围绕土石堤坝的渗漏隐患，开发具有针对性的先进诊断技术，是病险水库除险加固中亟待解决的关键问题。本书详细介绍了土石堤坝渗漏的波电场成像诊断技术及其应用的最新研究成果，包括土石堤坝三维电场模拟与特征分析、土石堤坝三维波场模拟与特征分析、土石堤坝渗漏的三维电场成像正反演模型研究、土石堤坝渗漏的三维波场成像正反演模型研究、土石堤坝渗漏的三维波电场成像诊断模型试验研究、土石堤坝渗漏的三维波电场成像诊断技术及实现，以及工程应用。
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前言
第1章绪论1
1.1国内外研究现状1
1.1.1堤坝隐患诊断技术1
1.1.2土石复合介质物性特征2
1.1.3三维波动散射层析成像3
1.1.4三维电阻率层析成像4
1.2本书主要研究内容5
参考文献6
第2章土石堤坝三维电场模拟与特征分析12
2.1土石堤坝三维电场模拟的基本方法12
2.1.1土石堤坝三维电场分析的基本理论12
2.1.2基于有限差分法的三维电场分析方法13
2.1.3土石堤坝三维电场分析的概化模型14
2.2无隐患土石堤坝三维电场模拟与特征分析15
2.2.1无隐患土石堤坝三维电场分析的有限差分模型15
2.2.2堤坝三维电场分布特征15
2.2.3坝顶电势差分析16
2.3含隐患土石堤坝三维电场模拟与特征分析18
2.3.1含隐患土石堤坝三维电场分析的有限差分模型18
2.3.2含低阻隐患土石堤坝三维电场特征分析19
2.3.3含高阻隐患土石堤坝三维电场特征分析21
2.4不同电源条件下含隐患土石堤坝三维电场模拟与特征分析24
2.4.1不同电源条件下含隐患土石堤坝三维电场分析的有限差分模型24
2.4.2单个电源条件下含隐患土石堤坝三维电场特征分析25
2.4.3异性电源条件下含隐患土石堤坝三维电场特征分析27
2.4.4电源条件对含隐患土石堤坝三维电场特征的影响分析29
2.5含隐患土石堤坝三维电场测试试验研究30
2.5.1土石堤坝物理模型设计与制作30
2.5.2土石堤坝三维电场测试试验33
2.6本章小结34
参考文献34
第3章土石堤坝三维波场模拟与特征分析35
3.1土石堤坝三维波场模拟的基本方法35
3.1.1土石堤坝三维波场分析的基本理论35
3.1.2土石堤坝三维波场分析的参数要求36
3.1.3土石堤坝三维波场分析的概化模型37
3.2无隐患土石堤坝三维波场模拟与特征分析38
3.2.1土石堤坝三维波场分析的有限元模型38
3.2.2波动传播特征分析39
3.2.3坝顶表面波动信号特征分析41
3.3含隐患土石堤坝三维波场模拟与特征分析43
3.3.1含隐患土石堤坝三维波场分析的有限元模型43
3.3.2含隐患土石堤坝三维波场特征分析44
3.3.3隐患材料特性对土石堤坝三维波场的影响分析48
3.3.4隐患尺寸对土石堤坝三维波场的影响分析55
3.3.5隐患位置对土石堤坝三维波场的影响分析62
3.4含隐患土石堤坝三维波场测试试验研究82
3.5本章小结84
参考文献85
第4章土石堤坝渗漏的三维电场成像正反演模型研究86
4.1土石堤坝渗漏的三维电场成像正演模型86
4.1.1三维点源场的边值问题87
4.1.2有限元法求解90
4.2土石堤坝渗漏的三维电场成像反演模型95
4.2.1电阻率成像反演方程95
4.2.2最小构造反演96
4.2.3三维反演的共轭梯度算法97
4.3土石堤坝渗漏的三维电场成像实现方法99
4.3.1三维电场模拟分析的实现过程99
4.3.2三维电场模拟分析的加速优化100
4.4土石堤坝渗漏的三维电场成像数值模拟研究103
4.4.1无隐患土石堤坝三维电场成像103
4.4.2含渗漏通道土石堤坝三维电场成像104
4.5本章小结106
参考文献106
第5章土石堤坝渗漏的三维波场成像正反演模型研究108
5.1土石堤坝渗漏的三维波场成像正演模型108
5.1.1最短路径射线追踪算法108
5.1.2Dijkstra最短路径射线追踪算法109
5.2土石堤坝渗漏的三维波场成像反演模型110
5.2.1拉东变换110
5.2.2波速成像基本方程111
5.2.3模型参数化112
5.2.4最小二乘正交分解法114
5.3土石堤坝渗漏的三维波场成像实现方法115
5.3.1软件系统116
5.3.2建立速度网格和射线网格116
5.3.3设定初始速度116
5.3.4正反演计算118
5.3.5结果后处理119
5.4土石堤坝渗漏的三维波场成像数值模拟研究120
5.4.1模型设计及成像计算120
5.4.2计算误差128
5.4.3成像结果评价129
5.5本章小结130
参考文献131
第6章土石堤坝渗漏的三维波电场成像诊断模型试验研究132
6.1土石试件的波电参数测试方法研究132
6.1.1土石试件波速测试方法研究132
6.1.2土石试件电阻率测试方法研究142
6.2土石堤坝渗漏模型的设计与制作146
6.2.1土石堤坝渗漏模型设计146
6.2.2土石堤坝渗漏模型制作146
6.3土石堤坝渗漏模型的波电场测试150
6.3.1测线布置150
6.3.2试验数据采集151
6.4模型试验结果与分析152
6.4.1电阻率成像试验结果与分析152
6.4.2波速成像试验结果与分析160
6.4.3成像结果与实测渗漏范围的对比分析167
6.5本章小结168
参考文献169
第7章土石堤坝渗漏的三维波电场成像诊断技术及实现170
7.1土石堤坝渗漏波电场成像诊断的观测系统170
7.1.1波速成像的观测系统170
7.1.2电阻率成像的观测系统173
7.2土石堤坝渗漏波电场成像诊断的解释方法176
7.2.1基于电阻率成像的土石堤坝渗漏指数分析176
7.2.2基于波速成像的土石堤坝压实度指标分析177
7.2.3土石堤坝渗漏成像的评定准则179
7.3土石堤坝三维波电场图像的处理方法179
7.4土石堤坝渗漏的三维波电场成像诊断技术实施程序182
7.5本章小结185
参考文献186
第8章工程应用187
8.1硫磺沟水库大坝渗漏成像诊断187
8.1.1硫磺沟水库工程概况187
8.1.2硫磺沟水库现场测试与分析188
8.2松树桥水库大坝渗漏成像诊断193
8.2.1松树桥水库工程概况193
8.2.2松树桥水库现场测试与分析194
8.3本章小结199
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