基于深度学习SSD算法的高密度电法智能解译方法技术研究

高密度电法在探测灰岩区地下溶洞病害体方面得到广泛应用,但高密度电法反演结果依赖于初始模型,存在多解性,地质解译容易受专业人员主观因素影响。为此,本文从具有唯一性的视电阻率数据出发,研究了基于深度学习的SSD(Single Shot Multi-box Detector)目标检测算法的视电阻率异常智能解译方法技术。针对岩溶地质病害,设计了不同填充类型、形状、规模、数量的溶洞电性异常模型,利用Res2dmod软件进行视电阻率正演计算,构建了包含1 400个样本的高密度电法视电阻率智能解译学习样本库(样本和标签)。基于TensorFlow框架,建立了基于深度学习SSD算法的高密度电法视电阻率异常智能解译方法技术,使用学习样本库训练网络权值,训练结束后对高密电法温纳装置视电阻率异常进行智能解译,单个视电阻率剖面异常智能解译耗时不到1 s,各类目标(填充型溶洞、未填充型溶洞)平均准确率为90.68%。研究结果表明：基于SSD算法的高密度电法视电阻率异常智能解译技术可显著提高高密度电法视电阻率解译效率,避免专业人员主观因素影响。     

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

为研究灰岩区滑坡滑动带和岩溶分布区的准确定位问题,采用高密度电法和双管取芯法对灰岩区滑坡进行勘察,测定了典型剖面的视电阻率和测点地层分布情况,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。     

高密度电法在东屏水库工程坝址区勘察中的应用

将高密度电法用于东屏水库工程库坝址区地下岩土体探测,通过电法探测成果确定了测线范围内覆盖层与基岩的分界线,4条电法剖面成果在测线中部位置附近均出现条带状并向深部延伸的低阻异常信号,结合钻孔资料证实该异常为近直立状含磁铁矿物的闪长岩岩脉电阻率响应,了解了该岩脉的走向及埋深情况。     

高密度电阻率成像技术在既有线铁路路基病害探测中的应用

用重庆奔腾数控技术研究所的WDZJ-3型高密度电法仪,采集了既有线沪昆铁路某段+000～+450的温纳装置视电阻率数据.对采集的资料用RES2DINV软件进行了反演,结合地质情况对既有线地下不良地质病害进行了解释推断,结果表明岩溶洞穴的电阻率与围岩的电阻率有明显差异,在视电阻率等值线断面图和反演成像图中表现为低阻异常区...     

电法在公路岩溶勘察中的应用

随着公路建设的发展,岩溶作为一种典型不良地质现象在公路施工建设中的危害越来越大。采用高密度电阻率法与对称四极测深法相结合的方法进行岩溶勘察,取得了明显的效果。具体做法是先进行高密度电阻率法工作,在高密度电法视电阻率剖面发现地下电性异常处或影响工程安全性的重点位置,采用对称四极测深法进行进一步勘探工作,发挥了两种方法各自优点,提高了勘察质量。高密度电法资料处理采用经验系数法与测深曲线切线角度法相结合的方法。作为一种较新的资料处理思路,采用高密度电法测深曲线切线角度法,在以往高密度电阻率法数据采集处理基础上,实现了一种工作方法,多种解释手段的综合解释方法,提高了岩溶解释精度及其准确性。     

综合地球物理方法探测地裂缝发育及展布

基于探地雷达法与高密度电阻率法对地裂缝展布及发育特征进行探测的有效性进行了研究,以华北平原中西部某地裂缝发育区为研究对象,结合场地实测资料构造了研究区内典型地裂缝的地质-地球物理特征正演模型,分析了研究区内地裂缝的探地雷达及电阻率的理论响应特征,总结出了不同发育程度及空间展布的地裂缝在探地雷达及高密度电阻率法成果中的组合判识模式,即结合高密度电阻率法与地质雷达探测成果对地裂缝的平面展布进行定位,在此基础上利用高密度电阻率反演成果对地裂缝的发育程度及延深进行识别。理论及实验结果表明,利用上述两种方法组合探测地裂缝的展布及延展特征是高效、可行的,发挥了各自的优势,压制了单一地球物理方法的多解性。     

