高密度电法最小构造反演及应用效果

高密度电阻率法兼顾电剖面法横向分辨率高和电测深法纵向分辨率高的优点,其成像技术已成为继地震波层析成像和电磁波层析成像以后地学CT的重要物探手段,已广泛应用于水文地质和工程地质勘察、地下水开采、金属矿产勘探以及工民建等领域。为适应实际复杂地质条件下的数据处理与解释,排除干扰影响,本文就高密度电阻率法最小构造二维反演技术的理论与实现进行了粗浅探讨,并以几个应用实例说明了该技术的有效性和实用性。     

基于Voxler平台的电法数据体三维可视化

高密度电法测点密度高,信息量大,在寻找地下水,探测岩溶发育带和工程地质方面得到了广泛的应用.传统的高密度电法二维剖面图并不能直观地观察目标异常体的走向、空间位置与形态的问题.为真正实现高密度电法剖面的三维可视化,通过一定的数据提取技术提取出地下地质体的有效数据信息,建立地下地质体三维模型.基于Voxler软件平台可从不同角度和方位观察目标异常体的走向、空间位置与形态,并可运用切片技术进行高精度的数据解释,实现了高密度电法数据场的三维可视化,为解决相应的地质问题提供了直观,可靠的资料.笔者结合工程实例来阐明这种技术的实用性.     

瞬变电磁法在煤矿采空区勘探中的应用

黄土高原第四季覆盖层厚,地表冲刷厉害,沟壑分布密集,给采空区勘探带来了诸多不便。瞬变电磁法的大定源回线装置具有一次布线、多点测量的优点,克服了该缺点。另外此方法还具有工作效率快、测量成果分辨率高等优点。高密度电法具有抗干扰能力强,横向、纵向分辨率高的特点,有效地印证了瞬变电磁法的结果,提高了勘探结果的可信度。     

高密度电法在西部岩溶地区勘探中的应用

介绍了高密度电法的方法原理,并结合K剖面法和高密度电法反演对西部岩溶地区高密度电法勘探资料进行处理。通过对实测视电阻率数据反演剖面和经K剖面法处理后的似真电阻率数据的反演剖面的对比,说明该方法能很好地压制地形起伏、地下电性不均匀体影响及旁侧效应等带来的ρs值畸变、突出异常,改善高密度电法在西部岩溶地区勘探中的应用效果。     

三维高密度电法技术及其在岩溶塌陷勘探中的应用

岩溶塌陷勘探中常规高密度电法存在异常扩展效应、旁侧效应,导致了异常解译出现异常、平面定位不准、深度分辨率不足。三维高密度电法网格节点式的布极、多方向测量方式可有效地减弱旁侧效应、异常扩展效应。结合２个岩溶塌陷的实例来体现三维高密度电法勘探的勘探效果,并总结分析了三维高密度电法的特点及技术要求。     

电极排列方式对堤防隐患的地电响应特征研究

高密度电阻率法不同的电极排列方式对于同一隐患类型的地电响应特征不同,探究各排列方式对于特定隐患类型的地电反应特征是提高探测效果的重要环节。为研究高密度电法不同电极排列方式对堤防常见隐患类型的地电反应特征,通过构建数值模型,对于空气空洞、含水空洞和裂缝3种堤防常见隐患类型进行正演分析,研究了不同装置类型对常见隐患类型的地电反应特征;结合反演计算结果分析了不同装置类型对常见隐患类型的灵敏度和分辨率。结果表明,三种电极排列方式对于土体空气空洞和充水空洞探测效果整体较好,对于裂缝的探测深度不足;对于横向排列的隐患区的探测效果,探测分辨率随着两隐患区间距的增大而增大;对于竖向排列的两个隐患区则无法区分隐患数量。针对不同隐患的地电特征,结合实际工程进行了解译,提高了解译分辨率。     

