一種結(jié)合彈性波CT正演模擬與鉆孔注水法的防滲墻檢測(cè)方法研究

鄧 揚(yáng)，陸金琦，余信江，胡 超

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 工程安全與災(zāi)害防治研究所，武漢 430010；2.水利部 水工程安全與病害防治工程技術(shù)研究中心，武漢 430010；3.國(guó)家大壩安全工程技術(shù)研究中心，武漢 430010；4.遼寧清原抽水蓄能有限公司，遼寧 撫順 113300)

0 引言

防滲墻是水利水電工程中的重要部分，水利水電工程中的防滲墻，采用垂直防滲的墻體較為常見(jiàn)，該種防滲墻分為兩種形式，分別是帷幕灌漿及垂直防滲[1-2]?；炷练罎B墻是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、效果最好的一種防滲結(jié)構(gòu)，在堤壩防滲工程中應(yīng)用廣泛。隨著混凝土防滲墻技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)水利水電工程中的防滲墻規(guī)模、也在逐漸擴(kuò)大，某些水電站中，防滲墻的厚度達(dá)1.4 m，面積達(dá)到了21 830 m2。防滲墻規(guī)模的不斷增大，導(dǎo)致防滲墻的檢測(cè)愈發(fā)困難。正演模擬技術(shù)作為一種基于物理數(shù)學(xué)原理的仿真方法，可以模擬地下水流、地層變化等復(fù)雜的地下環(huán)境情況，為地下工程的分析與預(yù)測(cè)提供了有力的工具。研究旨在充分利用正演模擬技術(shù)，開(kāi)發(fā)出一種高效準(zhǔn)確的防滲墻檢測(cè)方法，以應(yīng)對(duì)地下工程中的滲漏問(wèn)題。在過(guò)去的防滲墻檢測(cè)方法中，存在著依賴(lài)人工巡查、設(shè)備成本高昂以及檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定等問(wèn)題。而基于正演模擬技術(shù)的防滲墻檢測(cè)方法則具備了許多優(yōu)勢(shì)。首先，該方法能夠精確模擬地下水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過(guò)模擬不同情境下的滲漏情況，提供更為全面的檢測(cè)數(shù)據(jù)。其次，正演模擬技術(shù)具有較高的自動(dòng)化程度，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成大量模擬計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)防滲墻滲漏情況的快速評(píng)估。本文研究創(chuàng)新性地將正演模擬技術(shù)與防滲墻檢測(cè)相結(jié)合，通過(guò)在模擬中引入實(shí)際地質(zhì)、水文等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滲漏情況的可視化呈現(xiàn)。通過(guò)不斷優(yōu)化模擬算法，我們旨在提高防滲墻檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，為地下工程的安全運(yùn)行提供更有力的支持。

本文將正演模擬技術(shù)與實(shí)際地質(zhì)、水文等數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)滲漏情況的可視化呈現(xiàn)。通過(guò)不斷優(yōu)化模擬算法，提高防滲墻檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，為地下工程的安全運(yùn)行提供更為可靠的支持。

