土石堤坝中近圆形渗漏通道的地质雷达响应特征研究

地质雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法，具有使用场景多元化、无损探测、分辨率高和抗干扰能力强的特点.对土石堤坝中近圆形渗漏通道地质雷达响应特征的掌握，可以为土石堤坝中渗漏隐患的查明提供依据.使用基于有限时域差分法的GprMax软件，对土石堤坝中具有不同规模、埋深及含水率的近圆形渗漏通道，在不同中心频率天线下的地质雷达响应特征进行数值模拟.数值模拟结果表明，地质雷达的响应特征以绕射弧的形态为主要特征，主要取决于近圆形渗漏通道的规模大小、埋深以及含水率.规模大小决定了绕射弧半波峰的宽度及中心厚度，埋深决定了绕射弧的反射次数及图像的可见度，含水率决定了绕射弧的反射次数与振幅的变化程度.进一步地，结合数值模拟成果，对珲春市珲春河综合治理工程中的渗漏隐患进行了应用研究，在珲春河右岸堤防中推断有直径约0.8 m和0.6 m、埋深为2 m的近圆形渗漏通道2处，这为该工程的后期治理提供了重要的依据.     

流场法探测堤坝渗漏数值模拟及分析

为深入研究拟流场基本特征和流场法探测原理,完善流场法探测堤坝渗漏入口技术,从建立拟流场数学模型入手,通过对有渗漏典型堤坝工程拟流场进行有限元法数值模拟计算,得到了拟流场电位、电场强度及电流密度等主要物理量分布的基本特征。拟流场中电极附近电位、电流密度及电场强度呈尖峰状密集分布,其他区域数据幅值很小,且均匀分布;渗漏通道入口将引起堤坝前局部水域拟流场电流密度和电场强度数值异常突变。模拟结果表明流场法可以探测出渗漏通道入口,探测设备需要具有较小分度值和较强的抗干扰能力。     

动态四维探测堤坝渗漏

堤坝渗漏是水库、坝堤等水利工程中最常出现最主要的危害之一,如何能够快速及时找到坝堤渗漏通道位置,是我国水利工程的最关心的问题.在分析了已知各种用于坝堤渗漏监测工作方法的优缺点的基础上,提出了用地下磁流体探测技术进行坝堤渗漏监测.通过实际应用表明地下磁流体探测技术可以有效地用于坝堤渗漏监测.     

应用水力层析法对渗漏通道进行成像

精确探测含水层渗漏通道,对堤坝安全防治起着重要的作用.通过对含水层进行数值抽水实验,应用水力层析法对渗漏通道进行成像.建立一个20 m×20 m的二维饱和渗漏含水层,整个含水层共有三口斜井.在渗漏通道和斜井的相交处分别进行抽水实验,在观测点收集水头响应数据,应用SSLE算法对含水层渗透性进行估计.实验研究证明,水力层析法结合SSLE算法,能够准确地识别含水层渗漏通道分布;非稳定流条件下的成像比稳定流条件下的清晰;地质资料齐全情况下的成像比地质资料缺乏情况下的清晰.     

基于熵权-可变模糊集模型的堤坝渗漏探测

针对堤坝中集中渗漏通道探测问题,基于信息熵理论和可变模糊集理论,建立用于堤坝渗漏探测的熵权-可变模糊集模型。以南方某水库为例,首先确定各探测指标,采用客观赋值法中的熵权法确定不同探测指标的权重;然后计算各钻孔水样相对于降水、渗漏水和地下水的综合相对隶属度以及各个钻孔的H值;最后依据相应的判断标准将钻孔水样进行分类,确定钻孔水的来源。结果表明,通过该模型确定此大坝存在4条集中渗漏通道,与前人结果一致。     

渗漏探测分析与应用

依据水利水电工程客观实际,详细分析了渗漏产生的成因以及渗漏体与周围介质的物性特征,并对渗漏探测的内容与目的、探测技术与方法选择等进行研究.文中结合两个工程实例说明综合物探技术在水利水电工程渗漏探测中的应用及其效果,为渗漏封堵及加固设计和处理方案的编制提供了科学依据,并对渗漏探测的工作流程、注意事项和未来重点研究的一些问题进行了探讨和展望.     

