深埋隧道綜合地質預報理論研究及應用

定　價：￥77.00

作　者：	陳建軍，趙云威，杜勇立，何現(xiàn)啟，彭凌星等
出版社：	中南大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

ISBN：	9787548754442	出版時間：	2023-07-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	251	字數(shù)：

內容簡介

　　隧道超前地質預報是通過掌子面地質調查法、地球物理和鉆探等手段，探測巖土體開挖工作面前方的地質情況，以便在施工前掌握開挖工作面前方的巖土體結構、性質、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情況等地質信息。隧道超前地質預報涉及地質構造、圍巖完整性、富水程度等工程地質和水文地質的多方面內容，巖體的構造發(fā)育程度、完整性、破碎程度和穩(wěn)定性等主要表現(xiàn)為力學性質的差異，電阻率的差異則對圍巖的富水程度反應敏感，任何單一的地球物理方法都不可能同時反映力學和電磁學兩種物性參數(shù)的變化。本書首先利用時域有限差分方法對回線源激發(fā)的瞬變場進行三維數(shù)值模擬，闡述了理論及程序實現(xiàn)的關鍵點，驗證了數(shù)值模擬的準確性，并對典型地電模型的響應特征進行了分析。然后對鉆孔地質雷達的單孔反射和跨孔探測進行了數(shù)值模擬；通過互相關函數(shù)對初至波旅行時的提取進行優(yōu)化：根據(jù)相關理論對鉆孔雷達的天線對其跨孔數(shù)據(jù)初至波旅行時的影響進行了計算和分析，并根據(jù)計算結果給出了初至波旅行時的修正公式，結合初至波旅行時提取方法的改進和修正對模擬數(shù)據(jù)和實際采集的數(shù)據(jù)進行了層析成像。之后研究了EDA介質中的地震波參數(shù)反演，以多層傾斜EDA模型為例進行參數(shù)反演，利用小二乘法對模擬記錄進行相似性分析，得到動校正速度，然后根據(jù)動校正速度與各向異性參數(shù)及對稱軸方位角的關系，進行參數(shù)反演，另外由地震波走時及射線追蹤法，利用多項式擬合法反演地下界面的幾何參數(shù)，并對反演結果進行了誤差分析。，以云陽山隧道、沅古坪特長隧道等為例，分析了瞬變電磁法、鉆孔雷達以及地震波法在超前地質預報中的應用效果，指出在具體的工作中，應根據(jù)不同的工況和需求選擇合適的技術組合來進行勘查。

