高密度电阻率法在园博塔选址勘察中的应用

以隧道与围岩的电性差异为前提,应用高密度电阻率法在第九届中国（北京）国际园林博览会选址区勘探。根据全站仪准确定位和温纳方式现场数据采集,再对数据进行处理和地形校正后,应用Res2dinv高密度电阻率数据二维反演软件完成反演,结合二维地电断面解释结果,定量计算确定了鹰山1号隧道平面分布特征和顶部高程,为拟建园博塔的设计和修建提供了相关的技术依据。     

三维电阻率空间结构约束反演成像方法

 反演的多解性是三维电阻率探测的固有问题,极易造成地质解释的误差甚至错误。针对该问题,提出利用其他勘探地球物理方法(如地震反射方法、地质雷达方法等)获得的异常体的空间结构和形态信息作为电阻率反演先验约束的学术思路。首先,提出空间结构约束这一新约束的构制方法,将已知异常区域(由其他勘探地球物理方法得到)映射到三维反演模型中,使得对应区域的各网格之间的电阻率差异极小,建立一种表达简单、易于实现的空间结构约束矩阵,可表征常见典型构造,特别是形态或结构较复杂的地质构造。在此基础上,构造携带空间结构约束的三维电阻率探测反演目标函数及其反演成像方程,形成三维电阻率探测空间约束反演成像方法。然后,基于上述反演方法,开展数值试验和工程应用,将地质雷达和地质分析获得的空间结构约束施加到三维电阻率反演中,发现利用三维电阻率空间结构约束反演方法大大增加了异常区域的先验信息,可有效去除反演成像中的假异常和多余构造,对异常体的定位精度和界面分辨效果较传统的电阻率反演方法有了很大的提高,使得反演结果与地质原型较为一致,显著压制了电阻率探测反演的多解性问题,证明三维电阻率探测空间结构约束反演成像方法是抑制多解性、改善定位精度和界面分辨效果的可行途径。     

电阻率二维反演方法以及在工程中的应用

采用基于光滑约束的最小二乘二维电阻率反演成像方法,提出反演方程快速求解算法,显著改善了二维电阻率勘探反演成像的效果与效率,在滑坡体勘探和城市地铁勘探应用中,能够清楚、直观地探测出溶洞、断层等地下异常体的形态以及空间位置。     

三维上覆岩层压力计算方法研究

 提出一种基于单点算法假设的三维上覆岩层压力计算方法,能够利用三维密度数据准确计算三维上覆岩层压力。首先,利用测井约束地震反演技术求取三维密度数据体;然后,以单点算法和空间插值为基础利用密度反演数据逐点计算上覆岩层压力梯度;最后,再次借助空间插值技术重构三维上覆岩层压力体。该算法将单井约束和地质分层信息相结合,有效提高三维上覆岩层压力场的计算精度。根据三维上覆岩层压力计算方法编制相应的计算机程序,以酒东盆地营尔凹陷的一地震勘探区域为例计算该区域的三维上覆岩层压力梯度,并与该区域上的已钻井的单井上覆岩层压力梯度进行对比分析。对比结果证明该方法计算精度较高,可以满足工程需要。     

基于正则化重力异常向下延拓在蟒岭岩体西部地区二维地质反演中的应用

通常勘探工作中测量到的重磁数据,是由不同地质要素叠加而成,其包含了许多宝贵的信息,是不同规模和埋深的地质体的综合反映。若能从观测到的重磁数据中将不同地质体产生的异常分离出来,就能分别研究其地质含义。为此,文章应用正则化向下延拓的方法处理重磁资料,可实现利用位场划分垂向迭加场源体的目的。现我国探地探测一般小于500 m,而目前世界先进水平勘探开采深度已达2500～4000 m,现有勘测深度已经远远不能满足我国经济发展需求,因此需要研究一种高效、可靠的地球物理方法来探测地球深部。文章探索性的使用正则化下延来反演地表3000 m深度的地质内容,希望借此为二维地质反演提供初始模型起到抛砖引玉的作用。     

高密度电法探查地质构造在赤道几内亚的应用

非洲赤道几内亚某水电站坝址区需要了解第四系覆盖层的厚度,并需要查找断层,确定断层的产状等。经过试验,选择了高密度电阻率法作为该区勘探的基本地球物理手段。该区共布置近20条测线,对数据处理和反演后,参照地震折射和钻孔数据,确定了地层划分标准的物性参数。经过仔细的地质解释,得到了覆盖层的厚度和断层分布等成果,并用钻孔验证了分析结果的正确性。该区的勘探实践证明,高密度电阻率法在第四系覆盖下的花岗岩风化带和新鲜岩石这样的地质情况下有很好的勘探效果。     

