高密度电法探测堤防隐患技术试验研究

摘要

堤防运行过程中往往会由于周边自然条件或人为原因产生各类诸如孔洞、虫穴、裂缝等隐患，这些隐患随着堤防的运行会导致当汛期来临或遭遇洪水时堤防发生渗漏、管涌、滑坡、崩塌等险情，严重者导致堤防溃决。对于堤防隐患的探测在堤防的运行管理中是不可缺失的重要环节。高密度电法作为直流电阻率法的分支因其高效精准、操作简单、便于分析等特点已在堤防的隐患探测中得到了广泛的应用。但该方法仍存在诸多不足之处，如电极对于不同堤身材质的敏感性;对于较均匀的土体，缺乏压实度等指标与电阻率间的对应关系经验值;由于人工堆砌而带来的堤防不均匀性和随机性;不同土质的电阻率背景值会明显的影响探测数据的解释;都势必会影响隐患探测，造成探测结果的多解性。本文以子牙新河堤防探测为工程背景，在室内构建堤防模型采用高密度电法进行技术试验，主要研究了不同装置形式、参数设置对于探测结果的影响，对于同类土不同压实度下的电阻率变化情况进行了分析，比对了数据反演时不同的参数设置对于反演的结果影响。为实际工程探测提供了技术依据，本文主要研究内容及成果如下： （1）通过室内击实试验、颗粒分析试验及不同压实度下的电法探测，发现粉土质砂的电阻率值在压实度逐渐增大的情况下呈现减小的趋势。 （2）比对了温纳装置和斯隆贝格装置的探测效果，发现对于水平方向上的介质电性情况斯隆贝格装置的反应更加灵敏，温纳装置更适于确定隐患的竖直位置，对于长距离堤防的探测建议采用斯隆贝格装置效率较高。 （3）研究不同隔离系数对于探测结果的影响，发现高密度电法最大探测深度取决于极距的大小和仪器的装置系数，但实际探测深度决定于隔离系数的大小，实际探测中建议采取隔离系数由大至小的方案，先确定隐患位置后减小隔离系数可以放大异常，便于定性分析。 （4）在高密度电法数据反演剔除坏点时，并非所有较高或较低值均为异常点，这取决于背景值的选取，同时连续异常值可能由于电极接触不良、仪器操作误差等原因引起，需综合考虑。 （5）在反演结果中图像的边界处出现局部高阻或低阻的现象并不能直接定为异常区域，反演的边界效应往往是导致这类现象的直接原因，在反演过程中需要尽量消除边界效应带来的影响才可保证结果的准确性。

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朱博然大论文12.9

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第1章 绪论

第2章 高密度电法概述

第3章 室内模型试验

第4章 正反演模拟研究

第5章 工程实例

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果

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