圍繞土石堤壩的滲漏隱患，開發(fā)具有針對性的先進診斷技術，是病險水庫除險加固中亟待解決的關鍵問題。本書詳細介紹了土石堤壩滲漏的波電場成像診斷技術及其應用的最新研究成果，包括土石堤壩三維電場模擬與特征分析、土石堤壩三維波場模擬與特征分析、土石堤壩滲漏的三維電場成像正反演模型研究、土石堤壩滲漏的三維波場成像正反演模型研究、土石堤壩滲漏的三維波電場成像診斷模型試驗研究、土石堤壩滲漏的三維波電場成像診斷技術及實現(xiàn)，以及工程應用。
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趙明階，教授，現(xiàn)任重慶交通大學副校長、兼任重慶市高校水工建筑物健康診斷技術與設備工程研究中心主任。國務院政府特殊津貼專家，全國優(yōu)秀教師，交通部科技英才，重慶市青年科技獎、重慶市青年科技創(chuàng)新獎杰出獎獲得者，重慶市學術帶頭人(水工結構工程)，重慶市首批高校優(yōu)秀骨干教師，受聘為重慶市巴渝學者特聘教授。
目錄
前言
第1章緒論1
1.1國內外研究現(xiàn)狀1
1.1.1堤壩隱患診斷技術1
1.1.2土石復合介質物性特征2
1.1.3三維波動散射層析成像3
1.1.4三維電阻率層析成像4
1.2本書主要研究內容5
參考文獻6
第2章土石堤壩三維電場模擬與特征分析12
2.1土石堤壩三維電場模擬的基本方法12
2.1.1土石堤壩三維電場分析的基本理論12
2.1.2基于有限差分法的三維電場分析方法13
2.1.3土石堤壩三維電場分析的概化模型14
2.2無隱患土石堤壩三維電場模擬與特征分析15
2.2.1無隱患土石堤壩三維電場分析的有限差分模型15
2.2.2堤壩三維電場分布特征15
2.2.3壩頂電勢差分析16
2.3含隱患土石堤壩三維電場模擬與特征分析18
2.3.1含隱患土石堤壩三維電場分析的有限差分模型18
2.3.2含低阻隱患土石堤壩三維電場特征分析19
2.3.3含高阻隱患土石堤壩三維電場特征分析21
2.4不同電源條件下含隱患土石堤壩三維電場模擬與特征分析24
2.4.1不同電源條件下含隱患土石堤壩三維電場分析的有限差分模型24
2.4.2單個電源條件下含隱患土石堤壩三維電場特征分析25
2.4.3異性電源條件下含隱患土石堤壩三維電場特征分析27
2.4.4電源條件對含隱患土石堤壩三維電場特征的影響分析29
2.5含隱患土石堤壩三維電場測試試驗研究30
2.5.1土石堤壩物理模型設計與制作30
2.5.2土石堤壩三維電場測試試驗33
2.6本章小結34
參考文獻34
第3章土石堤壩三維波場模擬與特征分析35
3.1土石堤壩三維波場模擬的基本方法35
3.1.1土石堤壩三維波場分析的基本理論35
3.1.2土石堤壩三維波場分析的參數(shù)要求36
3.1.3土石堤壩三維波場分析的概化模型37
3.2無隱患土石堤壩三維波場模擬與特征分析38
3.2.1土石堤壩三維波場分析的有限元模型38
3.2.2波動傳播特征分析39
3.2.3壩頂表面波動信號特征分析41
3.3含隱患土石堤壩三維波場模擬與特征分析43
3.3.1含隱患土石堤壩三維波場分析的有限元模型43
3.3.2含隱患土石堤壩三維波場特征分析44
3.3.3隱患材料特性對土石堤壩三維波場的影響分析48
3.3.4隱患尺寸對土石堤壩三維波場的影響分析55
3.3.5隱患位置對土石堤壩三維波場的影響分析62
3.4含隱患土石堤壩三維波場測試試驗研究82
3.5本章小結84
參考文獻85
第4章土石堤壩滲漏的三維電場成像正反演模型研究86
