TEM关断效应校正方法研究

关断效应在瞬变电磁TEM（Transient Electromagnetic）资料中产生的影响是不可忽略的,其主要影响瞬变场的早期,表现为响应值过低,使视电阻率增大,并随着关断时间的增大,这种影响也越大,但对晚期场的影响较小。针对实际工作中常用的中心回线法,对常规的几种关断效应校正方法进行编程实现和实验模拟,并在实例中应用并分析了其各自的效果。     

地下瞬变电磁法全区视电阻率二分搜索算法

全空间全区视电阻率的求解方法是地下瞬变电磁理论研究的重要组成部分,为探讨二分搜索算法在井下资料处理中的适用性和精确性,将地面瞬变电磁法二分搜索算法引入至地下,并采用理论数据和实测数据进行对比分析。结果发现,全空间感应电动势随着电阻率增大具有单调递减规律,满足采用二分法求解的前提条件;全区视电阻率二分搜索算法具有较高的精确性,与全空间电阻率的最大误差仅为0.032%,且计算过程稳定、快速,单测点计算仅需十几秒钟便可获得唯一解。研究成果将为地下瞬变电磁法资料解释提供更多参考。     

瞬变电磁法小线圈装置过渡过程影响研究

接收线圈分布参数对早期瞬变电磁信号影响严重,导致信号的有效采样时间起始点后延,丢失浅层探测信息。本文比较了过渡过程影响下的视电阻率误差,并描绘视电阻率误差随接收装置半径变化曲线。结果表明,在相同有效接收面积的前提下,选择不同半径的接收装置对视电阻率计算会带来不同程度的影响,解决工程实际中接收线圈最佳半径设计问题。     

均匀半空间长偏移距TEM法全区视电阻率的数值计算方法

为了准确获得长偏移距瞬变电磁法的全区视电阻率,对感应电动势曲线的特征进行了研究。计算了从100秒到0．001秒时间范围内,感应电动势随电阻率变化的变化的情况。计算结果表明,在感应电动势随电阻率的增大而不具有明显下降的特性。据此,本文设计出了计算全区视电阻率的一种算法：二分搜索算法。该算法对电阻率的可能范围不断进行二等分空间,直到找到一个电阻率,其对应感应电动势与实际观测的电动势吻合。算法直接从感应电动势数据二不是垂直磁场直接计算视电阻率资料。理论数据的计算证明了该算法非常精确,计算的相对误差在0．1％内。     

TEM法在铁路深埋隧道工程勘察中的应用

中心回线瞬变电磁测深法（TEM）,受地形及旁侧地质体的影响相对较小,对低阻体反应敏感;更为重要的是其发射、接收均不接地,可以避免其它电磁法或电法接地不良对野外工作的严重影响。使用中心回线瞬变电磁测深法对铁路深埋隧道进行工程地质勘察,就笔者所知在国内还是第一次。通过与前期CSAMT法及后期综合测井资料对比,其效果非常明显。同时笔者也发现对电阻率较高的地质体,由于涡旋电流衰减过快,晚期磁场观测不到,其应用效果不佳。通过本次工作,拓展了中心回线瞬变电磁测深法在工程地质勘察中的应用领域,特别是对铁路隧道中的断层、破碎带等不良地质体的勘察。     

瞬变电磁法大电流多匝重叠小回线装置在岩土工程勘察的应用效果

采用瞬变电磁大电流、多匝重叠小回线装置的方法对岩土工程勘察中的采空区(空洞)、含水构造、土石分界及岩层富水情况进行地球物理勘查,通过分析多道电压感应剖面图和电阻率拟断面图,可以准确圈定异常范围及岩性构造界面.本文首先简要介绍了瞬变电磁法发展概况和理论原理,然后介绍了瞬变电磁法的解释原则以及使用大电流、多匝重叠回线装置技...     

瞬变电磁法探测煤矿采空区的应用研究

通过山西某煤矿采空区的瞬变电磁探测应用实例,分析总结了已知采空区不同工作频率瞬变电磁异常特征,指出了关断效应、延时效应、体积效应对瞬变电磁法应用效果的影响及解决方法;总结了煤矿采空区瞬变电磁探测的一般方法、工作程序,强调了方法和有效性试验的重要性;说明了瞬变电磁法探测煤矿采空区实用性和有效性;为今后煤矿采空区探测提供了一定的借鉴经验。     

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及其积水区的应用

瞬变电磁法是目前工程勘察中应用较广的物探方法之一。该方法观测纯二次场,故分辨率高,可分辨出地下规模较小的不均匀体,尤其对低阻地质体反应灵敏。在山西七岭煤矿边界老窑采空区探测中,基于采空区及其积水区与完整围岩在视电阻率值上的明显物性差异,利用瞬变电磁法在视电阻率值上的相对低阻异常来圈定采空区及其积水区,为准确划分煤矿采空区及其积水区的位置提供依据。     

瞬变电磁法中磁场的特性及测量方法

本文分析研究了瞬变电磁法中垂直磁场的基本物理特性;给出了基于垂直磁场的全区视电阻率定义;分析了用超导量子干涉仪直接测磁场的有利因素。     

接地电阻对MT采集数据影响分析及试验

几十年来,大地电磁测深(MT)方法得到了广泛的应用和飞速的发展,在数据反演、时间序列分析、岩石物理的应用和基础研究领域不断取得新进展,数据采集也在不断改进和提高。但数据采集中的一些基础问题,如接地电阻对MT数据采集的影响问题等还有待深入研究。通过模拟计算和野外实测试验分析接地电阻对大地电磁测深视电阻率的影响。理论计算表明:当接地电阻小于30kΩ时,对石油大地电磁测深法的频率范围(320~0.001Hz)的电场测量的精度误差为1.61%;野外对比试验在接地电阻达到15kΩ,和小于1kΩ的电阻对比,接地电阻引起的视电阻率和相位的平均均方误差测量误差仅为4.45%。理论计算和试验研究表明:在接地电阻不大于30kΩ时,现有MT数据采集系统能采到理想的数据。     

