土石坝渗漏的波速成像诊断试验研究

【摘要】： 渗透破坏是引起土石坝垮坝事故的主要原因之一,为对土石坝的渗漏问题做出有效整治,必须先探明渗漏通道的位置、大小、形状等性质。为此,本文依托国家自然科学基金项目(50779081)“土石坝渗漏的波-电耦合成像诊断技术研究”,在射线层析成像正反演理论基础上,开发波速成像软件系统,通过建立数值模型验证软件系统的可靠性,最后将波速成像技术应用到土石坝渗漏模型试验研究中,以对防渗心墙及下游坝体中的渗漏情况做出诊断。 本文主要工作如下: 1)采用基于弯曲射线追踪理论的最短路径射线追踪方法(SPR)建立土石坝渗漏诊断的正演理论模型,采用基于广义线性反演理论的最小二乘正交分解法(LSQR)建立土石坝渗漏诊断的反演理论模型; 2)运用VB6.0语言与FORTRAN语言联合编程技术,完成对模型离散化、初始速度模型、正演计算、反演计算、误差分析、成像后处理以及数据输入输出等模块的程序实现,调用Surfer8.0程序对反演结果进行成像处理,开发一套界面友好、使用方便的波速成像软件系统; 3)建立三种含有异常速度区域的数值模型,使用所开发软件系统对数值模型进行反演试算,对成像结果做出误差分析及解释,并对正、反演模型的可行性及软件的可靠性做出验证; 4)制作含有两种不同渗漏通道形式的土石坝模型,将波速成像技术应用到土石坝渗漏诊断的试验研究中,对土石坝心墙及下游坝体中的渗漏通道做出成像诊断,并对渗漏通道及渗流作用对弹性波波速的影响情况做出分析和讨论。