地下点源充电法视电阻率参数的应用

地下点源电场的解析分析和球体模型理论计算及应用实例表明：视电阻率有反映纯异常的能力，据其异常能准确地确定异常体的平面投影位置。该参数对远信息有较强的放大能力，使探测范围增大。     

基于激电数据的Cole-Cole模型频谱参数反演

Cole - Cole模型是频谱激电的一个重要模型,其参数可以区分引起激电异常的极化体和寻找深部矿(化)体.目前时间域激发极化法通常只利用视电阻率和视极化率(或某一个视充电率)数据对勘探目标进行解释,而忽视了其它视充电率数据,造成资源浪费.为充分利用时间域激电数据,提出一种Cole - Cole 模型参数反演方法.该方...     

时间域谱激电法地-井观测响应数值模拟

针对地面激发-井中观测方式所得时间域谱激电响应开展研究.应用Gaver-Stehfest(G-S)逆拉氏变换法对Cole-Cole模型进行频率-时间转换,对比解析解与数字滤波解验证有效性,计算不同时刻和谱参数条件的极化电阻率;基于等效电阻率原理,采用有限差分法实现不同充电时刻地下激电场的数值模拟;建立含有典型极化体的三维地电模型,对不同参数条件的地-井方位观测方式所得时变响应进行正演模拟和视物性参数换算分析.结果表明:随时间变化的地-井观测响应及视电阻率、视充电率换算结果可反映目标体在不同观测时间的极化状态,不同谱参数的目标体所产生的时变响应存在差异;适当物性前提和观测条件下,通过时变响应曲线剖面和数值可识别不同类型极化体;改善观测条件可获得更强的异常响应,以更好的反映时间谱特征.     

导电矿物含量与激电二次场衰减分布规律试验研究

影响激电探测结果的因素很多,主要因素是矿物的成分、结构和含水性。本文从实验的角度建立导电矿物含量与激电二次场之间的分布规律,采用室内模拟完成相同介质、相同湿度条件下不同电极距的探测,以及同一电极距条件下不同导电矿物含量的激发极化探测。分析对比得出不同导电矿物含量与视电阻率、视极化率之间的定量关系,得出二次场视极化率衰减规律与导电矿物含量为指数型函数关系。在各种反演图件进行宏观定性分析基础上,利用数据优化得出视金属因素与导电矿物含量之间的定量关系。     

受载煤体变形破裂表面电位效应及其机理的研究

矿井煤岩动力灾害如煤与瓦斯突出、冲击地压等是井下煤岩体在地应力作用下快速断裂破坏而引起的,在这些过程中会伴随有多种地球物理信号产生,对煤岩灾变伴生地球物理信号特征规律的研究,对于预测矿山灾害危险,保障矿山安全,具有重要的理论意义和实际应用价值.本文对受载煤体表面电位效应、规律、影响因素及其产生机理等方面进行了系统的研究.全文的主要成果及创新点如下:1)揭示了煤体在单轴压缩、拉伸、三点弯曲等不同加载方式下的表面电位特征及规律,发现煤体在不同受载破坏条件下都能够产生表面电位,并且表面电位与载荷及载荷变化率有较好的相关性,二者之间的相关系数在0.6～0.9以上;研究表明受载破坏煤体的内部电位与表面电位变化趋势基本一致,煤体内部电位在试件无宏观破裂时对载荷变化的反映比表面电位更显著和敏感.2)深入研究了不同因素(煤体电性参数、加载速率、水分等)对煤体表面电位的影响.结果表明:a.煤体受载时电阻率减小,电场在煤体中的损耗增加,对表面电位有削弱作用;b.煤体表面电位的产生与加载速率(即煤体结构损伤速率)有着直接的关系,加载速率越大,表面电位信号则越强;c.煤体中水分对表面电位有较大的影响,在较低应力水平(7%～21%σmax)下就会出现表面电位的峰值.3)对表面电位信号进行了R/S统计分析,其Hurst指数均大于0.5,煤体破坏过程中产生的表面电位信号与时间(载荷)之间呈现正相关性,即随煤体破坏电位信号在时间上呈增强趋势.4)受载煤体表面的应变场分布具有非均匀性和各向异性特征,煤体表面的电位场分布随加载过程而不断变化;表面电位集中点的连线与试样破裂面位置吻合较好,破坏时刻高电位点与低电位点以破裂面基本对称.5)煤体破裂是其中缺陷、裂隙在应力作用下分叉扩展、汇合、贯通的结果,煤体受载过程中裂隙面的摩擦起电作用、新生裂隙扩展壁面电荷分离等产生的自由电子为表面电位提供电荷源;基于损伤力学、电磁动力学等理论建立了有限边界煤体表面电位的统计损伤计算模型U(P)σ,并且建立了煤体破坏自由电荷累积与煤体本构关系之间的联系.6)现场测试结果表明:表面电位在时间上与周期来压同步,在空间上与工作面前方煤体应力场分布基本一致并随工作面推进同步前移;煤体表面电位对采掘空间电磁噪音的抗干扰能力较强,而煤层注水对其影响较大,现场测试中应避开.对表面电位的深入研究可望为评定矿山煤体应力状态及其稳定性、监测预报煤岩动力灾害提供一种新的方法和手段.     