4.1土石堤壩滲漏的三維電場成像正演模型86
4.1.1三維點源場的邊值問題87
4.1.2有限元法求解90
4.2土石堤壩滲漏的三維電場成像反演模型95
4.2.1電阻率成像反演方程95
4.2.2最小構造反演96
4.2.3三維反演的共軛梯度算法97
4.3土石堤壩滲漏的三維電場成像實現(xiàn)方法99
4.3.1三維電場模擬分析的實現(xiàn)過程99
4.3.2三維電場模擬分析的加速優(yōu)化100
4.4土石堤壩滲漏的三維電場成像數(shù)值模擬研究103
4.4.1無隱患土石堤壩三維電場成像103
4.4.2含滲漏通道土石堤壩三維電場成像104
4.5本章小結106
參考文獻106
第5章土石堤壩滲漏的三維波場成像正反演模型研究108
5.1土石堤壩滲漏的三維波場成像正演模型108
5.1.1最短路徑射線追蹤算法108
5.1.2Dijkstra最短路徑射線追蹤算法109
5.2土石堤壩滲漏的三維波場成像反演模型110
5.2.1拉東變換110
5.2.2波速成像基本方程111
5.2.3模型參數(shù)化112
5.2.4最小二乘正交分解法114
5.3土石堤壩滲漏的三維波場成像實現(xiàn)方法115
5.3.1軟件系統(tǒng)116
5.3.2建立速度網(wǎng)格和射線網(wǎng)格116
5.3.3設定初始速度116
5.3.4正反演計算118
5.3.5結果后處理119
5.4土石堤壩滲漏的三維波場成像數(shù)值模擬研究120
5.4.1模型設計及成像計算120
5.4.2計算誤差128
5.4.3成像結果評價129
5.5本章小結130
參考文獻131
第6章土石堤壩滲漏的三維波電場成像診斷模型試驗研究132
6.1土石試件的波電參數(shù)測試方法研究132
6.1.1土石試件波速測試方法研究132
6.1.2土石試件電阻率測試方法研究142
6.2土石堤壩滲漏模型的設計與制作146
6.2.1土石堤壩滲漏模型設計146
6.2.2土石堤壩滲漏模型制作146
6.3土石堤壩滲漏模型的波電場測試150
6.3.1測線布置150
6.3.2試驗數(shù)據(jù)采集151
6.4模型試驗結果與分析152
6.4.1電阻率成像試驗結果與分析152
6.4.2波速成像試驗結果與分析160
6.4.3成像結果與實測滲漏范圍的對比分析167
6.5本章小結168
參考文獻169
第7章土石堤壩滲漏的三維波電場成像診斷技術及實現(xiàn)170
7.1土石堤壩滲漏波電場成像診斷的觀測系統(tǒng)170
7.1.1波速成像的觀測系統(tǒng)170
7.1.2電阻率成像的觀測系統(tǒng)173
7.2土石堤壩滲漏波電場成像診斷的解釋方法176
7.2.1基于電阻率成像的土石堤壩滲漏指數(shù)分析176
7.2.2基于波速成像的土石堤壩壓實度指標分析177
7.2.3土石堤壩滲漏成像的評定準則179
7.3土石堤壩三維波電場圖像的處理方法179
7.4土石堤壩滲漏的三維波電場成像診斷技術實施程序182
7.5本章小結185
參考文獻186
第8章工程應用187
8.1硫磺溝水庫大壩滲漏成像診斷187
8.1.1硫磺溝水庫工程概況187
8.1.2硫磺溝水庫現(xiàn)場測試與分析188
8.2松樹橋水庫大壩滲漏成像診斷193
8.2.1松樹橋水庫工程概況193
8.2.2松樹橋水庫現(xiàn)場測試與分析194
8.3本章小結199
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