基于联合反演的近间距深埋管线探测技术研究

随着现代化进程的发展和非开挖管线施工技术的普遍应用,近间距平行管线和深埋管线成为了管线探测的热点和难点。受方法以及资料的限制,前人仅利用频率域电磁法(Frequency Domain Electromagnetic Method, FDEM)中单一水平磁场剖面数据来反演求解近间距平行和深埋管线的位置和埋深,往往难以取得理想结果。针对这一问题,提出了联合反演新思路,即联合水平磁场和垂直磁场剖面数据进行反演。首先从原理上详细阐述了现有方法的不足,然后重点推导了联合反演算法定位定深的原理公式,最后用工程实例展示了算法优势和效果。结果表明：相比于常规的“拟合反演法”,本文算法求解快速、全自动、已知信息依赖小,能明显减小25%及以上的均方误差;定位定深精度满足规范要求;非常适用于近间距平行和深埋管线探测生产工作中,为疑难管线的探测提供了新思路。     

基于跨孔超声波的地下管线埋深精确探测

随着深埋管线的普遍应用与城市地下空间的开发利用,地下管线的精确探测成为城市工程施工的重要环节之一.本文提出采用跨孔超声波法对地下管线的埋深进行精确探测,其探测精度可达0.05m,且探测精度不随管线埋深的增加而下降.通过对跨孔超声波走时的分析,发现初至波前面呈现特殊的"双峰"形态,通过对双峰形态的分析,可以精确地对地下管...     

地质雷达在地下管线探测中的应用

掌握地下管线的分布、走向和埋深等信息对城市的规划、设计和施工等都具有非常重要的意义.使用地球物理方法探测地下管线,尤其是埋深较大的管线不仅具有必要性,而且也具有可行性.本文在简要介绍地质雷达基本原理后,结合工程实例介绍了使用地质雷达仪探测地下管线的情况.     

勘察地下管线的一种新方法——同点比值法

在同一测点观测两个相互正交的磁场分量之振幅比值T。测线上T曲线某些特征值点的坐标与地下管线的水平位置和埋深有简单函数关系,且T值不受管线中电源强度不稳定的影响,从而简便、快速、准确地确定地下管线的水平位置和埋深。     

探地雷达与管线探测仪的联合反演解释

由于单一物探方法的局限性,地下管线的探测精度已难以满足目前岩土工程施工的要求.通过对管线仪特征比值定深法的分析,获取了特征比值与管线深度变化的关系;以此将探地雷达与管线仪探测数据建立起联系及相互约束关系,提出了二种探测数据的联合反演解释方法,并采用可视化编程工具实现了相应的综合解释模块.数值模型及现场实测数据的解释结果均表明,在反演过程中实现两种物探方法的综合解释,明显地提高了对地下管线埋置深度及水平位置的判定精度.     

一种基于遗传规划的数据拟合方法

把数据拟合建模看作是模型结构和参数的优化搜索过程,将遗传规划和最小二乘法结合起来共同实现数据拟合,该方法是先用遗传规划随机生成待拟合函数的结构,再利用最小二乘法确定参数,然后耦合后生成待拟合的函数,实现模型结构和参数的共同识别.数值仿真表明,该方法得到的函数比传统方法得到的函数的拟合精度要高,且计算精度高.     

低渗透气藏型储气库储层物性参数的反演分析

低渗透气藏改建的地下储气库注气过程,渗透率和孔隙度随着地层压力变化显著。为更准确的模拟计算低渗透气藏地下储气库的注采过程,必须掌握储气库渗透率和孔隙度随地层压力的变化规律。首先基于地质统计学中的变差函数理论,以井点已知信息为条件,确定储层物性参数的初始分布。基于反问题理论,利用地层压力的测量值和计算值之差构造目标函数,将储层物性参数的反演识别问题转化为最优化问题。通过地层压力对孔隙度和渗透率变化率的求解,利用共轭梯度法实现了对储层物性参数的反演。通过案例证明了模型的正确性。以储气库中的某一区域为研究对象进行反演分析,结果表明：虽然渗透率和孔隙度在初始时在储层中的分布规律基本一致,但是在注气结束时各位置的渗透率和孔隙度变化率都不相同,二者之间的相关性不再一致。其中渗透率变化最大的位置出现在5#注采井附近,其值由1.66×10^-3μm²增加到2.81×10^-3μm²,增加了近70%。并利用最小二乘法拟合得到了渗透率和孔隙度与地层压力之间的函数关系式。本研究成果可以为低渗透气藏改建地下储气库的注采模拟提供...     

基于GprMax的地下管线探地雷达图像正演模拟

探地雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法,具有使用场景多元化、无损探测、高分辨率和抗干扰能力强等特点.为快速掌握地下管线在探地雷达下的响应特征,给准确查明城市复杂区域的管线探测提供技术指导,文章使用GprMax正演模拟软件对不同的管线形态、管线材质、管线埋深、管径、管线填充物质、管线空间位置及不同天线频率下的管线响...     