作者簡介

暫缺《深埋隧道綜合地質預報理論研究及應用》作者簡介

圖書目錄

第1章緒論
1.1 研究意義
1.2 瞬變電磁法發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 鉆孔地質雷達發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 各向異性介質中地震波法研究現(xiàn)狀
1.5 本書的主要內容
第2章矩形回線源激發(fā)的時間域電磁場
2.1 垂直磁偶源激發(fā)的頻率域電磁場
2.1.1 互補解
2.1.2 特解
2.1.3 通解
2.1.4 垂直磁偶源激發(fā)的頻率域電磁場
2.2 矩形回線源激發(fā)的頻率域電磁場
2.2.1 空氣中的電磁場
2.2.2 均勻半空間中的電磁場
2.3 矩形回線源激發(fā)的時間域電磁場
2.3.1 G-S算法
2.3.2 下階躍電流激發(fā)的階躍響應
2.4 本章小結
第3章三維有限差分方法
3.1 控制方程
3.2 模型的離散化
3.3 時間剖分
3.4 初始值和時間步長的選取
3.4.1 初始時刻的確定
3.4.2 時間步長的確定
3.5 邊界條件
3.5.1 地下邊界條件
3.5.2 空氣-地表邊界條件
3.6 三維有限差分方程
3.7 本章小結
第4章瞬變電磁法三維數(shù)值模擬
4.1 算法驗證
4.1.1 均勻半空間地電模型
4.1.2 H型地電模型
4.1.3 K型地電模型
4.2 均勻網(wǎng)格剖分的空間步長對算法精度的影響
4.2.1 均勻半空間地電模型
4.2.2 H型地電模型
4.2.3 K型地電模型
4.3 非均勻網(wǎng)格空間步長對算法精度的影響
4.3.1 均勻半空間地電模型
4.3.2 H型地電模型
4.3.3 K型地電模型
4.4 時間步長對算法精度的影響
4.4.1 均勻半空間地電模型
4.4.2 H型地電模型
4.4.3 K型地電模型
4.5 模型算例
4.5.1 不同厚度相同埋深的水平低阻板狀體
4.5.2 相同厚度不同埋深的低阻板狀體
4.5.3 磁場垂直分量脈沖響應等值線剖面圖
4.6 本章小結
第5章鉆孔地質雷達正演模擬
5.1 鉆孔地質雷達電磁場特性
5.1.1 電磁波的基本特性
5.1.2 鉆孔地質雷達場源
5.2 電磁波傳播方程
5.2.1 Maxwell方程組
5.2.2 本構方程
5.2.3 GPR方程導出
5.3 FDTD差分方程
5.4 數(shù)值穩(wěn)定條件
5.4.1 空間穩(wěn)定性條件
5.4.2 時間穩(wěn)定性條件
5.5 吸收邊界條件
5.5.1 匹配層(PML)邊界條件
5.5.2 單軸匹配層(UPML)邊界條件
5.5.3 卷積匹配層(CPML)邊界條件
5.6 吸收邊界效果驗證對比
5.6.1 均勻介質中吸收邊界效果對比
5.6.2 非均勻介質中吸收邊界效果
5.7 本章小結
第6章鉆孔地質雷達有限差分正演模擬
6.1 單孔反射數(shù)值模擬
6.1.1 均勻介質正演模擬
6.1.2 非均勻介質正演模擬
6.1.3 模擬數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)對比分析
6.2 跨孔探測數(shù)值模擬
6.2.1 均勻介質正演模擬
6.2.2 非均勻介質正演模擬
6.2.3 模擬數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)對比分析
6.3 本章小結
第7章地質雷達層析成像算法改進
7.1 層析成像
7.1.1 直射線層析成像
7.1.2 層析成像基本方程
7.1.3 小二乘正交分解法
7.2 基于互相關法的初至波旅行時提取
7.2.1 初至波旅行時提取分析
7.2.2 互相關函數(shù)法
7.2.3 改進的初至波旅行時提取實例
7.3 鉆孔地質雷達天線數(shù)值模擬
7.3.1 天線收發(fā)信號方程
7.3.2 天線收發(fā)信號數(shù)值模擬計算
7.3.3 天線數(shù)值模擬實例
7.4 初至波旅行時影響因素分析
7.4.1 鉆孔地質雷達天線中電磁波速度分析
7.4.2 均勻介質中旅行時的影響分析
7.4.3 非均勻介質中旅行時影響分析
7.5 初至波旅行時修正
7.5.1 射線傳播路徑修正
7.5.2 電磁波傳播速度數(shù)值模擬計算
7.5.3 旅行時修正方程
7.6 本章小結
第8章 EDA介質中地震波參數(shù)反演
8.1 各向異性介質基本理論
8.1.1 各向異性介質的分類體系及其彈性矩陣
8.1.2 常見的地球各向異性介質
8.1.3 Bord變換
8.2 HTI介質中水平介質的非雙曲線時差分析
8.2.1 HTI介質中對稱面內反射波的時距方程
8.2.2 HTI介質中水平介質的動校正速度與方位角的關系
8.2.3 數(shù)值模擬計算
8.3 均勻HTI介質中傾斜界面的非雙曲線時差分析
8.3.1 HTI介質中傾斜界面的動校正速度
8.3.2 HTI介質中三維動校正速度與射線參數(shù)的關系
8.3.3 層狀介質中傾斜界面的Dix公式
8.3.4 傾斜HTI介質中P波參數(shù)反演
8.3.5 傾斜地層速度分析模型計算
8.4 EDA介質中非雙曲線相似分析
8.4.1 EDA介質中水平界面的非雙曲線時距方程
8.4.2 EDA介質中傾斜界面的動校正速度及時距方程
8.4.3 EDA介質中三維動校正速度與射線參數(shù)的關系
8.4.4 層狀EDA介質中傾斜界面的似Dix公式
8.4.5 EDA介質速度分析數(shù)值計算
8.5 EDA介質參數(shù)反演
8.5.1 反演方法及流程
8.5.2 正演模型
8.5.3 反演成果
8.5.4 裂隙密度及地下水