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隧道含水构造频率域激发极化超前探测方法的开题报告
一、研究背景及意义
隧道是人类建造工程中重要的结构形式之一，其建造需要深入地探测地下水的分布情况和准确地识别隧道中含水构造。隧道内地下水对隧道的运营和使用造成威胁，如地下水压头会对隧道壁体产生滑动、漏水现象和腐蚀等问题，严重威胁隧道的安全稳定运行。因此，对隧道建造前的地下水探测和隧道内含水构造检测研究具有重要意义。
隧道中含水构造的探测可以采用多种方法，例如传统的地震勘探、重力勘探、电磁勘探、地电阻率勘探，等等。然而，这些方法受到条件限制，无法直接、准确地获取地下含水构造信息。因此，需要采用更加先进的探测方法，以提高含水构造探测的准确性和可靠性。
近年来，频率域激发极化超前探测方法逐渐得到广泛应用。此方法是一种基于电磁学原理的无侵入性探测方法，通过在地下区域内施加交流电场来激发地下材料的极化现象，进而采集反演信息来探测地下含水构造。该方法具有非侵入性、准确性高、探测深度大、数据处理简单等特点，因此逐渐成为隧道中含水构造探测中的一种重要方法。
二、研究内容
本研究旨在探究隧道中含水构造的频率域激发极化超前探测方法，具体内容包括以下三个方面：
1.理论分析：综述频率域激发极化超前探测方法的原理及地下含水构造的电磁学特性，针对隧道中含水构造的探测，研究此方法的适用性和探测深度等方面的特点。
2.模拟实验：通过数值模拟对频率域激发极化超前探测方法在隧道中含水构造探测方面的适用性进行验证，建立模拟实验模型，对模型进行多次模拟实验。
3.实地试验：选择一较难探测的隧道工程，进行频率域激发极化超前探测方法的实地试验，对实验数据进行处理和分析，得出有关隧道含水构造的探测结果。
三、研究方法
1.理论分析：本研究将综合查阅相关文献资料，对频率域激发极化超前探测方法的原理和隧道中含水构造的电磁学特性进行深入研究。
2.模拟实验：通过建立隧道含水构造模型，检验频率域激发极化超前探测方法在隧道中含水构造探测方面的适用性，采用数值模拟并分析模拟数据。
3.实地试验：在一个具有较难探测的隧道工程上进行实地试验，记录实验数据，对数据进行处理和分析，得出有关隧道中含水构造的探测结果。
四、研究成果
1.探究频率域激发极化超前探测方法在隧道中含水构造探测方面的适用性和探测深度等特点。
2.通过数值模拟验证频率域激发极化超前探测方法的可靠性和准确性。
3.在实际工程中通过实地试验获得隧道中含水构造的探测数据，并进行分析和处理。
五、研究难点
隧道中含水构造探测的难点在于其探测深度、地下结构复杂多变、干扰等问题。因此，本研究在模拟实验和实地试验阶段需要充分考虑这些因素，并规避干扰，以达到准确可靠的探测结果。
六、研究计划
时间节点|研究任务
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2021.9-2021.12|文献调查和理论分析
2022.1-2022.6|数值模拟及数据分析处理
2022.7-2022.12|实地试验及数据处理
2023.1-2023.3|实验结果分析与总结论文撰写
2023.4-2023.5|论文修改、审定及答辩
七、参考文献
王东,祝海泽,张伟.电磁法在隧道工程中的应用研究[J].岩土施工,2018,37(1):118-123.
YongWang,KamaldeenA.Okunlola,RuizhiZhang.Apolarization-domaininduced-polarizationmethodfordetectingwaterintrusionintunnels[J].JournalofAppliedGeophysics,2020,174:103988.
江利霞,张卫国.葵花地电长极法在地铁盾构隧道中的应用[J].钢铁,2021,04:231-233.