隧道全空間瞬變電磁三維反演數(shù)值實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著國(guó)家對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的大力投入，眾多長(zhǎng)大隧道相繼修建。在這些長(zhǎng)大隧道的修建過程中出現(xiàn)了許多隧道施工安全事故，在這些事故中很多是由于地下水造成的，傳統(tǒng)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法由于受到自身特點(diǎn)的限制，對(duì)水的探測(cè)效果不佳，因此迫切需要找到一種探水方法。經(jīng)過工程實(shí)踐證明，瞬變電磁法可以比較精準(zhǔn)的探測(cè)出地下水。但是隧道全空間中應(yīng)用瞬變電磁法時(shí)是一個(gè)全空間的問題，隧道全空間中瞬變電磁法還缺乏系統(tǒng)的研究，尤其是與工程關(guān)系緊密的三維正、反演問題，論

2、文正是在這種背景下展開研究的。
　　瞬變電磁三維正演、反演問題是時(shí)下研究的熱點(diǎn)問題。隧道全空間中的三維正、反演問題研究還處于探索階段。論文在研究半空間的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道全空間的特點(diǎn)推導(dǎo)了三維時(shí)域下的迭代差分方程，從數(shù)值計(jì)穩(wěn)定性方面考慮介紹了時(shí)域下的數(shù)值色散、數(shù)值穩(wěn)定性問題，并且得到數(shù)值穩(wěn)定條件。論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.邊界條件的處理時(shí)，綜合考慮隧道全空間的特點(diǎn)，引入了CPML邊界條件。該邊界條件能夠極好的

3、模擬電磁問題中的邊界問題，減小了折射反射。
　　2.在研究三維正演問題時(shí)，為了保證模型的合理性，研究了經(jīng)開挖隧道長(zhǎng)度取值問題;不同尺寸低阻體對(duì)電磁響應(yīng)的影響;不同低阻體的電磁響應(yīng)等。這些結(jié)論能夠?yàn)榻⒁粋€(gè)合理的模型提供參考。
　　3.在研究隧道全空間反演問題時(shí)，針對(duì)三維反演計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)，采用了改進(jìn)的特征反演法，有效的減少了計(jì)算時(shí)間，提高了效率。
　　4.提出了比較可行的反演路徑，使得反演在滿足一些限制條件的情