基于全区视电阻率的中心回线瞬变电磁快速成像研究

基于中心回线瞬变电磁正演理论和全区视电阻率定义,通过数值计算的方法求取了全区视电阻率.为避开感应电动势求解早晚期视电阻率的跳跃性,采用瞬变电磁场求解全区视电阻率得到精度较高且连续的全区视电阻率.快速成像采用烟圈反演和快速一阶与二阶近似成像两种反演方法,进一步对比分析了这两种方法各自的优缺点,尤其二阶近似成像能很好地反映...     

地下瞬变电磁法全区视电阻率核函数算法

全区视电阻率的求解方法是地下瞬变电磁理论体系的重要组成部分.在对全空间核函数分析的基础上,提出了全空间全区视电阻率的核函数算法,采用理论数据对其计算效果进行了验证,同时将其应用效果与半空间瞬变电磁法平移算法进行了比较.结果表明:当采样时刻大于10μs和回线边长大于5m时,全空间核函数随电导率具有单调递增特性,井中多匝小回线装置的等效边长和采样时刻均满足此要求;由核函数算法获取的视电阻率在早期、过渡区及晚期均能反映出模型的真电阻率;在电阻率为10Ω.m的全空间模型中,该方法与平移算法计算结果的均方根误差分别为6.945 1×10-4和1.030 0×10-2,因而具有更高的精确性.实测资料处理结果显示核函数算法具有更好的应用效果,丰富了全空间瞬变电磁法理论体系,为井下实测资料的处理提供了参考.     

地下瞬变电磁法全区视电阻率二分搜索算法

全空间全区视电阻率的求解方法是地下瞬变电磁理论研究的重要组成部分,为探讨二分搜索算法在井下资料处理中的适用性和精确性,将地面瞬变电磁法二分搜索算法引入至地下,并采用理论数据和实测数据进行对比分析。结果发现,全空间感应电动势随着电阻率增大具有单调递减规律,满足采用二分法求解的前提条件;全区视电阻率二分搜索算法具有较高的精确性,与全空间电阻率的最大误差仅为0.032%,且计算过程稳定、快速,单测点计算仅需十几秒钟便可获得唯一解。研究成果将为地下瞬变电磁法资料解释提供更多参考。     

瞬变电磁视电阻率对分预估计数值计算方法

提出了一种快速的计算全程视电阻率的方法-对分预估计法,避开了接收机用早、晚期渐近式计算视电阻率不精确的情况,更好地判断地下异常,指导探测工作。结合实际发射机关断延时小的特点,讨论了理想场源激励下的磁场、感应电压与电阻率的对应关系,构造求解瞬变常数u的函数。计算时,把瞬变过程分为早期、晚期两个阶段,确定最佳搜索区间,解决了牛顿法等初始值选取的问题。本文方法与其它数值计算方法做仿真对比,结果表明,对分预估计法稳定可靠并能快速的迭代到精确的视电阻率值。     

均匀半空间长偏移距TEM法全区视电阻率的数值计算方法

为了准确获得长偏移距瞬变电磁法的全区视电阻率,对感应电动势曲线的特征进行了研究。计算了从100秒到0．001秒时间范围内,感应电动势随电阻率变化的变化的情况。计算结果表明,在感应电动势随电阻率的增大而不具有明显下降的特性。据此,本文设计出了计算全区视电阻率的一种算法：二分搜索算法。该算法对电阻率的可能范围不断进行二等分空间,直到找到一个电阻率,其对应感应电动势与实际观测的电动势吻合。算法直接从感应电动势数据二不是垂直磁场直接计算视电阻率资料。理论数据的计算证明了该算法非常精确,计算的相对误差在0．1％内。     

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。     

瞬变电磁对含水层的超前探测效果分析

在隧道开挖过程中,掌子面前方多存在充水、充泥断层或裂隙等地质病害体形成的含水夹层.基于等效导电平面法基础上的视纵向电导二次微分成像方法,利用“H”型地电模型理论得到含水夹层的视纵向电导微分成像响应特征和识别方法,提出视电阻率和视纵向电导相结合进行含水夹层的探测方法,以此来指导瞬变电磁法在隧道内的超前地质预报工作,提高了瞬变电磁探测的精度及准确度.     

铁路工程勘察中大定源瞬变电磁方法的应用

讨论了大定源瞬变电磁资料处理的方法,并和基于中心回线原理处理结果进行比较,发现基于中心回线原理处理会在回线边缘造成视电阻率偏大。铁路工程勘察采用瞬变电磁法时,要获得准确的地电信息,必须采用合适的装置及处理方法。     

一种基于K-means的分布式聚类算法

为解决现有的分布式聚类算法效率低下和不能保护数据隐私的问题,在K-Dmeans算法的基础上,提出一种新的分布式聚类算法.该算法利用数据对象间的密度函数值来优化站点初始聚类中心,从而大大降低了聚类的迭代次数;同时各从站点只需向主站点传送其聚簇的特征信息,有效降低分布式聚类过程中的通信量,保护了各个站点的独立性,实验结果表...     

瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区中的应用

探测煤矿采空积水区通常较难,但可以充分利用瞬变电磁法对低阻地质体反应灵敏和分辨率高的特点,通过精细处理和分析研究,从而有效地探测采空积水区。本文介绍了瞬变电磁法的基本原理,阐述了瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用,根据工作区域特有的物性地质条件,结合视电阻率断面图,分析视电阻率断面图,探测出煤矿采空区以及积水区的位置及范围。     

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。     

钻孔瞬变电磁拟地震反演方法在露天煤矿采空区精细探测中的应用

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处理精度,应用滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,采用共轭梯度法研究了针对瞬变电磁虚拟波场数据的拟声波介质全波形反演算法,实现了钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演,计算了三维数值模型数据的反演结果,并对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好的成像效果。结合山西朔州地区某露天煤矿的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道形态、性质和规模的实用性和有效性进行了检验。结果表明:钻孔瞬变电磁探测方法是矿井物探与钻探的有机结合与相互补充,拟地震反演方法能够有效应用于露天煤矿采空区的精细解释。     

瞬变电磁法小线圈装置过渡过程影响研究

接收线圈分布参数对早期瞬变电磁信号影响严重,导致信号的有效采样时间起始点后延,丢失浅层探测信息。本文比较了过渡过程影响下的视电阻率误差,并描绘视电阻率误差随接收装置半径变化曲线。结果表明,在相同有效接收面积的前提下,选择不同半径的接收装置对视电阻率计算会带来不同程度的影响,解决工程实际中接收线圈最佳半径设计问题。     

斜阶跃场源关断时间对测量结果的影响及校正研究

论文推导了斜阶跃场源激励下,采样延时零时刻在发射电流关断起始点的高阻围岩中导电球体、不导电基底上水平薄板和均匀导电半空间的瞬变响应解析式,分析了发射电流关断时间对三种模型全程瞬变响应的影响。根据均匀半空间瞬变响应解析式,讨论了斜阶跃场源激励下的磁场、感应电压与全程视电阻率的对应关系,提出了一种全程视电阻率直接计算方法。此方法将发射电流关断时间作为系统参数参与视电阻率的计算,无需关断效应校正,可以方便地直接计算出中心回线装置下测量目标的全程视电阻率。理论模型及实例计算数据都证明了这种数值算法的可行性。由于斜阶跃场源技术的成熟,该算法具有一定的实用价值。