目前,采用TBM(盾構(gòu)機(jī))施工的隧道工程占比增多。相比于傳統(tǒng)鉆爆法施工的隧道,TBM機(jī)占據(jù)了狹小隧道中大部分空間,這使得原本適用于鉆爆法的傳統(tǒng)隧道超前探測(cè)方法,由于設(shè)備布設(shè)空間無(wú)法滿足,不再適用于TBM法的超前探測(cè)工作中。而目前針對(duì)TBM法施工隧道的超前探測(cè)方法較少,針對(duì)此問(wèn)題本文對(duì)聚集電流頻率域激發(fā)極化法的正演問(wèn)題做了詳細(xì)的研究。研究?jī)?nèi)容以點(diǎn)電源的邊值問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),利用加權(quán)余值法推導(dǎo)了出其泛函問(wèn)題,并采用有限單元法求解變分問(wèn)題�；陔妶�(chǎng)疊加原理,通過(guò)組合多個(gè)同性源實(shí)現(xiàn)聚集電流效果。利用C++的面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),集成Intel MKL框架和Eigen開(kāi)源線性代數(shù)算法庫(kù),編寫了2.5D有限元正演模擬程序。使用具有解析解的兩層地電模型驗(yàn)證了正演程序的正確性,并設(shè)計(jì)多組地表以及隧道中布置不同電極距的多同性源模型,通過(guò)對(duì)比分析不同極距的電場(chǎng)分布情況闡明了聚焦電流的有效性。對(duì)實(shí)際中隧道施工所遇到的復(fù)雜多變的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行歸納概化,利用概化模型的正演模擬結(jié)果來(lái)驗(yàn)證該方法的有效性以及探索模擬測(cè)量所得的百分比頻率效應(yīng)和歸一化電位兩類參數(shù)的變化規(guī)律。在聚集電流激發(fā)極化法隧道超前探測(cè)的正演模擬過(guò)程中設(shè)計(jì)了多...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1地表點(diǎn)電源場(chǎng)示意圖

流過(guò)封閉曲面Γ的電流總量為I；當(dāng)A點(diǎn)在封閉面Γ之外時(shí)（圖2-1b），流過(guò)封閉曲面Γ的電流總量為零，則電流密度矢量與點(diǎn)電源的電流強(qiáng)度I滿足如下關(guān)系：ΩΙ∈ΓΓ=ΓAAd0j2-1圖2-1地表點(diǎn)電源場(chǎng)示意圖根據(jù)奧高(Остроградский-Gauss)公....

圖2-3三角單元示意圖

圖2-3三角單元示意圖單元內(nèi)的電位u是線性變化的，故有iijjmmu=Nu+Nu+Nu：N(axbyc)nijmnnnn,,21++=Δ=與僅與空間坐標(biāo)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，其中an()Δ=======ijjimijmjijmij....

圖2-4Triangle網(wǎng)格剖分示意圖

圖2-4Triangle網(wǎng)格剖分示意圖對(duì)于大型稀疏矩陣的存儲(chǔ)和計(jì)算等操作，可以直接通過(guò)Eigen開(kāi)源C++庫(kù)進(jìn)行，Eigen是用來(lái)進(jìn)行線性代數(shù)、矩陣、向量操作等運(yùn)算，它里面包含了很多算法，如LU、Cholesky等矩陣直接法和迭代法的求解算法，同時(shí)其對(duì)于大型系數(shù)....

圖3-1雙層水平地電模型及測(cè)點(diǎn)分布示意圖

3聚焦電流正演模擬就本質(zhì)而言，點(diǎn)電源場(chǎng)具有一般性，是研究多種裝置正演模擬的基礎(chǔ)，因?yàn)槎鄠�(gè)電源情況的電場(chǎng)可根據(jù)電場(chǎng)疊加原理而獲得，也就是說(shuō)對(duì)于不同的電極裝置，其電場(chǎng)都也已分解為多個(gè)位于不同位置正負(fù)點(diǎn)電源所產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加來(lái)求得，聚集電流的電場(chǎng)情況亦是如此。3.1正演模擬程序驗(yàn)證....

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