电阻率成像和钻孔电视技术在病险山塘查漏中的应用

土石坝填筑材料长期在水动力作用下易产生异常渗流现象,对病险山塘实施地质勘察是防渗方案优化设计的前提。鉴于对大坝渗漏病害的分布及诱因不明,钻孔的布置只能依据规范而定,却忽视了查漏的初衷,提出一种综合性、分阶段的大坝勘察技术。以胜岭脚山塘渗漏探测为例,利用电阻率探测技术圈定大坝病患的主要部位,并对渗流薄弱区进行钻孔注压水试验,进一步结合钻孔电视成像技术对孔壁大坝填筑质量进行分析。结果表明,电阻率成像技术可准确查明病害区的分布,孔内成像可直观反映钻孔岩土体的原状赋存特征,综合检测技术可有效解决大坝渗漏病症不清的难题,为除险加固勘察提供了新的思路。     

无人机光电探测系统被动目标定位技术研究

无人机搭载光电探测系统对目标进行被动探测定位,已开始得到应用。从实际应用背景出发,系统分析了无人机光电探测任务系统的被动目标定位、安装误差修正等关键技术,设计了进行被动目标定位的具体操作流程。试验数据表明,提出的被动目标定位方法能有效修正安装引起的系统误差,并提高了目标定位精度,具有较高的工程应用价值。     

东峡水库坝基渗漏分析及高压旋喷灌浆处理措施

文章针对东峡水库的实际工程地质条件及水库自建成以来存在的问题,通过钻探、取样和实内试验工作,对坝基岩土的性质进行了研究。在此基础上,分析了水库坝基渗漏的原因,对其渗漏量作了估算,研究表明:坝基渗漏主要原因是主河槽两岸的渗漏。该坝基渗漏问题,采取了高压旋喷灌浆防渗处理措施。长期观察测试证明该方法行之有效。     

江河水下地层探测技术及设备

应用从美国引进的江河水下地层探测设备StrataBox进行消化吸收和研究,并成功地应用于长江水下示范工程的实地测量,获得了该河段河底以下40m内的沉积物剖面图,提高了我国江河水下地层探测技术和安全监测水平,并为进一步深入研究水库堤坝的病险隐患、河床地质状况和水下工程运用效果提供了准确数据和科学决策依据。     

利用红外热像技术探测土石坝集中渗漏的研究

为了探究利用红外热像技术探测土石坝集中渗漏隐患的可行性,在实验室内制作均质土石坝集中渗漏模型。采用热红外灯作为热激励模拟太阳光照,利用M7500型红外热像仪测量模型表面的温度场。实验结果显示,在热激励下,模型表面温度升高;但是土石坝模型表面集中渗漏区域的温度比正常区域要低。实验中采用了不同的水头,随着水头的提高,温度场的异常变得更明显。利用Geostudio有限元软件进行土石坝集中渗漏的渗流场温度场耦合分析。数值模拟的结果显示,集中渗漏区的坡面温度比正常区域要低,水头提高时,这种温度场的异常也更明显。数值分析结果显示,渗漏区的流速比正常区域要大,这可能是温度场出现异常的原因,红外热像技术通过检测表面温度场的异常来探测土石坝集中渗漏隐患具有可行性。     

基于双边滤波与帧差方差法的微小泄漏点检测

为了对器件的微小泄漏进行检测定位,本文介绍了一种利用红外热像对复杂器件进行微小泄漏点的定位方法,红外相机采集多帧经热气加热并进行差压脉冲操作时被测器件的红外图像。对红外图像进行双边滤波去除噪声后,利用泄漏点的温度场的变化即图像灰度值细微变化,提出了一种帧差方差法,通过增强泄漏点灰度值变化,能够准确定位到泄漏点位置,并对得到的泄漏点进行灰度值帧差概率计算确定是否为真泄漏点。实验证明：与其他方法相比本文方法能够有效去除周围噪声,克服了复杂器件易受红外反射率的影响、微小泄漏点变化幅度小、变化较慢的问题。并得到了较好的ROC(受试者工作曲线),同时可以满足工业生产中对微小泄漏检测的要求。     

基于FDST和MSS的红外与可见光图像融合

为了提高低可见度情况下红外与可见光图像融合质量,提出了一种基于有限离散剪切波变换(FDST)和图像显著性检测算法(MSS)的融合方法。利用显著性检测算法对红外和可见光图像进行检测。采用有限离散剪切波变换对红外和可见光图像进行分解。根据显著性检测结果中亮度越高的区域属于显著性目标这一特点,指导低频子带图像融合。高频子带图像采用"绝对值和取大"的融合策略。实验结果表明提出的融合方法在主观视觉效果和客观性能指标上均取得了较好的效果。     