基于时域激电的层状大地视谱参数测深曲线反演

基于时间域Cole-Cole模型及视充电率的观测方式,推导出层状大地时域激电测深正演计算方法,运用最小二乘法对电测深曲线进行反演,得出视相关系数cs、视充电率ms、视时间常数τs等视谱参数测深曲线。对几种层状介质模型视谱测深曲线反演计算表明,基于时域激电数据计算得到的视谱参数测深曲线能够反映出各地层频谱参数特征,可以为时域激电测深提供更为丰富的信息,为激电异常及极化体性质评价和分类提供有利的参考。     

双频充电法在宝源煤矿北斜井涌水联系中的应用

运用双频充电法的原理，方法以及几种不同产状和类型的椭球体的直流和双频充电的Ｕ１和ａＵ１／ａＸ曲线特征，讨论了在郴洲宝源煤矿北斜井充电体上观测到的双频电位梯度曲线的特征、确定矿井涌水联系的地质效果以及双频充电法压制工业干扰的能力，为进一步治理井中涌水提供了可靠的依据。     

时域激电数据的Cole - Cole模型参数反演与应用

Cole - Cole模型的频谱参数可以用于区分引起激电异常的极化体和寻找深部矿(化)体.Cole - Cole模型参数以往由频谱激电数据求得,但它需要观测多个数据,野外工作效率低,而时间域数据的使用却是十分普遍.据此,提出了一种基于时间域激电数据的Cole - Cole模型参数的最小二乘反演方法.该方法根据频谱激电和时间域激电可以相互转换的理论,在时间域激电中,用几个不同延时段的视充电率计算出Cole - Cole模型参数.实例表明:利用Cole - Cole模型参数极大地丰富了时间域激发极化法的有效信息,可以区分一些常规激电法所不能区分的异常体,提高了时间域激电勘探能力.     

海水中921钢及其焊接接头的腐蚀性能——微区电极电位测定和腐蚀行为研究Ⅰ

应用针状扫描微参比电极,进行了天然海水中921钢及其焊接接头电位分布测定和局部腐蚀动态过程的行为研究。试验所得三维扫描电位分布图直观、准确地显示了试件表面电位的分布,腐蚀活性点的发生与发展,阳极区及阴极区的位置及随时间的变化关系,极化状态的试验结果还为材料的保护提供了很好的数据。     

一种单视广义极化K-分布纹理参数的估计方法

提出了通过归一化极化联合矩对SAR (合成孔径雷达)单视广义极化K-分布纹理参数进行估计的方法,阐述了SAR各个极化通道之间的纹理相关性。在此基础上给出了单视广义极化K-分布波形因子、纹理相关系数和相干斑相关系数的算法及偏差性能分析,并进行了蒙特卡洛仿真实验论证,进一步证明了该方法的良好估计性能。     

聚焦法与二极法及三极联合剖面法的联系和比较

对聚焦供电系统与单个点源和两个异性点源地中电流随深度变化的分布特征作了比较。以二层水平地层为例,对聚焦法供电系统地中电流穿透低阻复盖层的能力给出了计算结果并作了分析,指出了聚焦法受低阻复盖层屏蔽作用的数量规律。利用互换原理给出聚焦电位法与二极法其视电阻率之间的关系式,并依此指出在野外实际工作中用二极法代替聚焦电位法的有益之处。根据互换原理给出了聚焦电位法与二极法其视极化率之间的关系式,并依此指出在激发极化法中用二极法代替聚焦电位法的优点。最后,讨论了聚焦梯度法与三极联合剖面法其视电阻率的关系,并给出验证性的模型实验结果。     

井地密集阵列三维电阻率服化率观测方法的理论模型研究

阐述了井地密集阵列三维电阻率／极化率观测系统及观测方法,并采用有限单元法正演相关模型,分析其二维断面和三维空间异常特征。二维与三维视电阻率、视极化率异常形态对比表明,井地密集阵列三维电阻率／极化率观测系统在提供大量的观测数据前提下,三维显示的视电阻率、视极化率异常可以有效探测地下地质体位置、电性;通过对不同地质模型异常特征的分析研究,为金属矿勘查中的井中激发极化技术研究提供一些理论依据。     

