水平电偶源频率电磁测深理论曲线的正演计算

水平电偶源频率电磁测深是采用水平接地电偶极子在地下激发电磁场,在地面上分别测量电场分量和磁场分量（也可测相应场分量的相位）,以提取反映地质构造的信息。      

水平层状介质电磁法数据时频联合反演

通过一维层状介质电磁法数据的时域和频域正演结果,对不同电阻率大小的电阻层进行了反演计算,说明了在这种情况下电磁法数据时频联合反演的合理性.正演计算了一维层状模型下水平电偶极频率域水平电场响应及利用G-S变换计算时间域垂直磁场导数响应;利用最光滑模型约束反演方法建立了时频联合反演迭代公式.通过理论模型反演试算表明,该反演效果较好.     

GPR数据时间域交错网格有限差分模拟

用有限差分（ＦＤ）时间域数值方法,我们开发、试验和实施了二维介质中数字探地雷达（ＧＰＲ）波动传播的模拟。由于现有ＧＰＲ仪器的操作频率的缘故,我们考虑了ＴＥ波的一阶效应,与频率有关的衰减以说明记录响应的重要变化。交错网格技术用于使场简单化以及用四阶有限差分逼近空间导数。时间导数用二阶有限差分时间－推进系统来显示。通过结合单程波动的旁轴近似（Ａ２）和阻尼手段（海绵滤波）,我们得到了能有效吸收向内及向外     

管线渗漏异常探地雷达数据的电场分量成像分析

探地雷达（GPR）是管线渗漏探测的有效方法,但是当地下介质分布较为复杂时,难以直接从GPR数据剖面图中准确识别出渗漏异常区。为此,针对渗漏异常区含水量高的特点,根据反射波系数与介电常数的关系,提出了GPR数据的电场分量成像技术。利用时间域有限差分法（FDTD）模拟了不同介电参数的地质模型在GPR中的电磁波响应,由正演模拟结果可知分界面两侧介质的介电常数差异性越大反射波能量越强。最后将GPR数据的电场分量成像技术应用于某工业区管道渗漏探测中。试验结果表明,管道渗漏异常区在电场分量图谱中表现为高幅值区。      

时变场中导电导磁体的边界元素法

该文研究了低频人工时变场（似稳场）中任意导电导磁矿体的边界元素法。通过对矢量位的边界积分方程，再以样条边界元素法进行离散，得到实分量的常系数方程组和虚分量的二阶微分方程组。此方程可利用时间积分的样条函数方法求解，解出适量位后，利用磁场强度与矢量位Ａ的相应关系而求得二次磁场的水平分量和垂直分量。     

电磁场从频率域转换到时间域的几种算法比较

研究了电磁场从频率域向时间域转换的三种具体算法，即余弦变换多项式近似法。Ｇ－Ｓ法和数值线性滤波法；用这三种变换法对电偶源电场的瞬变响应Ｅ＿（ｘ２）（ｔ）进行了计算；将计算结果同解析解进行了比较，对比了三种算法的计算精度。     

激电效应对瞬变电磁影响特征研究

当地下存在极化体时,在瞬变电磁测量中可能会出现负电磁响应。为了研究极化体所产生的激电效应对瞬变电磁的响应规律,以频域电磁正演为基础,采用余弦变换,这里重点研究了在电偶源激发下,层状可极化大地和半空间三维极化体电场分量瞬变响应特征,总结了激电效应对瞬变电磁响应的影响规律。     

时间域电磁场偏移成像方法研究

采用 Gaver-Stehfest( G-S)方法模拟水平电偶极源在不同介质模型中地表面的负阶跃波电磁场响应 ,然后引入逆时序偏移的观点 ,把这些电磁场响应作为实际观测值 ,利用 Stratton-Chu积分公式将其向下偏移 ,对偏移后的电磁场值进行归一化处理并对场值求偏导数 ,重建地下拟地震深度剖面图 ,实现时间域电磁场的偏移成像。选用了均匀介质、含良导和高阻薄层水平均匀层状介质模型以及高阻柱体、断层等模型分别进行计算 ,成像的结果表明能够得到较高质量的地下地电构造图 ,从重建的深度剖面图中可以识别出地下反射界面的位置 ,该图比时间剖面直观。     

任意角度瞬变电磁测深正演问题计算方法

针对目前比较普遍的瞬变测深晚期场计算精度较低的情况,本文依据频率域电磁场实虚分量的奇偶性及付氏变换的导数性质,利用余弦变换实现了由频率域到时间域电磁场的转换。计算表明,本算法计算晚期瞬变电磁及视电阻率响应具有较高的精度。文中重点计算了单一偶极供电,多点测量的任意角度瞬变测深的正演问题,并对其规律性作了总结。     

用多分量感应资料快速重建层状地层的纵横向电阻率和水平界面深度

研究建立用多分量感应测井资料同时快速重建水平层状横向同性介质中横向与纵向电阻率和层界面深度的有效方法。首先,利用电磁场摄动方程、电导率函数与模型参数关系方程以及模式匹配算法得到电磁场并矢Green函数的半解析解,建立多分量感应测井响应的Frèchet导数矩阵的快速算法;在此基础上,借助于规范化处理和奇异值分解技术,给出同时反演水平层状地层中各个地层的纵、横向电阻率以及层界面深度的迭代过程,实现理论合成资料与输入资料的最佳拟合。数值计算证明,该反演算法能够取得较满意的反演效果。     