1 國(guó)內(nèi)外防滲墻檢測(cè)研究現(xiàn)狀

甘磊等人為了分析混凝土防滲墻的滲透溶蝕特性，根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)，及對(duì)流擴(kuò)散方程，建立了一個(gè)混凝土防滲墻滲透溶蝕耦合分析模型，該模型綜合考慮了骨料、孔隙對(duì)混凝土中鈣離子的擴(kuò)散系數(shù)的影響，結(jié)果顯示，該模型可以反映防滲墻在溶蝕過(guò)程中的滲透特性以及孔隙率的變化情況[3]。溫立峰等人為了研究壩基防滲墻的力學(xué)性狀，并進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析，收集了全國(guó)40多個(gè)含有防滲墻的水利水電工程項(xiàng)目檢測(cè)資料及項(xiàng)目建設(shè)信息，構(gòu)建了一個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)展現(xiàn)了防滲墻不同性狀的產(chǎn)生機(jī)制，并進(jìn)一步研究了防滲墻基本參數(shù)，對(duì)防滲墻力學(xué)性狀的影響，為后續(xù)防滲墻修筑工程的設(shè)計(jì)提供了詳細(xì)的參考[4]。G Dai等人，為了增加地下垃圾填埋場(chǎng)的防滲能力，制備了一種全新的防滲漿液，該漿液是在PBFC防滲漿液的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)時(shí)制備的羧甲基纖維素鈉，對(duì)防滲漿液進(jìn)行改性處理，作者對(duì)新的防滲漿液進(jìn)行了性能測(cè)試，結(jié)果顯示，該防滲漿液的28天滲透系數(shù)小于原防滲漿液，且其他方面的性能指標(biāo)，均高于原防滲漿液[5]。Yu，Xiang等人，為了確定大壩體心墻與覆蓋層混凝土防滲墻連接部分的范圍，采用有限元分析法，對(duì)壩體進(jìn)行了各項(xiàng)數(shù)值分析，結(jié)果顯示，該方法可以有效地展現(xiàn)混凝土防滲墻在安裝過(guò)程中穿入土體的過(guò)程[6]。綜上所述，無(wú)論是水利水電，還是其他相關(guān)工程項(xiàng)目，防滲墻的性能指標(biāo)都是重中之重，防滲墻的各項(xiàng)性能指標(biāo)，需要通過(guò)一定的檢測(cè)技術(shù)，才可以進(jìn)行測(cè)定。目前水利水電工程中，防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，在無(wú)損檢測(cè)等方法中，并沒(méi)有相關(guān)成果的出現(xiàn)，且其他檢測(cè)技術(shù)的理論研究較為缺乏。正演模擬技術(shù)，是檢測(cè)技術(shù)中較為常見(jiàn)且檢測(cè)效果較好的一種檢測(cè)技術(shù)，因此，研究提出采用正演模擬技術(shù)，對(duì)塑性混凝土防滲墻進(jìn)行檢測(cè)，以確定防滲墻的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

2 基于鉆孔注水法的防滲墻滲透性檢測(cè)研究

鉆孔注水法是最常用也是最有效的用于檢測(cè)防滲墻滲透系數(shù)的方法。水利水電工程項(xiàng)目中，為了使防滲墻可以達(dá)到預(yù)期防滲作用，會(huì)在墻體修筑完畢后，對(duì)防滲墻進(jìn)行滲透性檢測(cè)，防滲墻的種類(lèi)也是多種多樣的，其中塑性混凝土防滲墻是較為常見(jiàn)的一種，該防滲墻具有軸線長(zhǎng)、深埋大、強(qiáng)度低、壁厚薄、彈模低的特點(diǎn)[7-8]。防滲墻的滲透性檢測(cè)中，滲透系數(shù)是墻體防滲能力的指標(biāo)之一，滲透系數(shù)越弱，防滲墻的防滲效果越好。鉆孔注水檢測(cè)是墻體滲透性檢測(cè)的常用技術(shù)，鉆孔常水法是其中一種技術(shù)，該技術(shù)中，滲透系數(shù)的計(jì)算分為兩種情況，第一種是防滲墻處于地下水位以下時(shí)，此時(shí)，防滲墻的滲透系數(shù)計(jì)算公式如公式(1)所示：

(1)

公式(1)中，K表示實(shí)驗(yàn)墻段的滲透系數(shù)(cm/s)，Q表示注入流量(L/min)，H表示實(shí)驗(yàn)水頭(cm)，A表示形狀系數(shù)(cm)。第二種是防滲墻處于地下水位以上時(shí)，此時(shí)，防滲墻的滲透系數(shù)計(jì)算公式如公式(2)所示：

(2)

公式(2)中，r表示鉆孔內(nèi)半徑(cm)，l檢測(cè)墻體長(zhǎng)度(cm)。若防滲墻處于滲透系數(shù)較小的地區(qū)時(shí)，繼續(xù)采用鉆孔常水法，就會(huì)耗費(fèi)較多的時(shí)間，檢測(cè)效率較低，此時(shí)，就可以采用鉆孔降水頭法，對(duì)防滲墻進(jìn)行滲透性檢測(cè)，采用該方法對(duì)防滲墻的滲透性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，滲透系數(shù)的計(jì)算公式如公式(3)所示：

K=0.0523r2×ln(H1/H2)/(A·(t2-t1))

(3)

公式(3)中，b表示實(shí)驗(yàn)套管內(nèi)孔徑(cm)，H1表示t1時(shí)的水頭(cm)，H2表示t2時(shí)的水頭(cm)，B表示注水試驗(yàn)形狀系數(shù)(cm)。除上述兩種方法外，圍井法也是一種常見(jiàn)的防滲墻滲透性檢測(cè)方法，該方法中，滲透系數(shù)的計(jì)算公式如公式(4)所示：

