基于LabVIEW的隧道含水地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測系統(tǒng)軟件設(shè)計.pdf

1、隧道是人們利用地下的空間將工程置于地層內(nèi)的一種建筑形式。隨著一系列大規(guī)模隧道工程的建設(shè)，我國目前已成為世界上修建隧道數(shù)量最多、規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家。然而，復(fù)雜的地質(zhì)條件和頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害一直威脅著隧道工程的安全。其中，突水、涌泥災(zāi)害已多次給隧道施工帶來人員傷亡和財產(chǎn)損失，同時也對地表和隧址區(qū)的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境造成不可修復(fù)的傷害。因此，尋找一套行之有效的隧道地質(zhì)探測方法，已經(jīng)迫在眉睫。
　　自然電位法、電阻率法與時域激發(fā)極化法相結(jié)

2、合進行探測可以有效地預(yù)測隧道前方含水結(jié)構(gòu)的情況。這種組合探測可以實現(xiàn)參數(shù)的相互補償、消除多解性，預(yù)測含水結(jié)構(gòu)的存在、位置及含水量，為隧道施工提供可靠的地質(zhì)信息。
　　另一方面，虛擬儀器是現(xiàn)代測試技術(shù)與儀器技術(shù)的發(fā)展方向。虛擬儀器以通用計算機作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺，充分利用通用計算機的性能優(yōu)勢，將傳統(tǒng)儀器的功能與控制面板軟件化。這樣通用計算機的資源優(yōu)勢就能與傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能完美結(jié)合，形成“軟件即儀器”的新型儀器。虛擬儀器的概念由

3、美國國家儀器首先提出，由它推出的LabVIEW圖形編程環(huán)境正是基于虛擬儀器的思想設(shè)計研發(fā)的，是虛擬儀器開發(fā)領(lǐng)域的主要編程環(huán)境。
　　本文課題正是基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用NI公司生產(chǎn)的集模擬電壓采集、模擬電壓輸出、數(shù)字信號輸出于一體數(shù)據(jù)采集設(shè)備，構(gòu)建的一套適用于隧道含水地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測系統(tǒng)的人機交互友好的虛擬儀器軟件平臺，用以保障隧道施工安全。本軟件系統(tǒng)采用三種電法綜合探測，克服了之前同類軟件系統(tǒng)采集部分與供斷電部分分別控制，斷

4、電時刻需靠數(shù)據(jù)反推的缺陷，進一步提高了探測的精確度和預(yù)報的可靠性。
　　本論文首先介紹了本課題的研究背景和領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀。其次，分析了自然電位、電阻率法與時域激發(fā)極化法相結(jié)合的探測機理。再次，結(jié)合具體指標(biāo)，進行整體設(shè)計方案。之后，以模塊為單位，詳細介紹了用戶登錄模塊、打開文件模塊、工程設(shè)置模塊、測量設(shè)置模塊、接地電阻模塊、電阻率法模塊和激發(fā)極化法模塊，7大模塊的軟件實現(xiàn)方案。最后，本軟件系統(tǒng)經(jīng)過模擬測試階段的不斷調(diào)試、修改、優(yōu)化，通