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隧道前方富水不良地质体地电磁效应理论正演研究
| 论文题名： | 隧道前方富水不良地质体地电磁效应理论正演研究 |
| 关键词： | 不良地质;时间域电磁法;隧道施工;有限差分法;空间网格模型 |
| 摘要： | 隧道是交通运输线路的重要组成部分，随着我国高速铁路、高速公路、海底隧道等地下工程的建设，地质灾害一直都是威胁隧道与地下工程施工安全的主要灾害。在这些地质灾害中，地下水是影响隧道与地下工程修建速度和威胁工程施工安全最主要因素之一。时间域电磁法是寻找地下低阻体的重要而且行之有效的方法，应用时间域电磁法可以有效地探测出地下低阻体，结合地质条件，准确的找出含水区域。时间域电磁法应用于地下工程不同与地面探测，因此对瞬变电磁场进行正演模拟，有助于我们了解电磁波的传播规律，挖掘更多有用信息。 本文以麦克斯韦方程组为出发点，对麦克斯韦的两个旋度方程进行分析，运用K.S.Yee的空间网格模型，利用中心差商代替微商，把空间连续变量离散化，得出二维空间的时域有限差分方程，即所要推导的瞬变电磁场正演模拟方程。为了保证算法的精确性，对二维空间的TM电磁波进行数值稳定性分析及数值频散问题的讨论，推导出了数值稳定性条件表达式和理想频散关系；同时为了防止电磁波在模型截断边界引起波的强反射，推导出了吸收边界条件，并把该条件运用到用C++语言编写的程序中，取得到了良好的效果。 最后，运用编制的程序对隧道模型进行计算，讨论了全空间正演的影响范围、低阻体大小、参数等发生变化对二次磁场的影响。有限差分法模拟时间域电磁法的正演模拟结果对工程实践亦具有重要的指导意义，时域有限差分法计算程序对电磁场的广泛通用性，对不同的问题或不同的计算对象只需修改初始条件即可运用，编制的程序对电磁场领域的工作者亦有一定的参考价值。 |
| 作者： | 陈策 |
| 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： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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