Optimering av geofysiska undersökningar: Syntetiska modellers potential

Abstract

The need for sustainability is increasingly pressing, imposing significant demands on
infrastructure and its fossil footprint. The Swedish railway network currently fails to
meet future requirements, while new high-speed rail lines struggle to be established.
Tight economic constraints necessitate significant time and cost savings to ensure
successful project implementation.
To take a step closer to achieving the transportation policy goals, this report investigates
how the planning of a high-speed rail line can be optimized, with a focus
on improving the efficiency of site investigations. This investigation supports the
REICOR project by providing supplementary geophysical measurements of two survey
areas within a potential corridor along the route between Lund and Hässleholm.
The geophysical surveys were planned using synthetic models, enabling digital simulations
of the measurements to pre-select the most informative setup for each site. To
draw conclusions regarding the implementation of synthetic models, a current state
analysis was conducted through a survey with 49 responses from experienced industry
professionals. The survey revealed a strong interest and potential for using geophysics,
although opinions on its reliability remain varied. Nearly half of the respondents
indicated that they have used some form of synthetic model, estimating that 1-10% of
the time and less than 5% of the budget for the site investigation phase is allocated to
geophysics. The extent to which synthetic models can reduce costs and unnecessary
work will vary from project to project. However, the overall perception is that there
is significant potential, especially after an initial model has been created and tested.
The initial time required to install, construct, and familiarize oneself with the software
was considerable, but approximately 80% of this time could be saved when creating
new models.
Additionally, the study examined how a combined resistivity and seismic refraction
survey could save time in the field. This approach showed great potential by utilizing
the data collection time during the resistivity survey to prepare the seismic equipment.

Popular Abstract (Swedish)

Behovet av hållbara lösningar blir alltmer akut i dagens samhälle, vilket ställer höga krav på vår infrastruktur och dess miljöpåverkan. Det svenska järnvägsnätet uppfyller inte de framtida kraven, och hårda ekonomiska ramar kräver tids- och kostnadsbesparingar för nya infrastrukturprojekt. Vår rapport undersöker hur planeringen av ett höghastighetsspår kan effektiviseras, med fokus på optimering av markundersökningar.

Arbetet ingår i REICOR-projektet (Rational and efficient ground investigations for industrialised construction of new railways), vars huvudsyfte är att effektivisera anläggningsmetodiken för höghastighetsjärnvägar. Genom att analysera markens ljudvågshastighet och elektriska motstånd kan vi få en övergripande bild av geologin. Planeringen av dessa geofysiska undersökningar kan göras med hjälp av syntetiska modeller, vilket innebär digital simulering av mätningar i förväg. Arbetet utreder om det går att förbättra planeringen inför fältundersökningarna genom verkliga undersökningar av två områden norr om Lund.


Potentialen för geofysik och syntetisk modellering utreds genom att besvara följande frågeställningar:
1. Undersök markförhållandena, med fokus på geologin, vid två områden utanför Lund med hjälp av geofysiska metoder.
2. Utred nyttan av syntetisk modellering vid marktekniska förundersökningar.
Ytterligare delfrågor som undersöks är:
Hur omfattande är geofysik som metod i branschen och hur stort är behovet?
Hur lång tid tar det för någon med grundläggande kunskap att installera, konstruera och implementera en syntetisk modell inför en geofysisk undersökning?
Går det att spara tid genom att utföra resistivitets- och refraktionsseismiska mätningar samtidigt?
Resultat
De geologiska modellerna för respektive plats stämmer väl överens med mätresultaten, vilket bekräftar våra antaganden. Dock har nya frågetecken uppkommit, vilket banar vägen för framtida undersökningar, men med förstärkt planeringsunderlag. Användningen av syntetiska modeller visar lovande potential att, på relativt kort tid, förbättra precisionen och effektiviteten i planeringen av geofysiska markundersökningar. Genom att skapa en detaljerad initial bild av markförhållandena kan projektörer bättre avgöra sensoravstånd och undersökningsmetod.
En enkät bland branschfolk visar stark önskan om ökad användning av geofysiska metoder. De flesta ser stor potential i geofysik, särskilt i kombination med andra metoder, för att ge ett bra underlag inför geotekniska undersökningar. Vid fältmätningar har en kombinerad seismisk och resistivitetsmätning visat sig vara särskilt effektiv, där 30% av tiden kan sparas genom att utföra mätningarna samtidigt.
Sammanfattningsvis visar arbetet att med rätt planering och användning av moderna geofysiska metoder kan markundersökningar för höghastighetsspår effektiviseras, vilket är ett viktigt steg mot mer hållbar och effektiv infrastruktur.

• author: Löfsved, Oskar and Johansson, Isak
• supervisor: Alfredo Mendoza; Joakim Robygd
• organization: Engineering Geology; Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
• alternative title: Optimization of geophysical surveys: The potential of Synthetic Models
• course: VTGM05 20241
• year: 2024
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• report number: ISRN LUTVDG/(TVTG--5186)/1-152/(2024)
• other publication id: ISRN
• language: Swedish
• additional info: Examiner: Sara Johansson
• id: 9167215
• date added to LUP: 2024-06-27 14:42:09
• date last changed: 2024-06-27 14:42:09