含隱患土石堤壩三維電場(chǎng)特征分析及成像識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、土石堤壩在長(zhǎng)期運(yùn)行管理中，常常會(huì)出現(xiàn)各種隱患，不僅影響其正常使用，而且極易造成潰壩等安全事故。因此，如何快速、經(jīng)濟(jì)、有效地探測(cè)到這些隱患，對(duì)病險(xiǎn)土石堤壩的治理就顯得尤為重要。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金(51279219)，采用理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等研究方法，研究含隱患土石堤壩三維電場(chǎng)特征和電阻率成像識(shí)別方法，為病險(xiǎn)土石堤壩的治理提供了科學(xué)的依據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)通過建立三維有限差分模型，分

2、析了不同隱患土石堤壩的電場(chǎng)分布特征，以及電源條件改變對(duì)土石堤壩電場(chǎng)分布特征的影響規(guī)律，結(jié)果表明當(dāng)土石堤壩含高、低阻隱患時(shí)，高、低阻隱患四周電場(chǎng)會(huì)發(fā)生明顯變化，在高、低阻隱患所在區(qū)域會(huì)形成電場(chǎng)異常區(qū)，異常區(qū)范圍受到電源條件的影響。并進(jìn)一步分析了壩頂電場(chǎng)變化特征，與不同隱患和電源條件改變的相關(guān)性，結(jié)果表明壩項(xiàng)電勢(shì)差分布特征與隱患所在位置具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　(2)在電場(chǎng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，建立土石堤壩三維電阻率成像反演模型，分析了不

3、同隱患土石堤壩三維電阻率反演成像特征，結(jié)果表明當(dāng)土石堤壩含高、低阻隱患時(shí)，三維電阻率反演圖像中會(huì)出現(xiàn)高、低阻電阻率異常區(qū)，且與高、低阻隱患所在位置有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，驗(yàn)證了電場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，同時(shí)為土石堤壩阻隱患在三維電阻率圖像中的識(shí)別提供了方法。通過圖像處理，可以直接觀察高、低阻隱患空間分布規(guī)律。
　　(3)通過建立含隱患土石堤壩物理模型，分析了物理模型電勢(shì)差分布特征，結(jié)果與電場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果大致相同。對(duì)土石堤壩物理模型進(jìn)行三