隧道瞬变电磁任意点垂直分量全域视电阻率解释方法

针对目前隧道瞬变电磁超前预报主要利用垂直分量晚期视电阻率断面进行近似解释存在的不足,研究隧道瞬变电磁任意共面垂直磁场全空间全域视电阻率解释方法。首先,从电偶极子的均匀全空间响应公式出发,通过对偶极子响应进行矢量叠加,计算隧道全空间回线源瞬变电磁场垂直分量的响应;然后,根据全空间磁场时域响应推导隧道瞬变电磁共面垂直磁场的全域视电阻率的定义方法,介绍利用反函数原理进行电阻率计算的数值迭代方法;最后,计算并分析隧道腔体和含水体对视电阻率的影响。将该解释方法与传统解释方法进行对比分析,计算结果表明,该视电阻率定义方法较其他方法可以避免隧道腔体的影响,能够更好地对含水构造进行探测。     

隧道全空间瞬变电磁任意点垂直磁场分量全域视电阻率解释方法研究

 针对目前隧道瞬变电磁超前预报主要利用垂直分量晚期视电阻率断面进行近似解释存在的不足,文中研究了隧道瞬变电磁任意共面垂直磁场全空间全域视电阻率解释方法。首先,从电偶极子的均匀全空间响应公式出发,通过对偶极子响应进行矢量叠加,计算隧道全空间回线源瞬变电磁场垂直分量的响应。然后,根据全空间磁场时域响应推导了隧道瞬变电磁共面垂直磁场的全域视电阻率的定义方法,介绍了利用反函数原理进行电阻率计算的数值迭代方法。最后,计算并分析了隧道腔体和含水体对视电阻率的影响。将文中解释方法与传统解释方法进行对比分析,计算结果表明,文中视电阻率定义方法较其他方法可以避免隧道腔体的影响,能够更好的对含水构造进行探测。     

隧道地质预报中的瞬变电磁视纵向电导解释方法研究

瞬变电磁隧道超前地质预报最常用到的成果解释图为视电阻率等值线图,但由于视纵向电导相对于视电阻率等值线图具有更好的电性界面识别特征,因此,研究隧道超前地质预报中的瞬变电磁视纵向电导解释方法就显得很有意义。通过建立在全空间条件下的等效导电平面法来计算视纵向电导参数,并且详细阐述了视纵向电导曲线及其一次、二次微分曲线之间的关系。然后,通过建立隧道正演夹层模型和实际应用实例对视纵向电导的解释特点和效果进行较为全面的分析研究,并深入讨论了视电阻率等值线图与视纵向电导二次微分成像联合解释方法。最后,总结和归纳出视纵向电导在瞬变电磁超前地质预报解释中的一些方法特点和规律,以此指导瞬变电磁法在隧道内的超前地质预报工作,不断提高瞬变电磁隧道超前地质预报的精度及准确度。     

电场源广域电磁法全区视电阻率研究

通过构建地下均匀半空间获取视电阻率模型,确定模型中实测水平电场源在方向角φ角方向上的分量值,结合广域电磁法中包含视电阻率Eφ的表达式,采用迭代方法计算间接得到地下视电阻率。相比广域电磁法直接求解视电阻率,降低了获取视电阻率的难度。对不同频率下的视电阻率进行理论试算,证明广域电磁法的优越性。     

活性炭测氡和瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用

介绍了活性炭测氡法探测采空区的基本原理。用测氡仪器通过测量可以计算出氡气浓度,进而确定采空区位置。根据采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法,通过视电阻率拟断面图和感应电压比值图可以准确探测出采空区的位置。以山西西山某矿采空区为例,说明活性炭测氡和瞬变电磁法在探测采空区是可行的。     

瞬变电磁勘探技术在某采空区探测中的应用

当地下存在电性不均匀体时,通过瞬变电磁法会观测到电性不均匀体的涡流异常场,进而推断矿体、地下水、采空区等地下盲体的存在和部位。应用瞬变电磁勘探方法对大湾锌钼矿采空区进行勘查,介绍瞬变电磁法野外数据采集技术并对采空区的瞬变电磁法视电阻率异常特征进行了分析。     

瞬变电磁法数据滤波方法对比研究

瞬变电磁法在煤矿地质调查中应用广泛,它是利用二次场来探测地质体的一种方法。在各种噪声的影响下,地质目标的瞬变电磁响应(二次场信号)被淹没在噪声之中,直接影响了瞬变电磁信号的质量以及后期的数据处理和视电阻率的计算等。本文在实例研究的基础上,分析对比了瞬变电磁数据处理中常用的多项式滤波、三点滤波、无相移滤波和卡尔曼滤波方法对所探测地质体的数据处理效果,研究结果表明,多项式滤波、三点滤波和无相移滤波具有相似的数据处理效果,均能够很好地反映地层的产状特征,而三点滤波和无相移滤波能较好地反映较小地质体和断层,表现出了良好的空间分辨效果。     

