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瞬变电磁法在堤坝隐患检测中的应用研究i技术研发】j骚valleiisilicon,瞬变电磁法在堤坝隐患检测中的应用研究茹浩钟菊芳(南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063)摘要:瞬变电磁技术是针对堤坝隐患实施实时无损探伤的一种有效手段,可以有效地分析出堤坝中电导率发生异常的部位.现有大多数瞬变电磁(tem)仪器检测到的是感应电动势信号,由于根据感应电动势信号通常只能初步判断有无隐患以及隐患发生的大概范围,难于进行隐患的快速定位.为对隐患进行精准定位,尚需对信号进行时深转换,但现有转换方法难于满足实际工程对定量精度的要求.针对目前在信号分析上存在的难定量的问题,对其采集信号的快速反演技术进行研究,提出通过计算信号的全区视电阻率并对其进行基定系数修正,来得到堤坝的视深度以及其对应的视电阻率,最终得到堤坝的地电断面图的方法,为堤坝除险加固提供理论基础和科学依据.关键词:瞬变电磁;视电阻率:基定系数;视深度中图分类号:tv64文献标识码:文章编号:16717597(2012)0220095-02如何快速有效地探测隐患及渗漏,有针对性地对堤坝工程进行除险加固处理,直是防洪工程管理的重要课题.堤坝隐患主要是指当堤坝出现漫顶,管涌,散浸,滑坡,崩岸,裂缝,坍塌而产生的结构损伤1.堤坝隐患探测的基本方法是探测堤坝物性参数及特征发生的异常.检测技术主要有:电法探测技术,电磁法探测技术,弹性波探测技术及放射性探测技术等.电磁法探测技术中的瞬变电磁法具有分辨率高,探测速度快,操作简便,没有插入地下电极等优点,适用于堤坝隐患探测.针对目前在信号分析上存在的定性难定量的问题,本文在对全区视电阻率研究的基础上,拟通过引入基定系数来修正全区视电阻率研究结果,以达到对反演结果定量的目的,为解决目前瞬变电磁信号快速反演定量难的问题提供一种适用方法.1检溯装置布局瞬变电磁重叠回线装置具有耦合好,不存在发射盲区,采集信号幅值大的特点.实验采用了wteml瞬变电磁重叠回线装置对一长3m高l的堤坝模型进行检测.实验过程中,为了探寻本实验装置对缺陷大小的分辨能力,从左到右分别用0.5l,1.5l|2l,2.5l塑料瓶装水来模拟堤坝隐患,事先假设在堤坝四个不同的地方存在缺陷坝顶中心线布置了一条测线,从左到右每两个缺陷之间布置四个测点,末尾缺陷端布置两个测点,共13个测点.图1堤坝模型机缺陷位置示意图2全区视电阻率的计算垂直磁偶极子接收的感应电动势表达式为7:,=?2+夸c(1)式中:=厶sn为发射磁偶极子磁矩(单位为am);,0为发射电流值;s:2万为方形发射线框等效面积(单位为m);n为发射线框匝数;x为瞬变场参数响应.a=_二为等效圆形线框半径(单位为m);s为接收线框面积(单位为耳iil2)(由于实验采用的是重叠回线装置,故s=s),n为接收线框匝数:er厂():为误差函数.=为瞬变场参数;为地下均匀介质的磁导率,这里假定=4rgxlo单位为(h/m);t为延迟观测时间(单位为s);口为地下均匀介质的电阻率.令f(x1为中心回线方式瞬变电磁测深法的归一化感应电动势:,=一2加+争虚拟全区视电阻率的求解过程:1)令望:o,求出相应的,m.2)引入一校正5系数aa:_l(3)厂()一式中:fm为归一化后的观测数据f(x)最大值,f(x)mf算的最大值,则将归一化感应电动势换算为:fp(x):掣(4)式中:为等效圆形线框半径.3)最后得出视电阻率为:=专2争:3视深度计算根据m.n,nabighian10的推导,计算视深度的基本步骤:1)求似电阻率:4c式中:是,的算术平均值.2)求视深度:某时刻对应的视深度为日.:o.44i塑(式中:0.44l为经验系数,为不同时刻的对应的d值,d可va骚【技术研发】按下式得到:删4实验结果及其分析通过上述算法对采集到的感应电动势信号进行时深转换处理,结果见图2.