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。     

大地电磁法三维反演计算模型分辨率分析

设计了3个简单三维电性结构模型,通过模型三维正反演计算来对大地电磁法三维反演计算空间分辨率进行数值模拟,模拟结果表明:大地电磁法对低阻体反应灵敏,对高阻体反应相对薄弱,可以较好地应用于探测浅部、深部低阻异常体;大地电磁测深响应数据具有三维体效应属性,除了反应测点下方电阻分布情况之外,同时也包含测点周边电阻率分布信息,可较好地应用于区域电性结构调查;对于浅部异常体,尤其是低阻异常体,在测点控制区域范围内大地电磁三维反演计算具有较好的三维空间分辨率;对于深部异常体,仅在异常体具有足够尺度情况下,大地电磁三维反演计算才具有较好的三维空间分辨率;无论是浅部异常体还是深部异常体,在异常体具有足够尺度的情况下,即异常体的响应曲线在横向空间域和纵向频率域上具有一定的识别度,大地电磁三维反演计算可以较好地构建出异常体的结构形态,对于尺度不足够大的异常体,大地电磁三维反演计算可以较好地重建地下介质的宏观电性特征。     

基于音频大地电磁法与高密度电法的矿山选厂地下水勘察

西藏巨龙铜矿矿山选厂地下水水文抬升,存在影响选厂安全生产风险,为了划分出重点勘察区的地质构造形态、第四系厚度、含水地段及预测地下水的富集部位,开展音频大地电磁法和高密度电法两种地球物理勘查方法的结合。通过方法试验,优选该地区适用的测量技术参数,音频大地电磁法测点使用有效观测频带为19 983.3～2.5 Hz,并且多次叠加处理;高密度电法选择温纳排列测量,保证数据采集质量。反演解译划分出低阻异常体8处,针对异常通过4个水文钻孔(ZK1、ZK2、ZK4和SW4)验证,钻孔揭露的浅地表破碎区域和地下水重要含水地段,与地球物理低阻异常形态和位置基本吻合。两种方法的成果实践运用,为解决地下水水位异常的处置提供了层位依据,保障了矿山选厂的安全生产。     

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。     

电极布置对电阻率精确性影响的试验研究与仿真分析

电阻率法在土壤测试的精确性方面存在较多不足,而电极是影响精度的重要原因,尤其是二极法测试。若能确定电极与土壤的接触程度,以及两电极间距离对测试结果的影响,将可最大化避免电极的干扰。基于二极法电阻率测试方法,选用锌污染标准砂作为模拟土壤,以测试交流电阻率为例,设置不同接触程度与不同电极间距两种工况,并结合COMSOL软件仿真分析,研究电极布置对电阻率测试的影响,并建立分析模型与误差计算式。研究结果表明：试验与模拟分析可相互验证和补充。接触程度越大,越有利于电阻率测试,随接触程度增大对测试电阻率的影响逐渐减弱;电极间距越大,对测试电阻率的影响越弱,细长型试样更有益于提高测试精度。导电模型分为正常段与受电极影响的过渡段串联,同时,径向电流密度可较好表征出各段的长度和极化情况。过渡段长度和极化随接触程度的增大而减小,与电极间距无关,通过电极布置模型可拟合不同电极间距的测试结果,得出正常电阻率。     

高密度电阻率法在高速公路岩溶探测中的应用

随着高速公路建设的快速发展,岩溶作为一种典型的不良地质现象在施工建设中的危害越来越明显的显现出来。作者在常张高速和邵怀高速采用高密度电阻率法做了大量的探测工作。该方法能进行二维地电断面测量,兼具剖面法和测深法的功能,较常规电阻率法快速、高效,特别是采集的数据量十分丰富,而数据量丰富是物探工作中所追求的,这也是高密度电阻率法的最主要的特点。本文是作者根据在常张高速十七合同段工作中的几个实例,对该方法在岩溶地区中的应用作了一番浅述。与常规电阻率一样,高密度电阻率法可以采用多种装置和方法,但为了连续测量和图象处理,一般采用三极装置（所成图象为矩形）,根据现场不同的地质情况,选取合适的剖面数和极距。通过此次探测,查明了测区内的岩溶病害（包括其形态、规模及走向）,节约了大量的工程成本。     