分布式高密度电法在探测隐伏岩性分界面中的应用

在野外地质填图中,特别是在南方地区,由于受到植被和残坡积物等因素影响,地质工作者常常碰到难以追踪某种岩性的分界面问题.在自然条件下,不同岩石的电阻率由于矿物组成、结构构造、孔隙度和它们所处的外部条件不同而存在差异.基于岩石这一电性特点,采用分布式高密度电法来探测覆盖层下岩石的电阻率便可很好地划分不同岩石的分界面.本文首先简要介绍了分布式高密度电法工作原理,然后通过三个野外不同岩性组合的探测实例,揭示了采用分布式高密度电法划分岩性分界面的可行性.实践表明分布式高密度电法在划分隐伏岩性分界面方面效果较好,值得推广应用.     

综合物探在南水北调中线工程岩溶探测中的应用

高密度电法和地震法是岩溶地球物理探测常用方法。在南水北调中线工程南阳段岩溶探测实践中采用两种方法综合探测取得良好效果,查明了岩溶发育区的位置及规模,确定了岩性分界面,同时还获得了探测区地层的视电阻率、地震波速等参数,为工程建设提供了准确依据,保障总干渠的顺利建设及安全运行。     

高密度电阻率法和瞬变电磁法在复兴村金矿探测中的应用

以吉林通化复兴村金矿床的基础地质研究为基础,地球物理特征为前提,综合电法为手段,通过研究得出其赋矿围岩珍珠门组大理岩、大栗子组片岩与富金的层间构造破碎带及其次一级断裂构造带间存在明显的电阻率差异。应用高密度电阻率法和瞬变电磁法测量可圈定出明显的隐伏金矿脉(体)矿致异常,并进行了钻探验证,表明高密度电阻率法的高分辨率和瞬变电磁法的穿透性和低阻体敏感性可以判断隐伏控矿构造带的存在性,并且可以半定量地解译矿致异常体的产状和规模,凸显了综合物探在该区找矿中的重要性。     

煤层底板破坏带电阻率法异常特征研究

我国大约60％的煤矿不同程度受到奥灰水的影响,研究承压水上采煤引起的底板破坏规律对于煤矿安全开采具有十分重要的意义。本文对电阻率法探测井下底板破坏带视电阻率异常特征进行研究。应用商业电法正反演软件EarthImager3D设计工作面推进过程中底板破坏带地质模型,利用混合边界条件下有限差分法进行正演模拟,并分析其异常特征和分布规律。正演结果表明,电阻率法能探测出底板破坏带异常,随着工作面的推进,在视电阻率剖面图上异常体的位置出现相应的移动。     

基于高密度电法的岩溶储水构造识别

岩溶水的赋存具有时间和空间分布的不均匀性,高密度电法作为一种成熟高效的地球物理勘探方法,是开展地下水资源调查的主要手段之一。为研究高密度电法勘探在岩溶储水构造识别中的应用效果,本文在对汉中地区勉县幅1∶5万水文地质调查的基础上,针对地面调查过程中遇到的极度贫水山区,充分论证区内已知地质及物性资料,确立具有岩溶水找水前景的目标区域,开展高密度电法勘探综合研究工作。划分了岩性接触带和岩溶发育带的位置,圈定了可能的岩溶赋水空间,推断了地下水补给循环模式,为岩溶山区找水定井工作提供了有力依据。工作成果表明:①岩溶储水构造的发育受构造活动强度、地层岩性差异和地形地势条件共同影响;②在利用高密度电法进行勘探研究时,应充分结合地质地貌条件,测线宜穿越构造或岩性界线布设;③对于向斜构造、岩性接触带和地形共同控制的岩溶储水构造,建议将钻井布设于向斜构造轴部、地势相对较低的可溶性碳酸盐岩一侧。本文的研究工作对同类地区的岩溶储水构造勘探具有参考意义。     

