三维高密度电法在城市地下岩溶塌陷区探测中的应用

近年来岩溶地面塌陷事件频发,已成为全国影响最大、危害性最大的地质灾害类型之一,严重影响了人民群众的生命财产安全和城市的运行秩序。因此,如何提高地下空间岩溶探测有效性及精确性显得尤为重要。本文将三维高密度电法应用于武汉某岩溶塌陷区探测,该方法是在塌陷区一次性完成布极,利用分布式串/并行采集方式,将地下空间剖分成大量的矩形棱柱,通过缩小实测电阻率与计算电阻率的差值差异,实现了模拟地下实际情况的过程。本次研究从空间角度进行数据处理解释,从而实现了岩溶探测成果的三维可视化,直观地展示了目标体的走向、空间位置及形态,大大地提升了反演解释的可靠性和精度,取得了较好的应用效果。     

基于三维可视化的跨孔电磁波CT在岩溶勘察方面的应用

在众多三维建模软件中,基于Golden Software公司研发的Voxler三维建模软件可快速、有效地实现地球物理数据成果的三维可视化。本文简要介绍了跨孔电磁波CT在安徽某特大桥桥基础岩溶勘察中的应用,以探测成果为基础,通过Voxler软件,构建出地下岩溶的三维模型,准确地刻画出测区内岩溶的空间分布特征及形态大小。根据本次跨孔电磁波CT探测成果,围岩的吸收系数(β)介于0～3 dB/m,岩溶发育区的吸收系数(β)介于4.5～6 dB/m,呈高吸收异常反映;利用三维建模软件,以不同方式直观地展示出岩溶异常的空间形态,同时以吸收系数β=4.5 dB/m构建等值面图,清晰地展示出岩溶在地下空间的整体轮廓及连通情况,明确了岩溶对拟建桥基础的影响范围,为后期工程优化设计、施工提供了可靠的地质依据。通过本文分析可知,地球物理探测成果基于三维可视化技术具有直观呈现异常体在地下空间的三维展布情况,能够实现多方位、多角度的异常分析与解译,弥补了二维剖面所展示成果信息的局限性和不足。     

瞬变电磁三维成像在煤矿含水体探测中的应用

瞬变电磁法探测技术是目前煤矿含水体探测的首选方法,目前瞬变电磁常用的解释手段为一维正反演、二维成果图显示,在描述三维空间地质信息方面略显不足。本文以新疆哈密某煤矿含水体探测项目数据为例,为了能够更加准确地了解地下介质的电性结构,多角度、多方位地显示地下含水体三维空间特征,通过坐标转换,将深度—视电阻率数据转换到三维空间坐标系下,利用三维可视化软件进行三维离散数据网格化,制作了瞬变电磁三维可视化成像模型、含水体三维可视化模型、三维切片等。结果表明,利用瞬变电磁三维成像能够清晰、直观地显示含水体异常在立体空间上的范围及空间位置形态,亦可以清晰地显示二维剖面难以发现的含水构造,有利于对地下含水体赋存状态、连通情况、补给通道等要素的综合分析。     

三维VIP激电观测系统在宁夏月亮山地区的应用

运用三维VIP激电观测系统,建立研究区三维空间的电阻率和充电率的反演图,将该方法和结果同可控源音频大地电磁测深、频率域三极激电测深、时间域直流三极激电测深等方法和结果进行对比.分析得出三维激电测深具有数据完备,准确性高,能清晰直观反映地下异常体的形态特征等优点;结合地质、钻孔资料,对反演结果做出了地质解释.研究认为,一...     

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。     

三维高密度电法在煤矿斑裂区探测中的应用

随着电法勘探规模不断加大,二维电法只能测得一条测线上的剖面,不能准确、完整的获得地下异常体的位置.三维高密度电法采用二级装置,通过数据采集,处理后,得到斑裂区的三维电性体.根据不同的需求,制成不同的切片,依据切片对不同的煤层做出高精度的数据解释,最后将漏水区域圈定出来,为注浆工作打下坚实的基础,以达到矿井防水的目的.     