图2视电阻率成像图由图中可知,通过此种算法得出的时深转换图像中,在桩号3,6,9,12处有明显的电导率异常出现,异常所处的桩点(测点)位置与实际缺陷位置基本吻合,然而深度值却不精确,只有使异常反演深度在实际缺陷深度附近,我们研究的瞬变电磁快速反演算法才有直观性和实用价值.(上接第l37页)品的初步分类与储存,可以避免将无再制造价值的产品输送到再制造企业,减少不必要的运输,从而降低运输成本.包装,运输与仓储,回收的废旧产品一般具有脏,污染环境的特点,为了装卸搬运的方便,并防止产品污染环境,要对回收产品进行必要的捆扎,打包和包装.对回收产品的运输,要根据物品的形状,单件重量,容积,危险性,变质性等选择合理的运输手段.对于原始设备制造商的再制造体系,由于再制造生产的时效性不是很强,因此可以利用新产品销售的回程车队运送回收产品,以节约运输成本.5)再制造的仓储管理废物外部男啕汞l生产图2再制造仓储模型仓储是逆向物流的重要组成部分,其目的是为了保持生产的连续进行和满足客户的需求.再制造企业在建立仓储时,考虑到物流各环节的费用,要尽量合理选择有利地址,减少再制造毛坯至仓库和产品从仓库至客户的运输费用,这样可以有效节约费用和节省时间.仓储管理是十分复杂的,既要考虑外购原材料,半成品以及在制零部件的临时仓储,又要考虑回收品,拆解过程中产品以及蒋制造产生的成品仓储(如图2所示)同时,还要考虑回收品的回收率(数量),质量和及时性对仓储的影响,因为生产者对此没有控制的能力.如何将制造过程中的仓储和再制5结论本文通过对tem采集到的感应电动势信号进行反演处理,经过对误差函数反复迭代后推算出全区视电阻率,最后采用目前比较流行的烟圈法反演出对应的视深度,并利用atlab得出相应的计算结果以及时深转化图形,实现了对数据的快速反演,从图中可以明显的发现异常信号以及其所处的桩号位置,从而很好的说明了瞬变电磁法在堤坝检测中有着很好的应用前景.参考文献:1肖柏勋,张智,刘春生等,工程地球物理勘探最新研究进展及技术应用j.水利水电快报,1999(20):卜8.2苏朱刘,胡文宝,中心回线方式瞬变电磁测深虚拟全区视电阻率和维反演方法j.石油物探,2002,41(2):216221.3蒋邦远,磁源tem测深一维反演经验式及应用效果j.物探与化探,2000,24(2):99-104.4朴化荣,电磁测深法原理m.北京:地质出版社,1990:8395.5郭嵩巍,王绪本,瞬变电磁全区视电阻率数值计算方法研究j.物探化探计算技术,2010(5):500507.6白登海,maxwe11ameju,卢健等,时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算j.地球物理,2003,46(5):698704.7米萨克,n.纳比吉安主编,勘查地球物理电磁法(第一卷:理论)tm.赵经祥,王艳君译,北京:地质出版社,1992:452486.8阴健康,闰述,陈明生,瞬变电磁法小发射回线探测装置及其应用j.煤田地质与勘探,2007,35(3):6668.9王庆乙,对瞬变电磁法回线边长决定探测深度的质疑j.物探与化探,2007,l(4):327332.1o周楠楠,薛国强,李梅芳等,基于电偶极子近似的多边形回线源瞬变电磁响应j.煤田地质与勘探,2011,39(4):4954.造过程中的仓储集成起来是一个急需解决的问题.再制造仓储的管理工作主要有:建立能够对原材料需求提供可视的系统和模型建立再制造的批量模型,充分考虑原材料匹配限制和策略.研究再制造对物流需求计划的影响问题.在考虑废旧产品返回率情况下,建立仓储,生产的联合模型.建立充分考虑返回产品的大批量仓储模型.3结束语中华人民共和国循环经济促进法要求生产企业对产品生命周期的全过程负责,必须负责废旧产品回收,并达到资源再生,物料增值和成本降低的目标.生产企业正面临着构建资源节约型和环境友好型生产方式的新课题.再制造作为面向循环环境的绿色环保型先进制造工程,是实现可持续发展的根本手段和途径,而再制造逆向物流是再制造的重要实现技术之一,是再制造的生命线,是企业开展再制造并赢得竞争优势的关键管理策略.国内外逆向物流的研究尚处于起步阶段,要想使再制造这一绿色先进制造工程开展顺利,逆向物流的深入研究势在必行.参考文献:n徐滨士等,再制造与循环经济蜘.北京:国防