεδομένα, στα οποία δοκιμάστηκε η προτεινόμενη μεθοδολογία, παράχθηκαν στον υπολογιστή, χρησιμοποιώντας μεθόδους προσομοίωσης των σεισμικών κυμάτων στις 2 διαστάσεις (2D), με την χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων διαφορών σε περιβάλλον Matlab.
Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν, αφενός ο σχεδιασμός κατάλληλης διάταξης γεωφώνων, προπορευόμενων του μετώπου μιας σήραγγας και αφετέρου, η μελέτη και υλοποίηση της αντικατάστασης της παθητικής (TBM) από εικονικές πηγές.
Για την επίτευξη των στόχων της εν λόγω εργασίας, δημιουργήθηκαν διάφορα μοντέλα προσομοίωσης για να δοκιμαστεί κατά ποσό το πλήθος, η διάταξη των γεωφώνων, η απόσταση της παθητικής πηγής, η στρωματογραφία και άλλοι παράγοντες επηρεάζουν τον υπολογισμό του χρόνου άφιξης των σεισμικών κυμάτων. Μελετήθηκαν μοντέλα για να διαπιστωθεί η ακρίβεια και η αποτελεσματικότητα της διάταξης με τα γεώφωνα στην κοντινότερη προς το μέτωπο της σήραγγας γεώτρηση να λειτουργούν ως εικονικές πηγές, ενώ τα γεώφωνα στην επιφάνεια και σε μια δεύτερη γεώτρηση ως δέκτες. Έγινε μελέτη για την διακριτική ικανότητα της μεθόδου σε ομοιογενής σχηματισμούς με διαφορετικά σενάρια στρωματογραφίας αλλά και για τους παράγοντες που την επηρεάζουν. Επίσης, πραγματοποιήθηκε διερεύνηση για τα σφάλματα που παρουσιάζονται μεταξύ των αναλυτικών και των υπολογιζόμενων χρόνων άφιξης των σεισμικών κυμάτων και για τους λόγους που αυτά δημιουργούνται κατά την επιλογή των μέγιστων τιμών της ετεροσυσχέτισης. 
Τέλος, πραγματοποιήθηκαν περάματα σεισμικής τομογραφίας με το λογισμικό Plotrefa για τον προσδιορισμό των τομών σεισμικής ταχύτητας (τομογράμματα) μεταξύ των θέσεων παρατήρησης (δύο γεωτρήσεις), με την χρήση των χρόνων άφιξης των σεισμικών κυμάτων που παράχθηκαν από την προτεινόμενη μεθοδολογία. Στα ίδια δεδομένα των χρόνων άφιξης των σεισμικών κυμάτων αναζητήθηκαν a-priori πληροφορίες (όπως τα πάχη και οι ταχύτητες των στρωμάτων) που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν κατά την αντιστροφή, έτσι ώστε να βελτιωθούν οι τομές που προέκυψαν από την σεισμική τομογραφία.
Συμπερασματικά, η προτεινόμενη μεθοδολογία είναι αρκετά υποσχόμενη ως προς την απεικόνιση του υπεδάφους που προπορεύεται του μετώπου διάνοιξης μιας σήραγγας με μετροπόντικα (TBM). Ωστόσο, θα πρέπει να πραγματοποιηθεί περαιτέρω διερεύνηση σχετικά με την βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων υπολογισμού του των χρόνων άφιξης των σεισμικών κυμάτων που προκύπτουν με την διαδικασία αντικατάστασης της παθητικής πηγής εδαφικών ταλαντώσεων (TBM) από αντίστοιχες εικονικές πηγές.