高原盆地三维地质建模及可视化系统——以羌塘盆地及半岛湖区块为例

利用计算机网络、数据库管理、地下空间三维可视化等技术,将地质勘探调查成果统一在三维可视化信息平台中集成,面向地质工作人员和管理人员提供综合数据服务,在一定程度上解决信息资源共享的问题。选择羌塘盆地和半岛湖重点区块,从已有地质认识成果出发,采用基于多源数据的交互建模方法,建立断层系统和沉积地层三维模型。基于Ｃｒｅａｔａｒ三维基础平台研发了数据管理及三维可视化系统,实现了对羌塘盆地基础地质成果数据、基础地理数据、油气专业数据、盆地－区块三维模型数据、二维专题分布区图、ＤＥＭ及遥感影像的集中管理,并可以分类、查询、检索和显示,为研究人员提供了一个直观的盆地勘探开发信息一体化查询、分析的可视化环境。     

基于音频大地电磁测深和高密度电法的城市隐伏断裂联合探测

为给城市地下空间资源统筹开发提供基础资料,需要查明地层分层、基岩埋深及隐伏断裂发育情况。高密度电法和音频大地电磁测深法均具有较好的探测效果,其在工程勘察、地质调查、灾害评价中广泛应用。因此联合使用高密度电法和音频大地电磁法对研究区主要发育及次生存在的隐伏断裂进行了探测分析,通过数据反演、综合分析、地质解译对照等技术手段,基本确定了多条断裂位置及空间展布形态,探测异常区与已知主断裂位置吻合度较高,划定的次生断裂走向与已知断裂的空间延伸方向上也较一致。结果表明:探测隐伏断裂,高密度电法选择偶极-偶极装置,横向分辨率高,效果好;对埋深较深但未在到第四系发育的隐伏断裂,需要配合探测深度较大的音频大地电磁法,TE与TM模式联合反演,综合判断。因此,在城市地质调查中将高密度电法和音频大地电磁法结合,能够满足隐伏断裂探测的需求,有较高的推广应用价值。     

组合二维高密度数据的三维反演效果研究

将二维采集的高密度电阻率数据组合成三维数据体进行三维反演,是一种为克服三维高密度电阻率法工作成本高,二维高密度电阻率法反演效果差而提出的新设想,很多仪器及软件生产商诸如美国AGI、重庆奔腾等都提供了相应的设备或软件模块,但其应用效果却鲜有报道.本文通过理论联系实验的手段,分析当前主流应用软件ResInv、EarthImager给出的编程算法,说明高密度电阻率法数据三维反演算法较之二维反演的优势所在;再以鲁中某工地的实验数据为例,分别对数据进行三维反演和传统的二维反演.实验结果表明无论在异常位置、形态、电性反应方面,三维反演取得效果都与实际情况更加吻合.虽然也存在一些不足,但仍不失为一项值得应用的高密度电阻率法资料处理方法.     

三维电法在矿井防治水害中的应用

高密度电阻率法是近期发展起来的一种电法勘探方法,而三维高密度电法勘探是在其基础上发展起来的。本文简要介绍了三维高密度电法勘探的原理,对三维高密度电法的工作方法做了详细介绍,即它的数据采集、数据处理、资料解释,而且重点介绍了三维高密度电法的数据反演方法,得到了电阻率的三维数据体。结合实例,运用切片技术,将得到的三维数据体进行横向、纵向任意切片。揭示了该技术具有采集数据量大、能够进行切片处理、直观立体地展示富水区域等优点,从而更好地为矿井水灾害防治服务。该技术尚处于初步发展阶段,仍需投入大量研究。     

高密度电阻率法在采空区探测中的应用

简述了高密度电阻率法的基本原理和资料解释分析的方法.高密度电阻率法是一种具有成本低、效率高、采集信息丰富并且探测精度高的地球物理探测技术.采用高密度电阻率法,结合全站仪测量空间坐标数据进行地形校正,针对采空区的复杂状况,选用不同的极距,在复杂的采空区地表布设了5条测线,完成了3 679个测点的测量.结合测区地质状况和异常的特殊形态,通过数据处理,确定了采空区的分布位置,取得了良好的探测效果,证明了高密度电阻率法在当今工程地质勘察中具有很大的优势.     