无限长水平圆柱体半空间电场问题

建立一个双极坐标系。双极坐标系中的拉普拉斯方程与极坐标系中的形式相同。解双极坐标下拉氏方程得出半空间中无限长水平圆柱体电场问题的解析解。由此计算出水平圆柱体中梯装置视电阻率、等位体电位和梯度异常。     

井中视复电阻率谱的计算及特征

基于直流电场中球及椭球的电位函数及柯尔-柯尔张驰模型,导出地下埋藏体积极化球和椭球体井中视复电阻率解析表达式。镜象法实、虚球对地下测点作用不对称的问题,用多个含不同宗量勒让得函数的几何因子逐点迭加来解决。井中视复电阻率谱受地面影响小,曲线形态比地面谱更简单,更利于区分异常源的性质;其方位测量剖面曲线可判断极化体赋存位置。     

等量异号带电板电场的讨论

现有的物理教材，关于等量异号带电板的电场，只讨论了带电板对称轴或对称面上某点的电场强度，而任意点的电场强度，电位，一般没作详尽的讨论本文利用电偶极子的电场，以及电场强度与电位梯度的关系，讨论了非对称轴或对称面上任意点的电场强度，电位。     

面极化球体上视复电阻率的频谱特性和模拟相似性准则

面极化球体上中梯装置视复电阻率的频谱满足柯尔-柯尔模型。视频率相关系数c_?和视时间常数τ_?都不随极化体埋深和测点位置而变,c_?等于真频率相关系数c。面极化条件下频谱激电模拟的相似性准则是:1.极化体与围岩其电阻率比值保持不变;2.模型尺寸保持线性比例关系;3.面极化系数λ_0随模型尺寸按线性比例变化。     

视激电率在尼日利亚某矿区激电异常评价中的应用

在双频激电法中,异常解释是工作的重点。在以往的工作中,一般直接采用视幅频率和视电阻率进行地质推断解释,对异常有时难以做出准确的解释。视激电率综合了视幅频率和视电阻率两种评价参数的信息,可以很好地压制与电子导体不相关的激电异常,为异常解释工作带来准确性。将视激电率应用于尼日利亚某矿区的激电异常评价,提取了剖面数据的二次信息,很好地区分了矿致与非矿致异常,圈定了几处异常区域。结果表明,视激电率对异常的定性及定量解释有很好的作用。     

基于微震监测的超前支承压力分布特征研究

为了定量研究煤矿采场超前支承压力的分布规律,采用固定工作面的方法,研究了采煤工作面前方微震事件的分布特征,在此基础上通过微震波波形分析和反演,进行了工作面前方视应力的分布特征研究.结果表明,采用固定工作面能更好的反映超前支承压力与微震监测参数的关系,同实测超前支承压力曲线一样,视应力曲线同样具有明显的单峰值结构,通过分析工作面前方视应力分布曲线可以获得描述超前支承压力分布特征的所有参数.     

长电极直流电法滑坡监测有限元数值模拟

为探讨长电极直流电法监测滑坡灾害演变的可行性,采用非结构多重网格有限元方法模拟滑坡灾害孕育过程中长电极源和点电源两种模式的电位变化分布特征,在激发相同电压和电流的条件下,长电极源能够将更多电流传至滑坡薄弱面及其深部地层,具有较大的电势和显著的异常特征。此外,随着滑坡带薄弱面电阻率降低,长电极源使沿地表和垂直测线的电位势能增加,而点电源使沿地表和垂直测线的电位势能减小,点电源在地面观测条件下对滑坡低阻深度信息有较明显的异常反映,长电极源在垂直测线观测条件下对滑坡低阻深度信息有较明显的异常反映,有利于推断低阻薄弱带的空间位置。综合长电极源和点电源两种观测方法,能够对滑坡孕育过程及薄弱面位置进行有效监测。     

连续电性介质线源井-地电位三维有限元数值模拟

为了更好的研究油藏开发过程中剩余油的分布情况以及注水前沿的推进位置,给出了三维空间任意线电流源且电导率连续变化的井-地电位三维有限元数值模拟方法。在模拟过程中,采用异常电位法消除线电流源奇异性的影响,并且将网格节点间的电导率设计为连续变化,使其能够模拟实际中更为复杂的地质情况;考虑到采油井或注水井可能存在垂直、倾斜及水平等任意情况,推导了任意线电流源正常电位的计算公式;采用对称超松弛预条件共轭梯度法解大型线性方程组,解决了井-地电位三维模拟速度慢的问题,并编制了实用、高效的井-地电位三维模拟软件。通过对3例地电模型进行模拟计算,分析了水泥环胶结质量、回流井到观测井的距离以及目标层的深度对井-地电位观测结果的影响。