(4)

公式(4)中，K與公式(1)中K意義相同，但單位不同，公式(4)中K的單位為m/d，Q1表示穩(wěn)定流量(m3/d)，T表示高噴墻平均厚度(m)，h表示圍井內(nèi)水位與井底的距離(m)，h0表示地下水位值井底的距離(m)。公式(1)至公式(4)中的參數(shù)選擇，均按照《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。采用圍井法檢測(cè)墻體滲透系數(shù)時(shí)，需對(duì)每段墻體的滲透系數(shù)，進(jìn)行分段計(jì)算。防滲墻的檢測(cè)，除滲透性檢測(cè)外，還有完整性檢測(cè)，該檢測(cè)也是防滲墻修筑完成后的重要步驟[9-10]。防滲墻的檢測(cè)方法通常采用以下3種方法，分別是高密度電法、電磁法及面波法。塑性混凝土防滲墻中，高密度電法，是較為常用的檢測(cè)方法，該方法具有布置簡(jiǎn)潔，檢測(cè)效率高，檢測(cè)成本低的特點(diǎn)，且該方法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集，但該方法檢測(cè)的異常分布范圍分布較廣，分辨率較低，無(wú)法精準(zhǔn)定位異常所在位置[15-16]。電磁法對(duì)防滲墻進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要分為兩種方法：1)地質(zhì)雷達(dá)法，2)可控源音頻電磁探測(cè)法[17-18]。該方法在測(cè)量防滲墻質(zhì)量時(shí)，需要根據(jù)防滲墻的厚度，對(duì)接收器天線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。第二種檢測(cè)方法，在礦產(chǎn)資源的勘測(cè)中，應(yīng)用廣泛，該方法通過(guò)電磁傳播理論及麥克斯韋方程，推導(dǎo)人工場(chǎng)源的電磁場(chǎng)公式。該方法無(wú)法對(duì)異常目標(biāo)進(jìn)行精細(xì)的劃分。面波是地震波在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的一種僅在地表傳遞的波，該波由地震波中的P波及SV波相互干擾形成。面波法在勘測(cè)中，存在兩種應(yīng)用方式，分別是瞬時(shí)法及穩(wěn)態(tài)法，該波在傳遞過(guò)程中，不僅會(huì)沿著地表傳播，也會(huì)沿分界層傳播，瞬態(tài)法是通過(guò)外力作用，激發(fā)一個(gè)面波，以脈沖的方式向外傳播，穩(wěn)態(tài)法則是激發(fā)產(chǎn)生單一頻率的面波，穩(wěn)態(tài)法的勘察儀器較為笨重，防滲墻的勘察檢測(cè)中以瞬態(tài)法為主。

3 鉆孔注水法結(jié)合彈性波CT正演模擬技術(shù)的防滲墻墻體檢測(cè)研究

1)基于ART算法的檢測(cè)誤差校正：

彈性波CT正演模擬技術(shù)是通過(guò)CT技術(shù)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。該方法利用外部震源激發(fā)彈性波，并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，是一種檢測(cè)效率較高且檢測(cè)精度較高的結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，該方法原理如圖1所示。

圖1 彈性波CT正演模擬技術(shù)原理

彈性波CT正演模擬技術(shù)是一種用于模擬和分析介質(zhì)中，彈性波傳播的先進(jìn)方法。該技術(shù)在勘探、檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。具有高分辨率、觀測(cè)結(jié)果全面、異常捕捉清晰、不會(huì)破壞檢測(cè)目標(biāo)結(jié)構(gòu)及可在復(fù)雜地區(qū)應(yīng)用的特點(diǎn)。是一種高效且精準(zhǔn)的完整性檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)可通過(guò)觀測(cè)鉆孔注水法中，水流在防滲墻內(nèi)的狀況，分析防滲墻的整體質(zhì)量。彈性波CT正演模擬技術(shù)在早期是應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之中的，隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，如今彈性波CT正演模擬技術(shù)，在物理學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用也較為常見(jiàn)。該方法通過(guò)人工制造的射線，穿過(guò)檢測(cè)目標(biāo)內(nèi)部，從而獲取檢測(cè)目標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)該方法對(duì)防滲墻進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，就是利用彈性波的正演與反演，重建檢測(cè)目標(biāo)的內(nèi)部情況，構(gòu)造檢測(cè)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)圖像。采用該方法檢測(cè)防滲墻時(shí)，若墻體存在缺陷，將會(huì)導(dǎo)致彈性波在傳遞過(guò)程中出現(xiàn)速度的變化，通過(guò)對(duì)比彈性波前后的速度變化，即可判斷墻體是否存在缺陷。墻體的質(zhì)量越好，彈性波的傳播速度越快，出現(xiàn)缺陷時(shí)，彈性波的傳播速度會(huì)出現(xiàn)降低。層析成像技術(shù)就是函數(shù)的Radon變換及逆變換。以f(x，y)表示一個(gè)二維連續(xù)函數(shù)圖像，將Radon變換作用于該函數(shù)時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)實(shí)數(shù)，此時(shí)，函數(shù)f(x，y)的Radon變換，可定義為某條給定直線的積分值。函數(shù)的Radon變換公式如公式(5)所示：

