三維電阻率CT掃描技術應用于水利工程地下連續墻質量檢測的方法研究

【摘要】地下連續墻在堤防及水庫除險加固中起到至關重要的作用。因其工程具有隱蔽性，如何檢測地下連續墻工程質量，是檢測人員面臨的難題。本文旨在利用計算機數值模擬的方法探討三維電阻率CT掃描技術應用于該領域的可行性。

【關鍵詞】 地下連續墻 ；三維電阻率CT掃描

一、引言

地下連續墻在堤防及水庫除險加固中起到至關重要的作用。因其工程具有隱蔽性，如何檢測地下連續墻工程質量，是檢測人員面臨的難題。目前常規檢測方法包括鉆芯法、圍井法、彈性波法、地質雷達法、電阻率法及CSAMT法等，然而上述幾種方法都因其自身局限性，未能完全得到業界的普遍認可。

三維電阻率CT掃描技術在地質勘察中應用已經比較普遍，但在水利上少有應用。我們知道，一維、二維電阻率法前提假設是地下空間體為均勻層狀半空間，而實際情況勘測目標體常為三維結構，那么采用一維、二維方法必然存在誤差，只有采用三維電阻率法才有可能探測出像地下連續墻這樣的立體結構。本文旨在利用計算機數值模擬的方法探討三維電阻率CT掃描技術應用于該領域的可行性。

二、三維電阻率CT掃描原理

三維電阻率CT掃描是在二維高密度電法勘探基礎上發展起來的，通常是將直線型電極排列的數據采集觀測系統設置成面積型的網格排列的觀測系統，以便接收到三維空間更豐富的電性信息，并通過數據處理軟件反演得到地下目標體的三維電阻率圖像。

三、模型設置

地下連續墻模型：某水庫大壩除險加固采用切槽混凝土連續墻，墻體長50m，寬60cm，墻頂埋深：1.0m，墻底埋深：11.0m，墻體混凝土電阻率：100Ω.m；壩體填筑土壤電阻率：10Ω.m；墻頂樁號25m～27m位置處，地下2m～4m墻體不連續，不連續處電阻率為20Ω.m。

四、數值模擬計算

文中采用齊次邊界條件下的有限單元法對上述三維地下連續墻體的電阻率異常進行數值模擬。為了更貼近實際采集數據，我們在正演模擬的計算結果中添加進10%的隨機誤差，再將添加了隨機誤差后的數據參加反演，反演結果繪制成三維切片圖。

從圖2中可以看出墻體樁號26m處顏色明顯變淺，電阻率小于正?；炷翂w電阻率，但是在深度上缺陷位置表現并不明顯。由此可以看出采用三維電阻率CT掃描法檢測地下連續墻質量是可行的，但是必須同時配合鉆機抽芯加以驗證。

五、結語

目前針對地下連續墻檢測的方法研究很多，然而在實際應用中效果并不明顯，分析其原因：首先，物探方法檢測地下連續墻，影響其效果的因素很多，其中最主要的因素是墻體與筑壩土體的物性差異，差異越大，檢測效果越好。在開展檢測工作之前應該做好物性分析，對于某些墻體電阻率與筑壩土體電阻率接近的情況，三維電阻率CT掃描法就無法取得相應效果，此時就應該考慮采用其他檢測方法，不能一概而論。

其次，相比于地質勘察，實際地下連續墻檢測更加復雜。因堤防本身是三維立體結構，地形對采集數據的影響很大，因此無論是電阻率法還是其他無損檢測方法，都應該把地形因素考慮進去。

參考文獻：

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