太行山南段平顺铁矿成矿地质特征及找矿预测

通过对太行山南段平顺铁矿矿区构造特征及岩浆岩的动力学分析研究,认为第一岩浆岩带属于被动侵位机制,岩体内部成矿潜力较大;第二岩浆岩带为主动侵位机制,背斜核部及岩体与围岩的接触部位为有利成矿区。同时根据岩石、矿石的稀土元素、微量元素、Pb同位素特征及矿体与岩体的关系,认为晚期闪长岩是主要的成矿母岩,但早期基性—超基性岩间接为铁矿的形成提供了一定的物质来源;矿体的形态明显受到接触面及周边构造形态的控制,呈不规则板状、透镜状、分枝状、羽状分布。最后运用矿体成矿规律、磁异常、电法异常等找矿预测方法,在研究区内圈出了龙降沟岩体南缘、双井、东郊3个找矿预测区。     

山东桃村综合地球物理勘探及其应用效果

山东桃村地区沉积岩、岩浆岩、变质岩发育,构造断裂特征显著,可以得到磁法、地震、电法的地球物理特征,针对该区不同地质年代、不同物质成分与结构的岩层之间所具有的磁性、速度、电性等差异的特性,可用地球物理方法进行获取。对获得的数据,先对磁法、地震、电法数据逐项的进行处理分析,得到了地层和断裂的异常特征在三种不同剖面上的具体表现。然后对三种地球物理数据进行综合对比分析,进一步精细标定了工区内断裂边界,取得了明显的应用效果。     

物探方法寻找隐伏岩浆岩型铜镍矿床

岩浆岩型铜镍矿床与超基性岩体密切相关,采用高精度磁测法及大功率TEM法,对金川Ⅰ、Ⅱ矿区已知矿深边部及下盘进行了探测,并对隐伏超基性岩体及含矿性作出了评价。在矿区南延普查区,对地表基性-超基性岩地质地球化学异常区,采用高精度磁测圈出了可能存在的中深隐伏超基性岩体异常带。在异常带上选择M-2-4异常段,进行大功率TEM探测,发现了深部低阻异常地段,为南延区深部找矿前景的评价提供了依据。     

南泥湾含油异常区物化探成果及应用

通过对南泥湾含油异常区进行自然电位、伽玛能谱、土壤测氡、高精度磁测、电阻率测深等物探方法和地球化学方法进行勘测,对该区的含油性进行初步评价,筛选并圈定该区含油相对有利区块。根据物化探综合异常区分类评价原则,在本区共划分出两个Ⅱ1类综合异常区、两个Ⅱ2类综合异常区、五个Ⅲ1类综合异常区,一个Ⅲ2类综合异常区。     

软岩土石混合体的击实特性与细观机理研究

以富宁换流站地基工程为背景,采用室内大型击实试验与数值模拟相结合的方法,探讨不同块石质量分数及不同块石形状的软岩土石混合体的击实特性及其细观机理.结果表明,软岩土石混合体的击实过程可以分为初始压密阶段、快速压密阶段和稳定阶段,且块石的破碎主要发生在初始压密阶段;随着块石质量分数的增加,软岩土石混合体的最大干密度先增大后减小,当块石质量分数为60%时达到最大值;击实后软岩土石混合体内部接触力分布服从接触力分布概率密度函数,且随着块石质量分数的增加,高于平均值的接触力的概率密度增大.块石的形状因子越大,块石的破碎率越高,击实后软岩土石混合体的最大干密度随块石的形状因子的增大先增大后减小.     