航空和地面综合地球物理方法开展干热岩探测研究

通过讨论干热岩对其附近岩层磁性和电性的影响,结合磁法和大地电磁法勘查的发展现状,提出了利用航空和地面综合地球物理方法开展干热岩勘探的思路设想,即利用航磁测量、航空天然场电磁测量(ZTEM)及大地电磁测量(MT)综合方法互相配合、优势互补,利用磁化强度矢量反演得到地下三维磁化率分布特征模型,利用印模法将ZTEM与MT数据有机结合起来,得到较大面积的地下三维视电阻率特征模型,磁电综合分析,实现快速勘探干热岩,加快我国开发和利用新型清洁能源——地热能的步伐。     

电阻率影像法及在水文和工程地质中的应用

电阻率影像法的基本原理与常规的直流电阻率法相同, 但它采用阵列勘探方式进行实际勘察,用二维反演方法进行数据处理, 又经计算机成像, 勘探效果很大提高, 可以说是地学中的ＣＴ。本文介绍了该方法的基本原理, 并给出了几个理论算例和野外实例。     

高密度电法在城市轨道基岩突起区勘察中的应用研究

城市轨道交通的建设是近年来城市建设的主要方向。基岩的突起面是轨道交通建设所要解决的重要问题。本文以厦门轨道交通工程为基础,应用高密度电阻率法对地铁地下区间基岩突起异常区域开展勘测工作,并对所采集的野外数据进行处理和反演获得测区二维电性结构图。依据测区内的二维电性结构特征和测区内的区域地质情况进行交叉分析,对测区内存在的基岩突起区进行综合解释,并推断出测区基岩突起的分布范围,取得了一定的勘察效果。通过钻探对比验证分析,其结果与钻探地质资料吻合度达81%,从而为工程设计提供了决策依据,也为推广应用高密度电法查明基岩突起地质现象提供了科学的依据。     

隧道含水构造直流电阻率法超前探测三维反演成像

突涌水地质灾害是隧道修建面临的主要威胁，隧道掌子面前方赋存的突水灾害源——含水构造的三维定位已经成为亟待解决的关键难题。针对上述难题，提出了直流电阻率法三维反演成像超前探测方法。首先，建立了直流电阻率法超前探测三维全空间立体观测方式，针对测线附近的旁侧干扰严重这一关键问题，提出了干扰识别与去除方法，实现了掌子面前方三维有效信息的测量。综合线性反演方法和非线性反演方法的优点，提出了改进遗传算法与最小二乘法相结合的混合反演成像方法，既摆脱了对初始模型的依赖，又保证了反演进化效率。然后，重点对断层、裂隙、溶洞等典型的含水构造进行了系统的反演数值试验，获得了典型含水构造的三维成像特征和相应的地质解释依据，为实现由观测数据到三维成像再到地质模型的映射奠定了基础。最后，将直流电阻率法超前探测三维反演成像方法应用到模型试验和实际工程中，实现了含水地质构造的较准确三维定位，证明该方法具有良好的推广应用价值。     

一种基于似三棱柱的三维地学空间建模及应用

三维现象随着研究领域的不同 ,其描述空间实体的方法存在较大差异 ,一种数据模型很难适合所有的应用领域 ,应根据研究领域空间实体分布特征 ,设计出专用的三维空间数据模型。本文对三维GIS及地学领域的空间构模进行了研究 ,提出了一种三维地学空间构模方法———似三棱柱(STP)法。为该构模方法设计了数据结构 ,分析了其空间拓扑关系的建立 ,并在地质三维可视化实例中 ,用似三棱柱法构建三维地质模型。     

基于非线性反演的井壁稳定随钻预测方法

常规井壁稳定预测方法计算量大、操作繁琐、适用范围有限,严重影响其实钻应用效果。通过考察声波速度、地震记录及井壁稳定参数之间的定量关系,建立起利用地震资料直接反演孔隙压力、地应力、岩石强度的模型。根据反演模型的非线性特征,结合井壁稳定参数的地质统计特性,运用随机地震反演方法预测待钻地层的孔隙压力、地应力、岩石强度,并根据反演结果进一步预测井壁稳定性。在实钻过程中,利用录井资料的实时分析和井壁稳定参数的分层地质统计模型,对钻头前方地层的井壁稳定性进行随钻预测。在川东北元坝气田的应用情况表明,本方法的综合性能相比常规方法有明显提高,具有较强的随钻预测能力。     

