Γεωφυσικές μετρήσεις τοίχων και θεμελιώσεων μνημείων

Περίληψη

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή πραγματεύεται την εφαρμογή μη καταστρε­πτι­κών γεωφυσικών μεθόδων στα τείχη του φρουρίου του Επταπυργίου, καθώς και στο έδαφος  θεμελίωσης περιφερειακά αυτού.  Στόχος  της διατριβής είναι η έρευνα της βέλτιστης μεθοδολογικής προσέγγισης στη γεωφυσική διασκόπηση των τειχών και των θεμελιώσεων με τη συνδυαστική ερμηνεία των αποτελεσμάτων διαφορετικών γεωφυσικών τεχνικών με τελικό ζητούμενο την εξαγωγή συμπερασμάτων για την εσω­τερική δομή τείχους και εδάφους. Για την επίτευξη του στόχου συνδυάστηκαν και εφαρμόστηκαν σε διάφορα τμήματα των τειχών οι μέθοδοι του γεωραντάρ και της ηλεκτρικής τομογραφίας με την ταυτόχρονη μοντε­λοποίηση δεδομένων γεωραντάρ, ενώ επί του εδάφους εφαρμόστηκαν οι μέθοδοι της ηλεκτρικής τομογραφίας και της πολυκάναλης ανάλυσης επιφανειακών κυμάτων.  Για την βέλτιστη ερμηνεία και επεξεργασία των δεδομένων αναπτύχθηκαν τρία προγράμματα Η/Υ (λογισμικά) σε γλώσσα Matlab  τα οποία βοήθησαν στην απεικόνιση τρισδιάστατων δεδομένων γεωραντάρ, στην παραγωγή πολυ­πλοκότερων συνθετικών μοντέλων, καθώς και στην δυνατότητα επεξεργασίας των αποτελεσμάτων τους. Από την έρευνα στα τείχη χαρτογραφήθηκαν περιοχές με σημαντικά προβλήματα υγρασίας, χαρτογραφήθηκαν και προσδιορίστηκαν διαφορετικές κατασκευαστικές φάσεις, ενώ εντοπίστηκαν και πιθανά δομικά εσωτερικά προβλήματα. Όσον αφορά την έρευνα στο έδαφος αυτή αποκάλυψε το βάθος του υποβάθρου, καθώς και πιθανά ρήγματα. Η επιλογή αλλά και ο τρόπος εφαρμογής των συγκεκριμένων μεθόδων αποδείχθηκε ιδιαίτερα ικανοποιητικός, καθώς φαίνεται πως η μία μέθοδος αλληλοσυμπληρώνει την άλλη με αποτέλεσμα  να επιτυγχάνεται βελτιωμένη ερμηνεία. Ακόμα πολύ σημαντική για την εξαγωγή συμπερασμάτων αποδείχθηκε και η μοντελοποίηση δεδομένων γεωραντάρ ως επιβεβαιωτικό εργαλείο στην ερμηνεία των γεωφυσικών εικόνων.


This thesis deals with the application of non-destructive geophysical techniques to the walls and to the foundations of the Heptapyrgion fortress, in combination with the modeling of geophysical data. The aim was to investigate and propose optimum methodological approaches regarding the wall and foundation geophysical investigation by means of combined geophysical prospection and finally to draw conclusions about the internal structure of the investigated wall and of the ground of the Heptapyrgion fortress. In order to achieve the above, the methods of ground penetrating radar (GPR) and electrical resistivity tomography (ERT) were used at specific locations of the Heptapyrgion walls along with the simultaneous modeling of GPR data, while on the ground the methods of electrical resistivity tomography (ERT) and multi-channel analysis of surface waves (MASW) were used. Furthermore, three Matlab based computer programs have been developed to help visualize three-dimensional GPR data, to boost the production of more complex theoretical synthetic models and to grant the ability of processing to their results. From the wall survey, it was possible to map areas with significant moisture problems, to map and identify different construction phases as well as to locate possible internal structural problems. Regarding the ground survey, that revealed the true depth of the geological background, as well as possible geological faults. In conclusion, the choice and the way of applying these methods proved to be successful as methods were complementary to each other and the result helps to obtain improved interpretations. Furthermore, the GPR model simulations proved to be an important tool regarding the interpretation.