استفاده از روش رادار نفوذی زمین (GPR) در ارزیابی معایب داخلی گونه های چوبی پهن برگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشجوی دکتری گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استاد گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

استفاده از روش آزمون غیرمخرب برای آزمون انواع مواد، پیوسته در حال گسترش است. رادار نفوذی زمین یکی از روش های غیر مخرب آزمون مواد بر پایه استفاده از امواج الکترومغناطیسی می باشد که کاربرد آن در زمینه چوب و مواد چوبی سابقه چندانی ندارد. در این مطالعه از روش رادار نفوذی زمین (GPR) برای بررسی معایب داخلی چوب 3 گونه پهن برگ داخلی در 3 رطوبت مختلف استفاده شد. به منظور حذف عوامل تاثیر گذار بیرونی و نامشخص به طور مصنوعی معایبی با اندازه های مختلف داخل نمونه ها ایجاد شد و با دستگاه رادار نفوذی از نوع Mala CX با آنتن های HF و فرکانس مرکزی 2300 مگاهرتز داده برداری و با نرم افزار Reflexw، داده ها مورد پردازش قرار گرفتند. طبق نتایج به دست آمده، ضریب دی الکتریک نسبی در چوبهای با رطوبت بالا نسبت به چوب های خشک بیشتر می باشد. در چوبهای با رطوبت بالا به علت افزایش اختلاف ضریب دی الکتریک دو محیط (چوب مرطوب نسبت به هوای محصور در حفره ها) این روش بهتر عمل می کند و حفره های موجود وضوح بهتری نسبت به چوبهای خشک دارند، اما در هیچکدام از نمونه ها حفره هایی که قطر آنها 4 میلیمتر و کمتر بود قابل شناسایی نبودند. در مجموع می توان بیان داشت که از این روش می توان به عنوان روشی ایمن و سریع برای شناسایی معایب و حفره های داخلی چوب ها بهره گرفت.

کلیدواژه‌ها


[1]   Saadatnia, M., Eshaghi, S.and Rostampour, A., 2015. Nondestructive evaluation of acoustical and mechanical properties of bagasse fiber composites by flexural vibration method (Lohe Sabz & Karoon factories). Iranian journal of wood and paper industries, 6(1):217-226. (In Persian).

[2]   Chlaib, H.K., Abdulnaby, W. and Abdulnaby, N., 2014. Application of the ground penetrating radar to detect weapons caches and unexploded ordnance laboratory experiments. IOSR Journal of Applied Geology and Geophysics. 2(5): 41-50.

[3]   Martin, M., 2010. Detecting various burial scenarios in a controlled setting using ground-penetrating radar and conductivity. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Arts in the Department of Anthropology in the College of Sciences at the University of Central Florida Orlando, Florida, 182p.

[4]   Colla, C., 2009. GPR of a timber structural element. 13th International conference On ground penetrating Radar,  June 21-25, Lecce, Italy.

[5]   Xu, X., Peng, S., Xia, Y. and  Ji, W., 2014. The development of a multi-channel GPR system for roadbed damage detection. Microelectronics Journal, 45(11): 1542-1555.

[6]   Dinh, K., Gucunski, N., Kim, J. and Duong, T.H., 2016. Understanding depth-amplitude effects in assessment of GPR data from concrete bridge decks. NDT & E International, 83: 48-58.

[7]   Rodés, J.P., Pérez-Gracia, V. and Martínez-Reguero, A., 2015. Evaluation of the GPR frequency spectra in asphalt pavement assessment. Construction and Building Materials, 96: 181-188.

[8]   Khakiev, Z., Shapovalov, V., Kruglikov, A. and Yavna, V., 2014. GPR determination of physical parameters of railway structural layers. Journal of Applied Geophysics, 106: 139-145.

[9]   Hoegh, K., Khazanovich, L., Dai, S. and Yu, T., 2015. Evaluating asphalt concrete air void variation via GPR antenna array data. Case Studies in Nondestructive Testing and Evaluation, 3: 27-33.

[10] Martínez-Sala, R., Rodríguez-Abad, I. Diez Barra, R. and Capuz-Lladró, R., 2013. Assessment of the dielectric anisotropy in timber using the nondestructive GPR technique. Construction and Building Materials 38: 903–911.

[11] Reci, H. Maï, T.C., Sbartaï, Z.M., Pajewski, L. and Kiri, E., 2016. Non-destructive evaluation of moisture content in wood by using Ground Penetrating Radar. Geoscience Instrument Method Data System, 5: 575–58.

[12] Riggio, M., Ronald, W.A, Augelli, F., Kasal, B., Lechner, T. and Muller, W., 2013. In situ assessment of structural timber using non-destructive techniques. Materials and Structures, 47(5): 749-766.

[13] Sbartaï, M.Z., 2011. Ground Penetrating Radar. In Situ Assessment of Structural Timber .RILEM State of the Art Reports, 7: 25-37.

[14] Sbartaï, Z.M., Bos, F. and Breysse, D., 2010. NDE of timber structures using GPR. In Structural Faults & Repair. Springer Series in Wood Science. 128p.

[15] Maï, T.C., Razafindratsima, S., Sbartaï, Z.M., Demontoux, F.and Bos, F., 2015. Non-destructive evaluation of moisture content of wood material at GPR frequency. Construction and Building Materials, 77: 213–217.

[16] Redman, J.D., Hans, D. and Diamanti., N., 2016. Effect of wood log shape on moisture content measurement using GPR. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(1): 221-227.

[17] Kloiber, M., Tippner J., Heřmánková, V. and Štainbruch, J., 2012. Comparison of results of measuring by current NDT methods with results obtained through a new device for wood mechanical resistance measuring. 8th international conference on structural analysis of Historical constructions, Oct 15-17, Wroclow Poland.

[18] Pyakurel, S., 2009. 2D and 3D GPR imaging of wood and fiber reinforced polymer composites. Doctor of Philosophy in Civil and Environmental Engineering. West Virginia University.

[19] Muller, W., 2003. Timber girder inspection using ground penetrating radar. Institute of Public Works Engineering Australia (IPWEA) Queensland Division, State Conference, oct 6-10, Noosa Lakes, Queensland, Australia.

[20] Lualdi, M., Zanzi, L., 2002. GPR investigations to reconstruct the geometry of the wooden structures in historical buildings. GPR investigations to reconstruct the geometry of the wooden structures in historical buildings. Ninth International Conference. Apr. 12. China.

[21] Hernandez J. and  Duwadi, S., 2000. A nondestructive impulse radar tomographic imaging system for timber structures. Public Roads, 64(3): 39-43.

[22] Şahin kol, H., 2009. Thermal and dielectric properties of pine wood in the transverse direction. BioResourses, 4(4):1663-1669.

[23] Kabir, M.F., Khalid, K., Daud, W.M. and Aziz, S.,H.,A., 1997. Dielectric properties of rubber wood at microwave frequencies measured with an open-ended coaxial line. Wood Fiber Science, 29: 319-324.