高密度电法在工程岩溶勘探中的应用

高密度电法是一种直流电法勘探技术,具有测点密度高,信息量大,对探测对象不造成损伤,成果直观、准确、高效等特点而被广泛应用于岩溶勘察中。论述了其原理、技术方法并通过桥梁基础勘察和隧道工程两个应用实例,论述了高密度电法在桥基灰岩地层中圈定溶洞和在隧道内确认破碎带的应用,最后通过后期打钻证实高密度电法是岩溶勘探中一种可行有效的勘察方法。     

两向水平应力不等条件下泥浆密度的确定

降低泥浆液柱压力对油气层的压差和保持井壁稳定是钻井工程亟待解决的问题，对于地应力异常地区显得更为迫切。为了解决油气层污染和井壁稳定的难题，在弹塑性力学理论和岩石力学理论的基础上，应用摩尔—库伦屈服准则，阐述了井眼周围岩石弹塑性状态的形成机理及应力、位移的分布情况，推导出了井眼塑性屈服范围和泥浆液柱压力、水平地应力以及岩石强度的关系式。与其它理论相比，该理论所确定的保持井眼稳定的泥浆密度范围更广，有利于降低对油气层的压差和近平衡钻井。同时，也提出了一些具体技术来保证这一理论的应用。     

高密度电法与探地雷达在隐伏地质灾害探测中的应用

地下岩溶、土洞及淤泥质洞穴等地质灾害具有较强的隐伏性,对工程施工、地基稳固等会带来不同程度的危害。近年来,关于隐伏地质灾害的勘探,许多学者提出了不同的物探思路与方法。目前,准确探测隐伏地质灾害的规模特征及空间位置是物探工作中亟待解决的关键问题。本文通过采用综合物探的方法,将高密度电法与探地雷达相结合,对地下洞穴塌陷进行勘探,充分发挥两者的优点,资料成果互相验证与补充,排除异常干扰,准确查明了洞穴塌陷的规模特征与具体位置,为工程设计与施工处理提供了科学可靠的指导依据,可在类似隐伏地质灾害探测中推广普及。     

非连续岩体破裂机理及其工程稳定性研究

本研究为应用基础研究,以解决工程实际问题为目的,以围岩中客观存在的破裂区为主线,从对地下工程稳定性问题的评价入手,以相似材料模型试验和数值模拟计算为基本手段,以断裂力学为基础,研究了断续节理岩体的细观破坏机理、宏观破坏过程及其对围岩破裂区和围岩碎胀变形的影响规律;研究了断续节理岩体中围岩破裂区的性质、破裂区与地下工程稳定性的关系等问题,提出了以围岩破裂区和围岩收敛量作为判定围岩稳定性方法,为采矿工程的设计、施工和生产提供了较为可靠的决策依据.本文获得以下主要结论:1)围岩破裂区是一个综合数量指标,采用以围岩破裂区厚度作为围岩稳定性评价的指标.2)采用数字照相变形量测方法来测量围岩的变形,较好地解决了平面应变模型试验中的变形量测问题,符合非接触变形量测的发展趋势.3)断续节理岩体的破坏机制为:在集中应力作用下,节理端部岩桥首先发生张拉破坏,新生的岩桥裂纹与邻近原生节理相互串通,最终形成阶梯状滑移面而使岩体强度丧失.4)当节理两端的次生裂纹扩展长度l=h/sinβ时,节理岩体将产生贯通破坏.5)在节理岩体中,围岩破裂区是由于新生裂纹与节理相互贯通导致纵横交错的贯通裂隙所致,断续节理贯通破坏的边界可定义为围岩破裂区的边界.6)通过相似模型试验发现,当节理密度大时,围岩破裂区会跨越相邻节理;反之,节理对围岩破裂区的扩展有阻隔作用.7)围岩收敛速率的第一次突然增大,预示围岩中已产生破裂区,而围岩收敛速率的每一次突然增大,意味着围岩产生了剧烈的破坏.8)当节理角度在30°～75°之间时,节理角度对岩体强度的影响较大,并且在60°左右时岩体强度最低,稳定性也最差.9)当巷道的收敛量达到或超过2.5%时,巷道围岩中将产生破裂区;当巷道的收敛量达到或超过5%时,巷道将发生冒顶事故,已处于失稳状态;当巷道的收敛量达到或超过22.8%时,巷道将完全毁坏,并失去了人工稳定的可能.