基于遗传算法的旧路结构层模量反演新方法

本文应用遗传算法利用FWD实测弯沉数据对旧路面各结构层模量进行反演,实例反演结果表明:应用遗传算法对FWD实测数据进行反演,模量适当,数据稳定,能够满足工程应用的要求。     

基于重力测量的火山地质遗迹调查——以河北海兴小山火山为例

小山火山地质遗迹位于河北省沧州市海兴县,是中国东部滨海平原仅有的2个晚第四纪火山遗迹之一(距今248万年),具有独特科学价值和重要社会生态价值,已被批准为省级自然保护区。但现阶段,小山火山地质遗迹尚未成立独立管理机构,保护区内各类火山遗迹处于原始状态,未得到有效保护,存在人为破坏现象。为进一步摸清小山火山地质遗迹深部特征、查明火山口位置及构造发育情况,从构建生态文明社会实际需求出发开展保护区规划建设,利用重力剖面测量手段对保护区进行了探测,进行人机联合二维反演推断了保护区内的构造和火山口位置,为保护区规划提供了依据。     

基于正则化方法的不确定参数反演

结构识别的基本思想是结构的实际物理性态的变化将影响结构各自由度的响应数值,从而可以依据结构的动力特性逆向识别出结构的实际性态。因此,作为典型的反问题,参数反演得到广泛的研究。笔者通过结构的动力特性(固有频率和振型)基于正则化方法进行反演从而达到结构的参数识别。     

桐柏抽水蓄能电站地下洞室群开挖的三维非线性仿真计算

对桐柏抽水蓄能电站地下洞室群开挖过程进行了三维非线性有限元计算和分析,得到了各工况下洞室开挖后围岩的变形和应力状态以及锚杆的应力数值,同时分析了塑性区的发展过程和分布范围。从而全面地了解洞室在施工过程中的变形和受力特征．掌握了洞室开挖过程中的稳定性特征。计算结果不但为桐柏抽水蓄能电站地下洞室的设计、监测和施工提供有价值的研究成果,具有重要的参考价值,而且所采用的方法和计算策略,对于同类工作也具有较大的参考作用。     

地下连续墙泥浆槽壁稳定的三维分析

为了防止地下连续墙泥浆槽壁的倒塌或剥落,需要确定合理的泥浆重度.本文介绍采用槽壁破坏体为一具有倾斜滑动面的抛物线柱体的假设,根据受力最不利的原则,从破坏体高度、厚度、滑动面倾角三个方向搜索最危险破坏面的三维分析法.文中引用了两个算例数据分别采用槽壁稳定分析的抛物线法,半圆柱法以及本文的三维分析法进行了对比计算,同时还用三维分析法对影响泥浆槽壁稳定的主要因素进行了研究,得到了各种因素的影响规律.分析结果表明,抛物线法和半圆柱法得到的最小泥浆重度只是局部极大值,三维分析法计算结果更可靠.     

2-D and 3-D resistivity in the area of the Menkaure Pyramid Giza, Egypt

An area 47 × 26 m adjacent to the Queens’ pyramids near the Menkaure Pyramid, Giza, was examined using 14 parallel Wenner-Schlumberger profiles at 2 m intervals with a 1 m electrode spacing. Most of the inverted 3-D models show moderate resistivity values at shallow depths. However, in two places higher resistivity values identified two elongate features. One may correspond to a 2 × 8 m solar boat placed near the pyramid while the other may indicate a 5 × 20 m N–S room with a mud brick roof.      

遥感数据的温度反演方法及其试验算例

我国是一个冻土分布较多的国家,以前利用遥感图像对冻土的研究与应用主要体现在冻土亚类划分等方面.红外遥感图像能够反演地表温度,而冻土区在不同亚类别地区,其地表温度也具有一定的差异性,因此本文在介绍了几种温度反演方法的基础上,利用Aster数据对冻土区地表温度进行了反演和分析.通过分析和研究,发现Aster数据能够反演冻土...