A theoretical analysis has shown that a portable double dipole multifrequency electromagnetic system can be a viable tool for mapping the permafrost terrains of the northern areas for engineering purposes. In this analysis, the theoretical response of a two-layer permafrost terrain (with the frozen layer at the top underlain by the unfrozen sediments) has been obtained for three coil arrangement systems. Available data on the frequency variations of the electrical properties of the permafrost and the unfrozen layers have been considered in the simulations to make the models realistic.The performance of the horizontal coplanar system is seen to be the best for mapping purposes, closely followed by that of the inclined-parallel system which is a null-coupled configuration. The study also considers the effects of the presence of a transition layer between the permafrost and unfrozen layers. The results indicate that the effects are greater when the parameters in the transition layer vary in an exponential fashion rather than in a linear fashion. The quadrature parts of the mutual coupling ratios are, in all cases, less affected by the transition layer than the in-phase parts. However, the resolution is better for the in-phase part when the permafrost thickness and frequency values are large.

Une analyse théorique a démontré qu'un système électromagnétique portatif à double dipôle et à fréquences multiples pourrait être un instrument utile dans la cartographie du pergélisol pour les travaux de génie dans les régions nordiques. Dans cette analyse, on a obtenu la réponse théorique d'une séquence de pergélisol à deux couches (la couche gelée au sommet repose sur des sédiments non gelés) pour trois configurations de bobines. On a tenu compte, lors de la simulation, des données disponibles sur les variations de fréquence des propriétés électriques du pergélisol et des couches non gelées pour rendre les modèles plus réalistes.La performance du système coplanaire horizontal semble la meilleure pour la cartographie, suivie de près par le système parallèle incliné qui est une configuration à zéros couplés. L'étude considère aussi les effets de la présence d'une couche de transition entre le pergélisol et les couches non gelées. Les résultats indiquent que les effets sont plus marqués quand les paramètres de la couche de transition varient de façon exponentielle plutôt que de façon linéaire. Les parties en quadrature des rapports de liaison mutuels sont, dans tous les cas, moins affectés par la couche de transition que dans les parties en phase. Toutefois, la résolution est meilleure pour la partie en phase quand l'épaisseur de pergélisol et les valeurs de fréquence sont grandes. [Traduit par le journal]