非开挖地下管线探测方法的探讨

在中大型城市的管线铺设一般采用非开挖技术,给地下管线探测带来很大难度,由于局部管线埋深太大,超出现有仪器探测范围,很难定位定深。本文结合某市外环线西侧Φ273油管的探测过程来探讨该类管线的探测方法。     

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...     

复杂管线剖面观测反演研究及应用

管线仪的定位定深方法,都是在单一线电流场的理论分析基础上提出来的.在地下管线探测中,近间距的并行管线,常会产生互感现象,它们产生的磁场相互叠加.因此基于线电流场特征的定位定深方法的应用条件得不到满足,采用通常的探测方法(极大值法确定管线的平面位置、特征点法确定管线深度),误差偏大,难以满足工程设计需求.此时根据现场管线...     

曲线拟合在管道漏磁内检测信号重构中的应用

针对管道漏磁内检测缺陷信号的重构问题,研究了曲线拟合和最小二乘法的基本原理,以管道漏磁内检测有限元仿真分析软件所得到的半椭圆型缺陷数据为研究对象,建立了径向磁通密度特征的二元一次方程组和二元二次方程组,运用最小二乘曲线拟合方法实现对仿真数据的二元一次函数拟合和二元二次函数拟合.应用MATLAB编写程序求出拟合系数,得到拟合方程,拟合计算结果与仿真数据基本吻合.通过对两组函数方程进行误差分析,结果表明二元二次拟合函数能更准确地描绘出缺陷大小与检测数据之间的函数关系,二次拟合模型更可靠,为管道漏磁内检测缺陷信号重构提供了函数支持.     

基于曲面拟合的水泵水轮机全特性曲线的新变换

为了消除由于水泵水轮机全特性曲线的"S"特性所引起的单位流最和单位力矩的多值性和变换后曲线的不均匀性,实现计算机存储数据的连续性,提出了水泵水轮机全特性曲线的新变换方法.该方法引入了导叶相对开度以获得均匀分布的变换曲线,然后利用最小二乘曲面拟合法对其进行曲面拟合,给出了可连续求导的连续性拟合函数.采用此变换方法可以实现在同一过渡过程中全开到全关(或从全关到全开)的各种水力瞬变过程的计算,改善了各种导叶开度工况特别是零开度和小开度工况全特性曲面的拟合精度.     

用计算复变函数法求解含圆孔板的应力场

采用保角映射技术将含有圆孔的外域变换为圆的内域,通过在边界配点来确定其边界条件,并应用弹性力学的复变函数理论及最小二乘法求解板内的应力场.为了比较本文方法的计算精度和计算效率,用Matlab语言编程并计算了含圆孔的有限板和无限板内的应力分布,结果表明用计算复变函数法求含孔板的应力场问题计算精度高,计算量小,具有应用的价值.     

Calculation of stratum surface principal curvature based on a moving least square method

With the east section of the Changji sag Zhunger Basin as a case study, both a principal curvature method and a moving least square method are elaborated. The moving least square method is introduced, for the first time, to fit a stratum surface. The results show that, using the same-degree base function, compared with a traditional least square method, the moving least square method can produce lower fitting errors, the fitting surface can describe the morphological characteristics of stratum surfaces more accurately and the principal curvature values vary within a wide range and may be more suitable for the prediction of the distribu-tion of structural fractures. The moving least square method could be useful in curved surface fitting and stratum curvature analysis.     

带插值条件的移动最小二乘曲线拟合

提出一种带插值条件的移动最小二乘曲线拟合方法.首先考虑带插值条件的最小二乘拟合,构造新的带插值条件最小二乘拟合方法,它具有拟合函数次数低、计算方便等优点.然后,将该方法推广到移动最小二乘拟合中,得到带插值条件的移动最小二乘曲线,实验结果表明该方法拟合效果更好.     

基于虚拟现实的地下电力管线可视化规划研究

为了提高地下电力管网的规划效率,在虚拟现实技术的基础上,提出了实时可视化的规划方法。将已存在的地下管网数据转化成三维的空间图像,使规划者能够实时看到当前位置的管网状态,从而可以在管网铺设之前就能决定其在已有系统的具体位置和方向,并采用区域立体分层机制,提高地下管网可视化的渲染速度。将该技术应用到上海浦东电力规划后,其管网的规划和铺设时间节约了20％左右。     

Application of Ground Penitrating Radar Method in Pipe Laying Detection

Ground Penetrating Radar method was used in detecting the flaws of underground pipeline. The GPR layer disturbing image was summarized by using a rational method in fieldwork and the in-door interpretation of data. The mark radar images of disturbance of slight, middle, and strong were obtained. The result shows that the radar method can not only determine the position of the concrete pipeline underground, but it can detect the laying quality of pipeline as well.