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。     

高密度电法在水文地质中的应用

高密度电法是电阻率电法的一种,它通过人工场源建立地下稳定电场,再通过该稳定场的分布规律来研究各种地质问题．在工作中,高密度电阻率法通常有3种装置类型可供选择,即温纳装置、偶极装置和微分装置．结果分析时,一般采用电阻率直接解译．另外,当使用多种电极系进行数据采集时,还可以用比值参数法对结果进行分析．通过研究不同装置的高密度电法剖面,采取不同的数据处理方式,实例分析了3种装置在探测地下介质含水性的差异．结果表明,偶极和微分装置的探测结果对于异常的反映相似,温纳装置更适合于探测电性界面变化较小的情况,比值参数的处理方法能够更加清晰地显示异常体的几何形状．     

高密度电阻率法的装置特点及其在水源勘察中的应用

高密度电阻率法在工程领域得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。但其不同测试装置具有不同的特点,只有对此进行了解才能更好地加以利用。文章结合高密度电阻率法数据采集过程中的影响因素、综合特点及其问题进行阐述,指出地质勘探中常用的测试方法,并通过水源勘察实例说明其装置方法的应用效果。     

高密度电法在贵州金沙某滑坡勘察中的应用

高密度电法是集电测深和电剖面装置于一体,具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点,在工程地质和水文地质勘查中被广泛应用。本文将高密度电法应用于贵州金沙某滑坡体调查中,通过分析该滑坡体的地质地球物理特征,验证了实施高密度电法调查滑坡体的可行性。调查中采用温纳装置,对该段滑坡体的地层结构、滑床位置及滑动面的埋深等地层情况的分析解释,证实了高密度电法应用效果良好,为进一步认识滑坡及其勘察治理提供了地球物理依据。     

超高密度电法的模型响应对比分析研究

超高密度电法是建立在常规高密度电法基础上的一种地球物理探测方法,其继承了高密度电法诸多优势,并且通过多通道数据采集,进一步优化采集方式,提高电极利用率、缩短实际操作时间、增大数据采集量,从而提高工作效率和准确性。本文首先简单介绍了超高密度电法以及改进型超高密度电法的基本原理、观测方式、正演模拟和反演成像的理论基础以及发展;其次针对一个典型的模型,分别通过对比超高密度电法和改进型超高密度电法与常规高密度电法对此模型的响应,对比分析之后确认改进型超高密度电法比常规高密度电法拥有更佳的探测效果,并且提高工作效率。     

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...     

海底管道砂沉积模拟研究

海底混输管道运行一段时间后, 管道内部砂沉积等会导致管道通过量减小, 明显降低缓蚀剂效率, 加 速管道底部磨蚀, 甚至造成清管器卡堵事故。以位于海上某油田群 A平台至B平台的海底混输管道为基础, 根据现 场实际数据合理建模, 采用F LUENT软件进行数值模拟, 研究了海底管道水平段以及弯管段在砂含量、 砂粒径、 砂 密度以及流速等参数不同时的砂沉积规律。模拟结果表明, 海管沿程沉砂量与含砂量、 砂粒径、 砂密度正相关, 与流 速负相关; 而沉砂量最大位置规律相反。平均沉砂量对各参数的敏感性从高到低依次为含砂量、 流速、 砂粒径、 砂密 度。     

北京地区浅层采空区高密度电法探测应用分析

高密度电法已广泛应用于煤层采空区探测之中,采空区充填性质的不同造成其在高密度电法数据剖面中的表现特征也不相同。本文主要介绍运用高密度电法进行浅层小煤窑采空区探测的一些经验和案例。采用高密度电法中的温纳装置对门头沟地区未充填、部分充填的小煤窑巷道和石景山区富水充填的小煤窑采空区的探测,取得了很好的效果。探测结果显示,未充填和部分充填的小煤窑巷道表现为高视电阻率异常,位置与测线周边发现的小煤窑窑口位置相对应。而富水充填的小煤窑采空区表现为低视电阻率异常,经钻探验证,采空区内充填有富含水的粉末状的煤灰,含坑木。需注意在山区进行高密度电法测试时,台阶状的地形对高密度电法测试的干扰影响较大,以温纳装置为例,测试数据在台阶地形处表现为高低阻相邻的八字形干扰,且电极距越小,干扰越明显。