隧道瞬变电磁多点阵列式探测方法研究

 针对传统的隧道瞬变电磁探测与解释仅主要依靠二维视电阻率断面图的不足,借鉴地面大回线中心装置瞬变电磁的观测方式,提出隧道瞬变电磁多点阵列式探测方法。研究瞬变电磁非中心点垂直分量频率域响应双重贝塞尔函数强振荡型积分的计算方法,以中心点频率域响应多项式为基函数,定义多项式形式的非中心点频率域响应表达式,通过最小二乘拟合的方法得到多项式系数。推导瞬变电磁非中心点时间域响应公式,在瞬变电磁场晚期近似条件下,给出非中心点垂直分量晚期视电阻率公式,实现隧道瞬变电磁探测时观测回线内非中心点垂直分量响应能够转换为视电阻率图像进行解释,为隧道瞬变电磁多点阵列式探测提供理论基础,提出利用隧道瞬变电磁阵列式探测响应数据进行三维视电阻率综合解释的方法。在理论研究的基础上,结合现场试验,开展隧道瞬变电磁多点阵列式实际探测研究,对隧道底板下方含水构造进行多点阵列式探测,对探测结果进行对比和解释,形成三维视电阻率图,分析得到含水构造的三维空间展布规律。     

视电阻率测深和音频大地电磁测深在坦桑尼亚某金矿区探测效果的对比分析

隐伏矿产勘查是我国乃至世界现今的主要任务,电阻率测深法和大地电磁测深法是寻找深部矿和隐伏矿的主要工作手段;根据大功率视电阻率测深与音频大地电磁测深在坦桑尼亚某金矿区的实际应用,结合钻孔地质剖面对两者的测量结果反演后进行了对比研究,分析了两种测深方法在构造蚀变岩型金矿上各自的探测效果,研究认为:采用视电阻率测深和音频大地电磁测深可以推测地下构造带电性分布特征、地质结构、构造产状及矿(化)体的赋存空间,音频大地电磁测深对矿区深部构造形态反映效果较好,显示了构造蚀变带的垂向延伸情况;视电阻率测深在反映中、浅部地质体特征方面效果较好,并进一步提高了对大地电磁异常的横向分辨能力,能够为布置钻探工程提供更加充分的依据。     

基于冻土视电磁电阻率划定融冰/富冰区(英文)

调查了在多年冻土区解冻识别过程中明显的电磁电阻率,得到了富冰地区一个新参数应用效果的实验结果。结果表明,该融冰丰富区域的电阻率和介电常数,可有效地划定联合账户。这个参数是根据模块测量数据和表面电波阻抗参数在10~1 000 kHz频率范围内测定的。549 kHz的结果表明,这种明显的电磁波电阻率解冻区域上方的异常为-97%和视电阻率的异常是-59%。在864 kHz的结果显示,这种明显的电磁电阻率的冰丘细胞核上面的异常率为74%时,表观电阻率的异常为32%。在分析过程中电阻率电磁增加,地下冰和冻土等富含冰的物体显著异常。     

隧道掌子面前方低阻夹层的瞬变电磁探测研究

 实践表明,隧道掌子面前方含水、充泥等不良地质体对隧道施工构成潜在的危险和障碍,严重影响隧道施工速度。由于瞬变电磁法对低阻体反应灵敏,在进行瞬变电磁隧道超前地质预报时,这些含水、充泥等不良地质体通常又可以近似当成一种低阻夹层来处理,因此,利用瞬变电磁法对掌子面前方低阻夹层的探测研究就显得很有意义。采用建立在全空间理论上的瞬变电磁等效导电平面法,利用遗传算法进行计算,并结合视纵向电导及其微分成像对隧道掌子面前方低阻夹层展开相应的正演模拟及应用研究,重点讨论视纵向电导微分成像的电性界面响应特点及其与视电阻率断面等值线联合解释方法,总结出相应的结论和规律,以此来指导瞬变电磁法在隧道内的超前地质预报工作,不断提高瞬变电磁探测的精度及准确度。     

基于MATLAB的直流电测深最优化反演法

在水平或近水平层状地层条件下,直流电测深的视电阻率可以近似表述为离散形式。为了便于电测深的解释工作,本文采用最优化反演法。根据实测数据,给出初始模型参数即层数、各层电阻率和厚度,推导出电阻率转换函数,计算理论视电阻率值,直接拟合实测视电阻率,计算拟合程度。在MATLAB开发环境下设计了可视化程序,操作简便,人机交互良好,可以很好地实现正演理论模拟,同时可以实现反演过程,拟合曲线效果可以实时显示。应用表明,该反演程序可以得到良好的结果,拟合精度达到要求。     

瞬变电磁法在城市岩溶探测中的应用

城市地下水的分布影响着城市的规划和工程建设,山东省济南市城区泉水广泛发育,查明地下水分布和岩溶发育特征有利于减少地质灾害,对指导城市工程建设意义重大。通过对泉群集中区三个路段进行瞬变电磁法探测,根据反演视电阻率断面图反映的测区地电特征,推断出富水部位,查明了地下岩溶发育特征及深度。结果表明,经十路、大明湖路、历山路地层成层性明显,第四系隔水层厚度大于15m,岩溶发育平均深度在20~40m之间,城市地下工程建设应避开地层薄弱和岩溶发育区。瞬变电磁法探测的应用,可以很好地解决工程地质问题。     