(5)

圖2 ART算法流程

2)基于SIRT算法的檢測(cè)慢度值校正：

SIRT算法即為聯(lián)合迭代重建算法，該算法可用于校正檢測(cè)目標(biāo)各個(gè)單元的慢度值。若假設(shè)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的某區(qū)域的某個(gè)單元中，存在n個(gè)射線路徑，m是其中的一條路徑，以lm表示該射線在網(wǎng)格內(nèi)的長(zhǎng)度，將Lm作為該射線的總長(zhǎng)度，Tm表示該射線的傳播時(shí)間，那么該射線通過(guò)網(wǎng)格單元的平均時(shí)間如公式(6)所示：

(6)

該單元內(nèi)所有射線的總時(shí)間如公式(7)：

(7)

公式(7)中，Tn表示n條射線路徑的總時(shí)間。n條射線路徑的總傳播距離如公式(8)所示：

(8)

公式(8)Ln表示n條射線路徑的總傳播距離。根據(jù)公式(7)及公式(8)可知，該單元內(nèi)的平均慢度值如公式(9)所示：

(9)

公式(9)中，Sn表示該網(wǎng)格內(nèi)的平均慢度值。通過(guò)上述步驟即可獲得網(wǎng)格內(nèi)的平均速度，即可獲得平均慢度值，根據(jù)平均慢度值，即可計(jì)算所有射線的總傳播時(shí)間，將計(jì)算時(shí)間與實(shí)際值進(jìn)行比較，即可獲得測(cè)量系統(tǒng)的誤差值。此時(shí)，再考慮區(qū)域內(nèi)的單個(gè)網(wǎng)格，那么單元格中的誤差如公式(10)所示：

(10)

公式(10)中，Em表示一條射線路徑的誤差，ε表示單元格中的誤差。因此，網(wǎng)格內(nèi)的總誤差如公式(11)所示：

(11)

公式(11)中，εn表示網(wǎng)格內(nèi)總誤差。慢度的校正值如公式(12)所示：

(12)

(13)

公式(13)中，Sk表示網(wǎng)格第k次計(jì)算的慢度值。通過(guò)上述步驟，對(duì)SIRT算法進(jìn)行重復(fù)迭代計(jì)算，直到校正后的誤差滿足需求。基于SIRT算法的溫度場(chǎng)重建如圖3所示。

圖3 基于SIRT算法的溫度場(chǎng)重建

SIRT算法在計(jì)算過(guò)程中，每次計(jì)算都是單獨(dú)針對(duì)某個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行的，因此，在每次計(jì)算時(shí)，每個(gè)網(wǎng)格之間相互不影響，可以有效提高算法的計(jì)算精度，而且SIRT算法中，還可以加入阻尼因子，在滿足成像精度的同時(shí)，提高算法的收斂效果。

