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滇中引水隧洞工程典型致灾地质体雷达波场与时-频特性分析与应用
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作者 周黎明 张杨 +1 位作者 付代光 夏波 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期3668-3680,共13页
滇中引水隧洞工程致灾地质体复杂多样,极大增加超前探测结果解译难度。为此,基于致灾地质体分布特征和电性参数特征,分别建立充填不同介质的溶洞、含水体及软岩3种典型致灾地质体理论模型,采用时域有限差分正演和基于S变换改进的广义S变... 滇中引水隧洞工程致灾地质体复杂多样,极大增加超前探测结果解译难度。为此,基于致灾地质体分布特征和电性参数特征,分别建立充填不同介质的溶洞、含水体及软岩3种典型致灾地质体理论模型,采用时域有限差分正演和基于S变换改进的广义S变换,开展雷达波场数值模拟和时-频特性研究。雷达波场特征为:溶洞顶界面出现弧形反射,且充水溶洞振幅能量强于充气溶洞振幅能量;在含水体发育区域,出现多条水平状强振幅反射同相轴;在软岩发育区域,软岩顶、底界面呈水平强振幅反射;含水溶洞、含水体及软岩的顶界面反射波均会出现相位反转现象。雷达信号时-频特性为:当信号经过溶洞和含水体发育区域时,其中心频率集中在某一低频范围内;当信号经过软岩发育区域时,其中心频率分布较为分散,在高频和低频区间均有分布。依据滇中引水工程4个成功探测实例,通过分析雷达实测信号的波场、时-频分布、单道信号和功率谱衰减特征,与其相应数值模拟结果特征基本一致,证实数值模拟结果的可靠性。研究结果为隧洞典型致灾地质体探测、特征识别与防治处理提供了科学依据,具有重要理论意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 隧道工程 隧洞超前探测 GPR 典型致灾地质体 数值模拟 时-频分析 功率谱衰减
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