提高深部勘探电法仪器数据采集质量的方法研究

深部勘探电法仪器通常由于信号微弱,并且存在较强的人文干扰、电磁耦合干扰等多种干扰因素,以至于运用传统的或者单一的方法很难得到较高质量的数据。该研究以现代数字信号处理方法为主,并辅以合理的模拟信号调理相结合的方法来达到提高深部勘探电法仪器数据采集质量的目的。文章通过介绍基于2~n伪随机信号的深部勘探电法仪器的数据采集、处理过程,以及其在工程实践中的应用实例,阐述了提高深部勘探电法仪器数据采集质量的方法体系及应用效果。     

北京地区土壤视电阻率的差异探讨

本文通过对北京地区土壤视电阻率的实测值进行统计分析,总结了北京区域的实测视电阻率数据分布规律为西部及北部数值偏高,向东南方向逐渐降低。通过对不同地层中土壤视电阻率数值进行对比,认为在地面测得的岩体视电阻率不仅受岩石矿物成分及致密程度影响,更主要的影响因素是岩体完整程度、岩体质量等级、裂隙填充物成分、裂隙水情况等;卵石层顶面埋置深度以及地下水埋藏条件是视电阻率实测数值大小的主要决定因素;土及砂层的视电阻率则离散性较大。本文对土壤电阻率差异的探讨,对视电阻率的实际应用具有指导意义。     

高密度电法在地下水渗流通道探测中的技术应用

地下水渗流可能会引起土体物理性质改变,引发地质灾害。高密度电法用于地下水探测宏观成像分辨率高,采用高密度电法对某居民区地下水渗流通道进行探测,通过观察分析视电阻率反演图像,追踪低电阻率异常来判断地下水渗流通道及富水区位置,最终发现场区内地下水在重力的作用下由西向东,通过地下车库顶板上方和地下车库外墙间两个渗流通道,在场区东南侧汇聚成富水区,造成下方毛石护坡局部涌水。该推断为下一步处理方案设计提供了准确的依据。     

边界元法在中梯装置视电阻率二维地形改正中的应用

文章应用边界单元法进行中间梯度装置视电阻率法二维任意地形改正。在此过程中,应用边界单元法数学理论基础,编制求解方程组的计算机程序,并计算了纯地形的视电阻率。通过与模拟实验结果对比,证明其正确性,然后将实际项目的实测电阻率与其纯地形视电阻率进行比值改正,有效地解决实际地球物理问题,验证了方法的实用性和有效性。     

大回线源瞬变电磁法最小探测深度的分析与估算

由于线圈的自感耦合作用 ,使瞬变电磁早期时间道信号严重失真。为研究瞬变电磁早期信号的特性 ,分析了瞬变电磁线圈等效回路的暂态过程 ,得出线圈自感信号振幅的理论表达式 ,计算了不同大小线圈的自感信号的幅值和衰减时间范围 ,得出了瞬变电磁测深法对地探测时存在一个不可分辨的“盲深度”。作者提出了不同线框大小和不同介质电阻率情况下 ,估算瞬变电磁能探测的最小深度的方法并给出了估算结果。所研究成果对进一步研究瞬变电磁早期场的附加效应打下了基础。同时得出的瞬变电磁最小探测深度的结论对野外生产工作具有指导意义     

可控源大地电磁测深方法在河北三河市东部山区水文地质调查中的应用

随着三河市东部山区近年来的快速发展,对水资源的需求也日益增加,良好的物探勘查方法是解决日益严峻的水资源需求的关键。我们应用对中深部勘查效果较好的方法可控源大地电磁测深法对该地区进行地下水勘查研究。通过研究地质资料、布置测线、数据采集、数据处理、数据反演分以及钻探、对比验证最终得出该地区的地下水的赋存位置及空间展布,从而验证可控源音频大地电磁测深法在三河市东部山区水文地质勘查中良好的应用效果。     

坑道掘进瞬变电磁超前探水解释方法的改进研究

瞬变电磁方法已在坑道超前探水中发挥重要作用。因实际测试时存在电流关断时间,激励场不再满足阶跃关断条件。以水平电偶极子瞬变场响应为基础,给出坑道瞬变电磁多匝小回线中心阶跃瞬变场表达式。通过对3种非阶跃关断瞬变场的响应计算,确定了关断时间的影响范围,指出关断时间的影响对于坑道掘进前方浅部含水体的探测不可忽略。推导了全空间线性关断条件下全程视电阻率算法,从而改进坑道超前探水解释方法。物理模型实验和实例应用结果表明,该方法对于坑道掘进前方浅部含水体的空间划分更好,增强了瞬变电磁法对岩层富水特性的判定能力。