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土石堤坝渗漏诊断——基于电阻率图像对比识别技术

土石堤坝渗漏诊断——基于电阻率图像对比识别技术

  • 作者
  • 王日升、李居铜、赵之仲、申威著

本书首先研究了土石堤坝隐患三维电场分布规律及渗流场演变过程的三维电场变化规律,然后从土石堤坝检测电阻率图像入手,通过卷积神经网络学习,将土石堤坝渗漏监测的海量图片进行隐患自动筛选,采取电阻率图像对比技术,获取了对比电阻率图像中隐患体色素阈值的变化率,结合土石堤坝饱和渗透破坏的电阻率变化率,给出了基于土石堤坝三维电场分布的渗漏诊断方法。附录给出了诊断过程实施的核心...


  • ¥68.00

ISBN: 978-7-122-36602-3

版次: 1

出版时间: 2020-06-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-36602-3

语种:汉文

开本:16

出版时间:2020-06-01

装帧:平

页数:167

编辑推荐

本书为作者多年研究工作的经验总结,主要介绍了土石堤坝渗漏基于电阻率图像对比识别技术的诊断方法,提供实际应用案例一份,有较好的参考价值。

作者简介

王日升,山东交通学院,主任、副教授,作者本人一直从事水工建筑物健康诊断的教学及科研。 在山东交通学院从事水工建筑物健康诊断研究,目前共发表相关论文8篇,申报6专利项,软件著作权6项,申请基金2项。

精彩书摘

本书首先研究了土石堤坝隐患三维电场分布规律及渗流场演变过程的三维电场变化规律,然后从土石堤坝检测电阻率图像入手,通过卷积神经网络学习,将土石堤坝渗漏监测的海量图片进行隐患自动筛选,采取电阻率图像对比技术,获取了对比电阻率图像中隐患体色素阈值的变化率,结合土石堤坝饱和渗透破坏的电阻率变化率,给出了基于土石堤坝三维电场分布的渗漏诊断方法。附录给出了诊断过程实施的核心代码。 本书可作为水利工程专业高年级本科生和研究生的学习参考书,也可供相关领域技术人员和科研工作者阅读参考。

目录

第1章绪论1
1.1国内土石堤坝现状2
1.2电阻率成像技术2
1.3土石堤坝坝体材料电阻率特性5
1.4土石堤坝渗流和渗漏诊断方法6
1.5土石堤坝电场分布规律9

第2章土石堤坝三维电场隐患分析11
2.1土石堤坝主要隐患类型12
2.1.1坝体贯通型渗漏通道隐患12
2.1.2动物洞穴及植物根系形成坝体隐患13
2.1.3坝体护坡老化破坏隐患13
2.2土石堤坝典型隐患的概化模型14
2.2.1坝体渗漏通道简化模型14
2.2.2坝体洞穴及裂缝简化模型16
2.3含隐患土石堤坝三维电场分析模型16
2.3.1点源场中均质堤坝三维电场16
2.3.2点源场中堤坝裂缝三维电场18
2.3.3点源场中堤坝洞穴三维电场21
2.3.4点源场中堤坝渗漏通道三维电场27

第3章土石堤坝三维电场分布规律的数值模拟31
3.1三维点源电场的边值及变分问题32
3.1.1总电位的边值问题32
3.1.2异常电位的边值问题34
3.1.3总电位的变分问题36
3.1.4异常电位的变分问题37
3.2三维电场分布的有限元求解37
3.2.1总电位的计算38
3.2.2异常电位的计算39
3.3三维电场分布的有限元模拟实现41
3.3.1Delphi语言开发环境41
3.3.2三维电场模拟分析的实现过程42
3.3.3三维电场模拟分析的加速优化43
3.3.4三维电场模拟分析算例46
3.4三维电场分布规律的数值计算与分析49
3.4.1土石坝体材料电阻率变化规律49
3.4.2均质堤坝三维电场分布数值模拟51
3.4.3含裂缝堤坝三维电场数值模拟54
3.4.4含洞穴堤坝三维电场数值模拟57
3.4.5含渗漏通道堤坝三维电场数值模拟62

第4章土石堤坝渗流场演变过程中三维电场变化规律研究67
4.1土石介质吸水饱和过程中的电阻率变化特性试验68
4.1.1试验材料及模型制作69
4.1.2试验原理与方法71
4.1.3试验测试步骤与程序72
4.1.4土石介质饱水过程中的电阻率响应特征分析73
4.1.5土石复合介质电阻率随饱和度变化规律78
4.2均质土石堤坝渗流场演变与三维电场数值模拟81
4.2.1均质堤坝渗流水头与电阻率关联模型的建立81
4.2.2均质堤坝坝体模型生成83
4.2.3均质堤坝坝体渗透演变过程模拟分析85
4.2.4均质堤坝渗流场演变与电场变化规律分析87
4.3含不同隐患类型堤坝渗流场及三维电场数值模拟98
4.3.1基于渗漏通道渗流场分布的三维电场响应特征分析98
4.3.2基于孔洞隐患渗流场分布的三维电场响应特征分析101
4.4基于渗流场演变的土石堤坝三维电场变化规律分析105

第5章土石堤坝电阻率图像处理与识别方法109
5.1土石堤坝电阻率图像的特征及基本要求110
5.2土石堤坝电阻率图像的预处理方法111
5.2.1基于卷积神经网络场景标注111
5.2.2土石堤坝电阻率图像灰度化处理116
5.3土石堤坝电阻率图像的识别方法研究118
5.3.1基于Canny边缘检测算法的图像边界确立118
5.3.2土石堤坝电阻率图像的霍夫直线检测算法122
5.3.3土石堤坝电阻率图像色彩空间转换及色彩分离124
5.3.4土石堤坝电阻率图像对比的实现流程124

第6章基于土石堤坝三维电场分布的渗漏诊断方法及工程应用127
6.1基于土石堤坝三维电场分布的渗漏诊断方法128
6.1.1基于土石堤坝三维电场分布的渗漏诊断流程128
6.1.2土石堤坝三维电场测试系统与技术要求128
6.1.3土石堤坝三维电场现场数据采集与分析130
6.1.4土石堤坝三维电阻率图像处理与识别130
6.1.5土石堤坝渗漏诊断与评价133
6.2工程应用134
6.2.1工程概况134
6.2.2现场电法测试134
6.2.3测试数据处理136
6.2.4电阻率图像识别140
6.2.5渗漏诊断与结果评判147

附录149
附录1有限元正演模拟节点编号代码150
附录2土石复合介质生成代码153
附录3电阻率图像对比识别算法核心代码157

参考文献161

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