中国安全科学学报

作者：张艳辉, 张雨燕, 胡宇佳, 罗志彬, 赵维刚

单位：石家庄铁道大学 安全工程与应急管理学院,河北 石家庄 050043

关键词：高斯混合模型(GMM)聚类,高密度电阻法,道路塌陷,隐患探测,分辨率

基金：国家自然科学基金青年科学基金资助(42104079); 国能朔黄铁路发展有限责任公司技术开发项目(GJNY-20-230); 河北省自然科学基金面上项目资助(D2025210007); 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC202458)

为解决道路塌陷隐患探测中高密度电阻法分辨率不足和异常识别精度有限的问题,开展基于高密度电阻法的道路塌陷隐患探测分辨率测试和基于高斯混合模型(GMM)聚类的异常识别方法研究。文中正演采用有限差分法,反演采用高斯-牛顿法,通过数值模拟测试不同电极间距的配置对探测分辨率的影响;结合管网漏损诱发道路塌陷的背景,设计地下病害在不同发展阶段的地电模型,采用GMM聚类分析方法优化高密度电阻法的反演结果。结果表明:调整电极间距和测量参数能显著提高探测分辨率,在4.5 m深度下,缩小电极间距能够有效刻画1 m尺度的地下病害体的位置和形态,且0.5 m电极间距能够兼顾探测精度与计算效率,即探测目标异常体尺度的1/2左右。对于同样埋深的异常体,低阻病害的电阻率值恢复效果优于高阻病害,为不同病害目标探测提供参数优化依据。通过管网漏损诱发的地下空洞模型测试,揭示了高密度电阻法在探测不同阶段漏水病害的可行性,而基于GMM的聚类分析进一步提高了异常区域的识别精度。

来源：2025年第10期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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