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专利号: 2019101358651
申请人: 河北工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于,包含步骤:

1)将传输线以横纵排空间交错的布线方式铺设于HDPE膜下土壤层中;

2)利用垃圾渗滤液对土壤三种电学传输参数的改变,分别测得改变前后三电学传输参数的数值范围;

3)基于时域有限差分迭代方法得到数值解从而确定HDPE膜的具体渗漏位置。

2.根据权利要求1所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述步骤2)涉及的系统包括两部分,即垃圾填埋系统和漏点检测系统,其中,垃圾填埋系统自上而下为垃圾层、卵石层、上层土工布、上层HDPE膜、GCL层、下层土工布、下层HDPE膜、天然土壤层,该漏点检测系统位于天然土壤层之中。

3.根据权利要求2所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述漏点检测系统包含传输网格定位检测装置,是由横纵排空间交错的两排平行传输线组成,其中横排或纵排信号始端由多路模拟开关系统依次接通相邻两根传输线,且激励信号为交流信号。

4.根据权利要求3所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述相邻的线与线间距为0.15m,横纵排间距为0.25m。

5.根据权利要求以上任一权利要求所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述步骤3)包括:(1)传输参数的标定;

(2)定位模型设置;

(3)进行定位分析。

6.根据权利要求5所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述步骤(1)传输参数的标定的方法:①对于非渗漏区域土壤层,采用系统分层抽样方法来提取样本,将土层均匀分为去q层,每层采用四点取样法随机取n/q个样本点,构成样本集合,分别检测n个样本点的磁导率μ、电导率σ、介电常数ε,其中:②对于渗漏区土壤层,采取随机抽样求取平均值方法来确定电学传输参数,随机取n个样本点,所对应磁导率、电导率、介电常数分别为(μ1,μ2,…,μn),(σ1,σ

2,…,σn),(ε1,ε2,…,εn),则平均电学传输参数为:

7.根据权利要求5所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述步骤(2)定位模型设置公式为:式中,H表示磁场强度,E表示电场强度,μ表示磁导率,ε表示介电常数,σ表示电导率;

根据t=(n-1)Δt时刻电场与t=(n-1/2)Δt时刻磁场,可得到t=nΔt时刻电场En;同理,根据t=(n-1/2)Δt时刻磁场与t=nΔt时刻电场,可求得t=(n-1/2)Δt时刻磁场Hn+

1/2。

8.根据权利要求5所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述(3)进行定位分析步骤:当HDPE膜中某区[Xi,Yj]发生渗滤液渗漏时,在实验检测始端可依次得到各检测区的电场响应实验值A[Xn,Yn],其中[Xn,Yn]为区域坐标,由于渗漏区与非渗漏区电场响应实验值差异明显,所以由A[Xn,Yn]的比较结果,可推得渗漏区位于[Xn,Yj];

采用网格搜索法把[Xn,Yj]区域划分为[X1,Yj],[X2,Yj],…,[Xn,Yj];假设漏点位置为[Xa,Yj],根据FDTD法计算出的检测位置电场响应值为A[Xa,Yj],则可得式(27):A[Xi,Yj]-A[Xa,Yj]=δa(a=1,2,…,n) (27)δa为计算值与实验值之间的误差的绝对值,取:

δa=min(δ1,δ2,…,δn) (28)

则δa所对应的[Xa,Yj]区为漏点位置,其中Yj可为任一值。

9.根据权利要求1所述的利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法,其特征在于:所述三种电学传输参数为磁导率、电导率及介电常数。