4 實(shí)驗(yàn)與分析

4.1 彈性波CT正演檢測(cè)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證研究提出的基于彈性波CT正演及反演模擬技術(shù)的防滲墻檢測(cè)技術(shù)的效果，研究以何家溝水庫(kù)大壩中的臺(tái)階式混凝土防滲墻為例，進(jìn)行了研究分析。該工程為Ⅱ等工程，由土石壩、河床電站、泄洪閘等部分組成，該工程的正常蓄水深度為1 076 m，總?cè)莘e為4.87億m3，電站的裝機(jī)容量為90 MW。該工程的主要建筑均采用混合壩筑成，該工程從右向左分別為右岸延伸壩、右岸連接壩、合唱電站壩、泄洪閘與土石壩連接段、土石壩。研究在windows7 64位系統(tǒng)中，使用MATLAB軟件進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)。除使用MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)值模擬外，研究還使用了Surfer進(jìn)行圖片繪制，該軟件是由Golden Software公司設(shè)計(jì)的圖片繪制軟件，研究的正演模擬成果圖由該軟件繪制而成。檢測(cè)設(shè)備主要包括：井間電火花震源、重慶奔騰wzg-24a/48a 地震儀，12道井中串式檢波器(檢波器道間距為1 m)以及國(guó)產(chǎn)測(cè)斜儀。研究布置的檢測(cè)系統(tǒng)為單激發(fā)點(diǎn)、多接收點(diǎn)的形式，研究還搭建了3種不同的防滲墻彈性波速度模型，分別是均勻介質(zhì)速度模型、低速異常速度模型、高速異常速度模型。其中，均勻介質(zhì)速度模型的速度大小為2 500 m/s，低速異常模型中，異常部位的彈性波傳遞速度為1 900 m/s，高速異常模型中異常部位的彈性波傳遞速度為3 000 m/s，研究采用SIRT算法進(jìn)行正演模擬計(jì)算，結(jié)果如圖4所示。

圖4 收斂曲線及正演成果

圖4(a)為3種速度模型的走時(shí)殘差，隨迭代次數(shù)的變化，可以看到，在均勻介質(zhì)中，隨著迭代校正的次數(shù)增加，彈性波在檢測(cè)目標(biāo)中的走時(shí)殘差在逐漸下降，第一次迭代時(shí)，彈性波的走時(shí)殘差為0.47左右，迭代次數(shù)為9次時(shí)，彈性波的走時(shí)殘差為0。在低速異常速度模型中，彈性波的走時(shí)殘差波動(dòng)較大，第一次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.36左右，第二次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.49左右，第三次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.54左右，在第四次迭代時(shí)降至0.38左右，在第5次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.42左右。在高速異常速度模型中，彈性波的走時(shí)殘差波動(dòng)也較大，第一次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.75，在第二次迭代及第三次迭代中，彈性波走時(shí)殘差均迅速下降，第二次迭代中，走時(shí)殘差為0.56左右，第三次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.47左右。圖4(b)為高速異常速度模型的正演結(jié)果圖，可以看到，在深度為12 m左右時(shí)，彈性波的傳播速度最快為2 980 m/s以上，檢測(cè)目標(biāo)的異常范圍，在深度為8 m至16 m之間，在其余深度中，彈性波的傳播速度均處于正常范圍。彈性波在高速異常介質(zhì)中，走時(shí)殘差呈現(xiàn)出先降低在回升的趨勢(shì)，在低速異常介質(zhì)模型中，走時(shí)殘差呈現(xiàn)出先上升在下降的趨勢(shì)，而在均勻介質(zhì)中，走時(shí)殘差呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)。

4.2 彈性波CT結(jié)合注水試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析

研究設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)中，每個(gè)接收點(diǎn)之間的間距為1 m，研究共檢測(cè)了8段墻體，每一段檢測(cè)墻體的深度均在40 m以上，其中前4段上部為混凝土，混凝土深度為4 m，另外四段的上部為黏土，深度為7 m。研究選取其中的幾個(gè)檢測(cè)區(qū)段，分析了鉆孔注水試驗(yàn)分析，結(jié)果如圖5所示。

圖5 防滲墻鉆孔注水試驗(yàn)結(jié)果分析

圖5(a)為第2號(hào)檢測(cè)區(qū)段的注水試驗(yàn)結(jié)果，可以看到，常水頭注水法計(jì)算的滲透系數(shù)波動(dòng)較大，2號(hào)孔實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，該實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為44.9*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為15 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.835*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為25 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為1.11*10-6cm/s。圍井法計(jì)算的滲透系數(shù)，相較于常水頭注水法的深度系波動(dòng)較小，實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，該實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為24.01*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為15 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.14*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為25 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.11*10-6cm/s。圖5(b)為第7號(hào)檢測(cè)區(qū)段的注水實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以看到，圍井法檢測(cè)得到的滲透系數(shù)值較低，7號(hào)孔實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，常水頭注水法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為6.3*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為15 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為1.88*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為25 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.73*10-6cm/s。圍井法計(jì)算的滲透系數(shù)，相較于常水頭注水法的深度系波動(dòng)較小，實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，該實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為3.45*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為15 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.32*10-6cm/s，實(shí)驗(yàn)深度為25 m時(shí)，該方法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為0.07*10-6cm/s。使用彈性波CT檢測(cè)法的部分檢測(cè)結(jié)果如表1所示。相較于圍井法，常水頭法的檢測(cè)結(jié)果更好，檢測(cè)出的滲透系數(shù)更高，更符合實(shí)際情況，可以更好的幫助工作人員準(zhǔn)備預(yù)備方案。

