倾斜坡面土工膜缺陷电学法探测的有限元模拟

发布时间：2024-03-04 23:34

　　基于土工膜缺陷探测的双电极法,建立倾斜坡面含缺陷土工膜的三维有限元计算模型,获得土工膜表面缺陷附近的电位分布,分析不同探测线方向上的电位分布规律,探究探测线方向和位置对土工膜缺陷探测灵敏度的影响。结果表明:主电极的埋设位置应远离缺陷,以避免主电极对缺陷的屏蔽作用;当探测线垂直于缺陷和主电极连线时,探测线与缺陷中心距离不宜超过0.2 m;当探测线平行于缺陷和主电极连线时,探测线与缺陷中心距离不宜超过0.1 m。

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【部分图文】：

图1计算模型简图(单位:m)

图1为倾斜坡面含缺陷土工膜的三维有限元计算模型。土工膜按坡比1∶1.73倾斜铺设,厚度为2mm,在中心位置设置一直径10mm的缺陷孔。膜下饱和土层的最大厚度为5.3m,最小厚度为0.8m。膜上覆盖有水层,最大水深为5.1m,最小水深为0.6m。饱和土层和水的电阻率分别....

图2不同电极位置组合时膜上电位分布(单位:V)

2.2膜上电位分布特征图2给出了不同主电极和反馈电极组合方式下(方案a、b和c)土工膜表面的电位分布等值线。由图2可知,膜上电位从主电极向缺陷处逐渐降低,并在主电极和缺陷附近表现出较大的电位梯度,而在远离主电极和缺陷的膜上电位基本为一定值。对比图2(a)和2(b)可知,膜上电位....

图3探测线垂直于缺陷和主电极连线下电极电位差变化

探测线最佳布置理论上应垂直或平行于缺陷和主电极的连线,如图2所示。以方案a为例,对不同探测线方向上的电位分布进行分析。图2(a)中红色探测线(x=4.5m)为一条通过缺陷中心的垂直于缺陷和主电极连线的探测线,其中相邻探测点间的间距S=0.5m。当探测电极逐渐靠近缺陷时,探....

图4探测线平行于缺陷和主电极连线下电极电位差变化

图2(a)中蓝色探测线(y=2.5m)为一条通过缺陷中心的平行于缺陷和主电极连线的探测线,其中相邻探测点间的间距S=0.5m。绘制电位差分布曲线,电位差分布在缺陷两侧会出现一个波峰和一个波谷,同时在主电极两侧也出现波峰和波谷,如图4所示。因此实际工程探测过程中,为了避免电极附....

本文编号：3919340