基于Res3dinv软件的三维高密度电法成像效果分析

三维高密度电法基于地下介质电性的差异,能对地层中存在的空间视电阻率变化特征进行探测.为了对其成像效果进行分析,本文首先基于正反演理论介绍了有限差分法、有限元法,以及光滑约束最小二乘法的原理.然后在Res3dinv软件中选择单极-偶极装置进行三维反演成像,具体分析了异常体埋深、尺寸大小、高低阻互换、形状边界,以及地形起伏...     

高密度电阻率法在工程勘察中的应用

从高密度电阻率法的基本原理出发,结合野外数据采集过程中装置形式的选择、极距的确定和数据质量的保证措施,以及资料处理解释过程,可看出高密度电阻率明显地优于其它直流电法。结合高密度电阻率法在工程勘察中的实例,验证了高密度电阻率法在工程勘察中的可行性、有效性和实用性。     

高密度电阻率法在贵州岩溶地区塌陷测量效果探讨

贵州岩溶地区多见由隐伏溶洞诱发的地面塌陷地质灾害。高密度电法近年来被广泛地应用于灾害地质调查及工程勘查中。以高密度电阻率法在贵州岩溶地区一个地面塌陷勘查项目应用为例,建立了无物质填充、全物质填充、半物质填充三个不同岩溶模型进行反演分析,并用实测数据进行正演、反演计算,分析异常性质、规模等,最后与已知钻孔控制的地层与塌陷位置实地情况综合对比分析,利用半物质填充模型反演视电阻率断面图,发现地面塌陷下方隐伏溶洞位置。结果显示,该法能够为岩溶地区分析、治理塌陷地质灾害提供科学依据。     

高密度电法在查明潜伏断裂中的应用

高密度电法基本原理与传统电阻率法相同,所以高密度电法也被称作是直流高密度电阻率法.近年来该方法被广泛的应用在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域.本文阐述了应用高密度电法对一个国家重大建设项目工作区域内可能存在的断层进行勘查,并进行了钻探,经比对取得了较好的地质效果.查明了工区中...     

高密度电法λ参数在探测基岩低阻异常中的应用

高密度电阻率法是利用岩(矿)石电学性质的差异为基础的一种电法勘探方法,其应用范围十分广泛,可在工程、资源勘探方面应用,近年来在城市基岩勘探工作中应用频繁。本文用高密度电阻率法中的三极(联合剖面)装置,在探测基岩中进行模拟实验。三极装置是一种测深方法,具有探测深度大的特点,能较准确地反映基岩面的起伏情况,但对基岩中的低阻体反映不佳。利用视比值参数λ可以较准确地反映高阻基岩中的低阻异常。     

高分辨电阻率法在云南岩溶地区地下水勘探中的应用

在西南岩溶地区,对于大多数体积小、埋深大的管道岩溶水的探测,传统装置的直流电法的分辨率不够。高分辨电阻率法采用的装置是单极—偶极装置,在数据采集方面,与高密度电阻率法类似,但它的勘探深度相对更深。本文通过在云南省红河州三个典型工区的应用案例,说明了采用目标异常匹配法的解释方法,高分辨电阻率法在西南岩溶地区可以很好地判断出异常体的位置和大小。所得结果与实际情况吻合较好。为此,针对三个工区的试验和解释结果,建议在测线3和测线5进一步开展深部探测工作。     

基于层面模型的矿床三维可视化及应用

鉴于目前矿山地质体三维建模技术的重要性与日俱增,设计一种由钻孔数据构建层面模型的三维可视化方法.该方法以钻孔资料为建模的源数据,以ArcGIS软件为技术平台,经过对钻孔数据的提取和处理等流程,分别建立每个层面模型并叠合形成矿床的三维可视化模型.建模实验表明：该模型存储效率高,可以很好地顾及地形特征.最后给出模型的应用实例.     

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。