表1 彈性波CT檢測(cè)防滲墻完整性的結(jié)果分析

從表1中可以看到，1號(hào)鉆孔中，彈性波波速在1 900 m/s至2 900 m/s之間，小于1 900 m/s及大于2 900 m/s的波速均未出現(xiàn)，其中在1 900 m/s至2 500 m/s之間的占比為57.58%，在2 500 m/s至2 900 m/s之間的占比為42.42%。2號(hào)鉆孔的波速分布大致區(qū)間在1 900 m/s以上，波速全程大于1 900 m/s，在1 900 m/s至2 500 m/s之間的占比為38.49%，在2 500 m/s至2 900 m/s之間的占比為33.75%，在2 900 m/s以上的部分占比為27.76%。3號(hào)鉆孔在各個(gè)速度區(qū)間均有分布，其中小于1 900 m/s的部分占比為10.68%，在1 900 m/s至2 500 m/s之間的占比為30.22%，在2 500 m/s至2 900 m/s之間的占比為20.29%，在2 900 m/s以上的部分占比為38.81%。4號(hào)鉆孔與3號(hào)鉆孔的波速分布區(qū)間相似，小于1 900 m/s的部分占比為0.38%，在1 900 m/s至2500m/s之間的占比為50.31%，在2 500 m/s至2 900 m/s之間的占比為29.41%，在2 900 m/s以上的部分占比為19.90%。5號(hào)鉆孔的波速僅分布在3個(gè)區(qū)間，在1 900 m/s至2 500 m/s之間的占比為46.00%，在2 500 m/s至2 900 m/s之間的占比為24.75%，在2 900 m/s以上的部分占比為38.25%。3號(hào)樁及4號(hào)樁存在低速分布區(qū)，防滲墻連續(xù)型較差，2、3、4、5、6、7號(hào)樁存在高速分布區(qū)，表明防滲墻介質(zhì)連續(xù)型較差，而1、8、9、10號(hào)樁不存在低速異常區(qū)及高速異常區(qū)，防滲墻連續(xù)性較好，且完整性較好。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了增加防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，研究提出了基于彈性波CT檢測(cè)的正演模擬技術(shù)與鉆孔注水法結(jié)合的防滲墻質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。彈性波CT檢測(cè)技術(shù)用于檢測(cè)防滲墻是否出現(xiàn)缺陷，采用該方法檢測(cè)防滲墻的完整性時(shí)，與正演模擬技術(shù)相結(jié)合，以提高檢測(cè)準(zhǔn)確率及效率。鉆孔注水法用于檢測(cè)防滲墻的滲透性。結(jié)果顯示，基于彈性波CT檢測(cè)的正演模擬技術(shù)，可以有效地區(qū)分防滲墻的各種異常及正常狀態(tài)，在正常狀態(tài)下，隨著迭代次數(shù)的增加，走時(shí)殘差在不斷降低，在低速異常狀態(tài)下，走時(shí)殘差會(huì)出現(xiàn)陡升豆?jié){現(xiàn)象，如第一次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.36左右，第三次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.54左右，在第四次迭代時(shí)，走時(shí)殘差迅速下降，降至0.38左右。高速異常狀態(tài)下，走時(shí)殘差會(huì)出現(xiàn)陡降現(xiàn)象，如第一次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.75，第三次迭代時(shí)，走時(shí)殘差為0.47左右。鉆孔注水圍井法測(cè)量的防滲墻滲透系數(shù)更低，實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，常水頭注水法計(jì)算得到的滲透系數(shù)為6.3*10～6 cm/s，圍井法實(shí)驗(yàn)深度為5 m時(shí)，計(jì)算得到的滲透系數(shù)為3.45*10～6 cm/s。研究設(shè)計(jì)了采用彈性波CT檢測(cè)正演模擬技術(shù)，用于防滲墻的完整性檢測(cè)，但該方法存在一定的誤差，這些誤差可進(jìn)一步消除。