基于无字典模型的红外与可见光图像融合分类

针对传统图像分类识别方法采用单一传感器获得图像存在的局限和不足,提出了一种基于红外和可见光融合的分类算法。首先分别对红外图像和可见光图像提取密集型尺度不变特征变换（D-SIFT）,然后采用无字典模型（CLM）变换,并利用空间金字塔匹配（SPM）进行精细划分,最后用混合核支持向量机（SVM-CK）方式将红外和可见光在特征级融合并分类。在VAIS和RGB-NIR两个数据库上对该方法进行验证,融合后分类精度分别比单一图像源均有较大提高;与BoVW方法比较,精度分别提高了4.7%和12.1%。证明多数据源融合的方法综合了红外和可见光各自成像的优势,使获得的特征信息更完善,分类效果显著高于单一数据源的分类结果。     

红外成像制导子弹弹道及视景仿真研究

分析了目前红外成像制导的视景仿真任务以及广泛采用的软件,决定使用卫星工具软件（STK）进行视景仿真。搭建红外成像制导子弹的数字仿真系统,进行六自由度全弹道仿真,再现红外成像制导子弹飞行的弹道特性。并且进行了红外成像制导子弹的视景仿真,再次验证了六自由度弹道仿真的结果。为了将红外成像制导子弹数字仿真结果直观的显示出来,有必要开发逼真的实时视景仿真软件,将飞行过程及飞行环境实时表现为可感受的虚拟场景和特效,以利于仿真人员直观快捷的对仿真结果进行分析、评判和决策。     

基于目标检测的红外和可见光动态图像融合

提出一种基于运动目标检测的红外和可见光动态图像融合方法,通过对红外序列图像中的运动目标进行检测,将运动目标信息融合到可见光序列图像中。试验结果表明,文中算法所得到的融合图像能够综合利用红外图像较好的目标指示特性与可见光图像较清晰的场景信息,有利于安全监视人员进行目标识别和情景感知。     

图像分割与平稳小波变换法融合红外与可见光图像

为改善红外与可见光图像融合后的视觉效果,提出一种基于图像分割和平稳小波变换的图像融合方法。首先,结合最大类间方差方法与边缘检测方法,将红外图像分割为背景部分和目标部分;然后利用平稳小波变换对红外图像的背景部分与可见光图像分别进行多尺度分解,低频部分采用区域空间频率取大融合准则,高频部分采用绝对值取大融合准则,对多尺度分解后的各层进行融合,再利用平稳小波逆变换得到融合结果;最后,对该融合结果与红外图像的目标部分采用加权求和的融合准则进行融合,得到最终的红外与可见光融合图像。实验结果表明,通过提出的方法进行红外与可见光图像融合,不仅很好地突出红外图像的目标信息,还较好地体现可见光图像的场景细节信息,视觉效果明显改善;其标准差、信息熵、互信息均优于拉普拉斯金字塔变换和小波变换等传统的融合算法。实验结果验证了方法的有效性。     

基于多传感器的隧道异常自动巡检系统的设计

为及时发现隧道内渗漏水和裂缝病害,提早采取应对措施而降低损失和节省成本,设计了一套基于多传感器的隧道自动巡检系统。通过分析隧道内渗漏水和裂缝表现出的特征,针对渗漏水现象,通过红外热成像设备获取环境的温差伪彩图,设计出一种多邻域生长动态异常区域识别算法检测漏水点;针对裂纹细小难以识别的问题,通过大面阵工业相机获取高分辨率图像,并提出一种基于相机标定的图像拼接方法获取隧道内全部视场,从而扩大裂纹检测范围。将传感器模块化安装在隧道运动巡检设备中,构建一套完整的网络架构,进行信息交互和数据传输。实验结果证明该系统有较强的可靠性和鲁棒性,渗漏水检测算法误检率低,可有效检测出温度异常区域;图像拼接算法成像质量高、拼接速度快。     

土坝及砼防渗墙应力与稳定的非线性有限元分析

应用弹性非线数字模型模拟筑坝地料及地基土的特性，采用逐级加荷的增量法模拟土石坝施工逐步荷的填筑过程，按有限元法求解坝体、地基及砼防渗墙各荷载步的应力应变。并提出应用最大应变等值线图估计最可能滑坡的位置，计算边坡稳定，可克服人为假定滑动面的弊病。计算实例、成果与观测规律符合较好。非线性有限元法成为设计高土石矾的有力依据。     

油浸式变压器状态检测方法研究

介绍了几种油浸式变压器状态检测方法,包括油中溶解气体分析法、红外热成像法、超声定位法和可见光成像法,阐述了各种检测分析方法及优缺点,并对前2种方法进行了案例分析.针对各种方法的优缺点,建议采用多方法结合分析手段,对变压器潜伏性故障进行诊断,开展状态检修,有利于节约电网停电时间.