磁性源瞬变电磁测量中激电效应作用规律的探讨

在瞬变电磁(TEM)响应中,由于地电体的频散特性,常常叠入感应激发极化(IIP)效应。IIP效应常常使TEM响应发生畸变,甚至给TEM数据解释带来困扰。本文采用理论计算、土槽物理模拟实验、野外试验等方法,对IIP效应的影响及其作用规律以及分离方法作了探讨,得到了许多规律性的认识及有意义的结果。     

E-E_φ、E-E_x广域视电阻率对比与应用

在准静态极限条件下,利用水平电偶极子电磁场电分量的表达式,讨论了Eφ分量、E x分量的幅值范围。在均匀半空间的条件下水平电场Eφ分量、E x分量幅值范围不同,测量Eφ分量计算广域视电阻率可以扩大野外的观测扇区,减小施工成本。数值计算结果表明广域电磁法也有近区的存在。通过二层地电模型的正演理论曲线的讨论以及野外实测数据的对比与分析,发现E-Eφ分量定义的广域视电阻率受观测角度的影响较E-E x广域视电阻率小,在相应的观测扇区内不会发生视电阻率曲线畸变。     

水平电偶源r方向电场值应用的理论研究

根据准静态极限条件下,水平电偶极源在均匀半空间表面产生的r方向电场分量E r表达式,分别在一维和三维条件下,对E r进行数值模拟并迭代计算出相应视电阻率,讨论E r的观测范围和应用优势。在一维条件下,通过对四种典型层状模型(两层D、G,三层H、K)的数值计算,并与相同条件下的E x视电阻率进行对比,结果表明:E r比E x受测量方位的影响更小;在三维条件下,选取均匀半空间存在异常体的模型,采用积分方程法对E r进行数值计算,与相同条件下的E x视电阻率进行对比,结果表明:当均匀半空间存在低阻异常体时,E r对低阻体y方向边界的反应比E x效果较好。     

电偶源瞬变电磁测深研究（三）——大地表面瞬变电磁场

由逆拉普拉斯变换将均匀大地面上的电偶极子源谐变电磁场转换为瞬变电磁场,并计算出B_z(t)/t瞬态曲线;对分层大地面上的瞬变电磁场,采用折线逼近法计算余弦变换得出H_z(t)瞬态曲线。从计算结果分析可知,瞬变电磁测深可实现较小极距探测较大深度。      

时间谱电阻率法的二维正演算法

时间谱电阻率(TSR)法的二维正演, 是计算可极化二维地电构造上三维电流偶极源的电场瞬变响应, 属所谓2.5维时间域电磁场数值模拟问题, 是目前国际上未妥善解决的计算地球物理疑难问题.针对现有算法的局限性, 建立了新的算法, 其特点是: (1)采用二维有限单元算法, 在矩形网格中增加两对角线形成三角网格剖分, 同时用高斯消元法消除矩形网格中心结点的待求未知量.这样, 既可较准确地模拟任意二维复杂地电断面, 又可节省计算量.(2)采用直接计算二次场的新算法, 只需计算电场和磁场沿地电构造走向两个分量的一次场, 因而, 不但计算精度较高, 而且不显著增加计算量.(3)采用G -S变换法作逆拉氏变换, 并利用拉氏变换延迟定理在倍增的时间间隔中插值, 从而实现对密集采样时间瞬变过程的快速计算.(4)能对可极化和导电大地(即同时包括IP和EM效应).      

电偶源瞬变电磁测深研究(五)--实测感应电压转换成垂直磁场

阐述了电偶源瞬变电磁测深感应电压Ｖｚ（ｔ）转换为垂直磁场Ｈｚ（ｔ）的方法,以便计算全区视电阻率,进行定性与定量解释。     

全时域时间谱视电阻率算法研究

本文采用数值逼近的方法,逐段用多项式表示偶极—偶极排列的瞬变电场。根据求出的多项式指数和系数,建立全时域时间谱视电阻率的算法。该算法能对小收发距（ｒ与ｈ１相近或更小）时的瞬变电场,计算出可形象反映地电断面的视电阻率。     

磁性源近区瞬变电磁法电阻率偏低的原因

探讨瞬变电磁法观测电阻率偏低或很大偏低于实际电阻率的原因。认为它是由供电期间供电回线与接收回线之间电场耦合产生的附加效应造成的,该效应产生的电势成为观测瞬变电势的强背景值;最后给出了减弱（或消除）这种电场干扰的方法与措施。     

电偶源瞬变电磁测深研究（二）——瞬变电磁场的求解方法

主要指出了瞬变电磁场求解的几种方法,重点阐述频率域的方法,也就是利用已有的频率域的解,通过傅里叶变换或拉普拉斯变换的逆变换求得时间域的瞬态解。      

电提取法时量曲线测量中几个问题的研究

本文针对电提取法时量曲线测量中存在的一些方法技术问题,通过理论与实验研究给出了补液取样和不补液取样的时量曲线浓度校正公式及校正方法;明确了电提取离子含量与供电电量Q＝I·t有关,即由供电电流强度(I)和供电时间(t)的乘积来决定;证实了采用间断供电方式时,只要累积电量与连续供电相等,则其提取结果和时量曲线变化特征将基本一致。