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隧道全空间瞬变电磁三维反演数值实现
| 论文题名： | 隧道全空间瞬变电磁三维反演数值实现 |
| 关键词： | 隧道工程;施工安全;全空间;瞬变电磁法;三维有限差分;三维反演 |
| 摘要： | 近年来，随着国家对交通基础设施的大力投入，众多长大隧道相继修建。在这些长大隧道的修建过程中出现了许多隧道施工安全事故，在这些事故中很多是由于地下水造成的，传统的超前地质预报方法由于受到自身特点的限制，对水的探测效果不佳，因此迫切需要找到一种探水方法。经过工程实践证明，瞬变电磁法可以比较精准的探测出地下水。但是隧道全空间中应用瞬变电磁法时是一个全空间的问题，隧道全空间中瞬变电磁法还缺乏系统的研究，尤其是与工程关系紧密的三维正、反演问题，论文正是在这种背景下展开研究的。 瞬变电磁三维正演、反演问题是时下研究的热点问题。隧道全空间中的三维正、反演问题研究还处于探索阶段。论文在研究半空间的基础上，结合隧道全空间的特点推导了三维时域下的迭代差分方程，从数值计稳定性方面考虑介绍了时域下的数值色散、数值稳定性问题，并且得到数值稳定条件。论文主要完成了以下几个方面的工作: 1.边界条件的处理时，综合考虑隧道全空间的特点，引入了CPML边界条件。该边界条件能够极好的模拟电磁问题中的边界问题，减小了折射反射。 2.在研究三维正演问题时，为了保证模型的合理性，研究了经开挖隧道长度取值问题;不同尺寸低阻体对电磁响应的影响;不同低阻体的电磁响应等。这些结论能够为建立一个合理的模型提供参考。 3.在研究隧道全空间反演问题时，针对三维反演计算量大、耗时长的特点，采用了改进的特征反演法，有效的减少了计算时间，提高了效率。 4.提出了比较可行的反演路径，使得反演在满足一些限制条件的情况下能够顺利进行，同时提出了反演时控制矩阵病态的相关办法。 |
| 作者： | 周志云 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 漆泰岳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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