INFLUÊNCIA DO CONTEÚDO DE ÁGUA, GRANULOMETRIA E MINERAIS PESADOS SOBRE AS REFLEXÕES DE GPR EM CORPOS ARENOSOS INCONSOLLDADOS

Abstract

Experimentos em laboratório e campo foram realizados com o objetivo de investigar as causas das reflexões de pulsos de GPR em corpos arenosos não consolidados. As amostras dos corpos foram preparadas variando-se o conteúdo de água, granulometria e minerais pesados. Utilizando antenas de 400 MHz e 900 MHz foram feitas medidas do tempo duplo de propagação nas amostras. Para medidas de laboratório, verificou-se um aumento na constante dielétrica à medida que o conteúdo de água cresceu. Os modelos de Wyllie & Gregory (1953) e de Topp et al. (1980) fornecem boas previsões dos dados experimentais, sendo a previsão do primeiro modelo melhor para o conjunto das duas freqüências. Adicionalmente, verificou-se que as medidas de velocidade para a freqüência de 900 MHz são sistematicamente maiores que aquelas obtidas com 400 MHz, fato não previsto pelos modelos. Em amostras secas preparadas em laboratório, em que foi variado o conteúdo de minerais pesados, os resultados indicam um aumento gradual, mas relativamente pequeno da constante dielétrica à medida que o teor de minerais pesados aumenta. Isso comprova que o efeito da água nos poros domina sobre apresença (exclusiva) de minerais pesados em corpos arenosos. Também em amostras secas preparadas em laboratório, não foi observada nenhuma dependência da constante dielétrica em relação à granulometria. Por outro lado, em experimentos de campo, com controle de ensaios de granulometria em amostras, verificou-se que pode haver um efeito indireto da granulometria no coeficiente de reflexão porque ela influencia no grau de adsorção de água, uma vez que a areia fina tem maior grau de adsorção.

Keywords :causas das reflexões de GPR; corpos arenosos inconsolidados; minerais pesados.

ABSTRACT

Laboralory and field experimenls were carried oul in order lo invesligale lhe causes of GPR refleclions inside non-consolidaled sand samples. In lhe sand samples, the content of water, heavy minerais grain size were varied and the velocity of propagation of GPR pulses were measured using antennas of 400 MHz and 900 MHz. In alaboratory experiment, it was verified the increase of the dielectric constant due to the increase in water content. Wyllie & Gregory (1953) and Topp et al. (1980) models furnish good previsions of experimental data, specially lhe first one when it is considered the enlire data set (two frequencies). However, it was verified that the velocity estimates are systematically greater for the higher frequency (900 MHz), afact which is not predicted by both models. For dry sand samples, it was verified arelatively minor increase of the dielectric constant with the increase in heavy minerais. Also for dry sand samples, no dependence of the dielectric constant was observed with grain size variation. On the other hand, for afieldin situexperiment, where samples of sand were taken to perform grain size characterization, it was verified that the grain size might has an indirect influence on the dielectric constant because it may control water adsorption.

Keywords :causes of GPR reflections; non-consolidate sand bodies; heavy minerais.