Inverse Spline Interpolation for All-time Resistivity of Central-Loop TEM

A convenient numerical calculation method （inverse spline interpolation） for all-time apparent resistivity in transient electromagnetic method （TEM） is proposed in this paper. Characteristic of early and late normalized inductive electromotive force was investigated. According to the turning point, the transient process is divided into the early phase, the turning point, and the late phase. Afterwards, apparent resistivity is obtained through inverse spline interpolation in the early and the late phases, respectively. Finally, the resistivities of the early-time and the late-time were connected together by the turning point. The result shows that the inverse spline method is feasible and the method also lays a foundation for initial model construction in the TEM automatic inversion.     

瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区中的应用

探测煤矿采空积水区通常较难,但可以充分利用瞬变电磁法对低阻地质体反应灵敏和分辨率高的特点,通过精细处理和分析研究,从而有效地探测采空积水区。本文介绍了瞬变电磁法的基本原理,阐述了瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用,根据工作区域特有的物性地质条件,结合视电阻率断面图,分析视电阻率断面图,探测出煤矿采空区以及积水区的位置及范围。     

任意形状水平电性源瞬变电磁全区视电阻率计算

传统电性源瞬变电磁法的资料解释多采用反函数迭代法计算长直导线源的全区视电阻率,该方法计算效率低,适用性有限。考虑到野外实际工作中水平接地导线源形状可能发生变化,给出了一种适应于复杂电性源发射的全区视电阻率定义方法。首先,利用电偶极子叠加原理得到了任意形状水平电性源瞬变电磁场的表达式; 接着,研究了均匀半空间下磁场强度及其时间导数的平移特性,通过理论公式推导给出了基于两种方式定义的全区视电阻率计算方法,该方法无需迭代,计算精度高、速度快; 最后,通过设计几种不同的地电模型,验证了用该方法求取全区视电阻率的可行性及有效性。结果表明:全区视电阻率能够很好地反映目标体的地电断面信息,对于低阻异常体的分辨能力要明显优于高阻异常体; 相比于磁场强度,用磁场强度时间导数定义的全区视电阻率有更大的异常幅值,且更接近地层的真实电阻率; 另外,全区视电阻率只与地层的电性结构特征有关,与装置的收发距无关。在对陕西省渭南市华州区华阳乡的实测数据处理中,将观测的二次感应电压转换成磁场强度时间导数,再运用平移算法求取全区视电阻率,取得了较好的应用效果。     

Calculation of all-time apparent resistivity of large loop transient electromagnetic method with very fast simulated annealing

In large loop transient electromagnetic method(TEM),the late time apparent resistivity formula cannot truly reflect the geoelectric model,thus it needs to define the all-time apparent resistivity with the position information of measuring point.Utilizing very fast simulated annealing(VFSA) to fit the theoretical electromagnetic force(EMF) and measured EMF could obtain the all-time apparent resistivity of the measuring points in rectangular transmitting loop.The selective cope of initial model of VFSA could ...     

工作面隐伏突水构造瞬变电磁响应特征研究

工作面顶板和底板下隐伏导含水构造的瞬变电磁响应特征研究,是目前矿山安全生产技术研究的重点难点之一。采用瞬变电磁法全空间探测技术,能有效地探测工作面顶板、底板或煤层内部的隐伏导含水构造,并能确定其具体影响范围。在多测道剖面上对应测点位置的感应值相对较高,对应的曲线部分呈凸起或上升趋势,异常体反应不明显。多测道剖面图多用于实测数据的实时处理显示,根据初步处理结果来调整测线或测点的布置。隐伏导含水构造在视电阻率拟断面图中多呈封闭或半开口状,视电阻率值相对较小。     

基于全区视电阻率的中心回线瞬变电磁快速成像研究

基于中心回线瞬变电磁正演理论和全区视电阻率定义,通过数值计算的方法求取了全区视电阻率.为避开感应电动势求解早晚期视电阻率的跳跃性,采用瞬变电磁场求解全区视电阻率得到精度较高且连续的全区视电阻率.快速成像采用烟圈反演和快速一阶与二阶近似成像两种反演方法,进一步对比分析了这两种方法各自的优缺点,尤其二阶近似成像能很好地反映...     

浅湖区水上瞬变电磁法探测地下构造效果研究

本文应用水上瞬变电磁方法探测承德坝上地区月亮湖水文地质结构。为了解浅湖区深部地层、断裂及导水构造特征,在总结前人开展的水(海)上瞬变电磁勘探经验的基础上,采用晚期道信噪比较高的中心回线(大定源)瞬变电磁装置,对水下岩层垂向结构及隐伏断裂进行了探测。通过采集试验确定了有效的工作参数,在严格数据采集过程、选用合理的数据处理方法基础上取得了较好的应用效果。结果表明:大定源瞬变电磁装置在浅湖区可达到200 m的探测深度,垂向可分辨厚度为21～50 m的玄武岩层,剖面深部地层横向连续性好,不存在导水断裂,湖区下方探测结果受"低阻屏蔽效应"影响存在相对低阻异常,地质解释须结合地质资料综合研判。本次工作可为其他浅水区瞬变电磁勘探提供借鉴。