一种快速准确求取复电阻率真频参数的反演方法

复电阻率法评价极化体极化性质的依据是极化体与围岩的柯尔-柯尔模型参数的差异,因此根据目标极化体的视谱求其真柯尔-柯尔参数,是复电阻率法评价极化体性质时必须解决的基本任务.本文针对水平层状极化介质提出了一种复电阻率最优化反演和递推反演相结合的新的求取真频参数的反演方法,该方法只需测量四个不同频率的复电阻率数据就可进行反演.为了考查该方法的反演效果,与单测点视谱常规反演法及联合谱激电反演法进行了对比计算,并对同一模型选取不同的初始参数进行了反演.计算结果表明,这种方法计算快速、稳定收敛,对反演初值要求不高,结果准确.     

基于柯尔—柯尔模型的一维视复电阻率真参数反演

在求取多层极化介质模型的真柯尔—柯尔参数时,需要以多层极化介质为正演模型,以视复电阻率的振幅或相位为响应进行反演。若直接对振幅谱或相位谱反演计算,反演参数过多将导致反演失败。本文利用振幅与极距相关的曲线(本文称为"振幅测深曲线")可以确定多层极化介质层数和层厚的特点,将真参数的求取过程分为两步。第一步采用一维自动迭代法反演振幅测深曲线,求取层状介质的层数和层厚;第二步采用郭涛演化算法反演振幅谱或相位谱,求取层状介质的其他参数(零频电阻率、极化率、时间常数和频率相关系数)。整体反演结果较好,求取的真参数与理论值相同,证明两步法的可行性。并得出了两个结论:一是振幅测深曲线含有多层极化介质模型的分层信息;二是振幅谱比相位谱包含更多零频电阻率的信息。     

岩矿石电性参数测定实验研究

从现有地质找矿工作的实际出发,对可能影响岩矿石电性参数测定结果的测定装置和方法、仪器供电时间、断电延时、采样宽度等进行了实验研究。针对不同类型岩矿石的饱和充电时间进行了实验研究,同时进行了岩矿石放电实验。对实验结果进行了分析和谈论,得出了地质找矿工作中岩矿石电性参数测定的一般性结论。     

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。     

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。     

论复电阻率真谱与视谱的关系

根据计算和模型实验结果,给出复电阻率真谱与视谱间的一般关系及近似转换公式。由此总结出真-视二级参数间相互关系的近似计算公式。     

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。     

用边界积分方程法对地下目标体基本定位

利用边界积分方程数值模拟法研究了均匀半空间（地下）多个三维体条件下的地表视电阻率响应,此外,在微分测深、温纳尔测深及耦极测常装置下,分析了三维地质体的地表视电阻率响应及异常形态与地质体几何参数的对应关系,通过数值模拟得出了地面各类装置的测深料特征与地下（电性）不均匀体几何参数的基本对应规律以及进行空间定位的方法,为目标体成像奠定了基础。     

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。     

高密度电法在硬质岩区勘察中探测岩性接触带的应用效果

寻找岩性接触带是岩土工程地质勘察的一项重要任务,通常采用钻探、物探、槽探、坑探及地质调绘等手段来勘测岩性接触带,而这些方法都具有一定局限性。在硬质岩区往往由于岩性变化形成不同视电阻率的异常特征,通常利用高密度电法的视电阻率断面图的异常特征,可确定岩性接触带。通过阐述高密度电法测量的基本原理,分析高密度电法在硬质岩区岩土工程地质勘察中探测岩性接触带的应用效果,探讨其在硬质岩区应用中的优点与不足,为技术人员运用高密度电法在硬质岩区勘查时提供参考。     

改进的Dias复电阻率模型在江西相山铀矿田中适用性研究

复电阻率法是寻找固体矿产资源的有效方法,精确获取岩(矿)石的复电阻率参数,建立理想的复电阻率模型,对合理解释复电阻率法野外资料起着重要的作用。针对常用模型的缺陷,利用部分分式分解法,把Dias模型转化为一个Warburg模型和Debye模型的叠加模型。利用改进的Dias模型和Cole-Cole模型对相山铀矿田岩(矿)石标本的复电阻率实测数据进行反演拟合,比较了两种模型在描述岩(矿)石标本激电相应特征的适用性。结果表明,改进的Dias模型参数定义合理,与实测曲线拟合程度高,均方差与相关性数值较Cole-Cole模型优势明显,能准确描述岩石标本的激电相应特征。     

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。     

综合物探方法在水域穿越工程中的应用研究

基于对水域瞬变电磁法及高密度电阻率法理论基础、技术特点及其方法局限性的分析,结合涪江穿越探测实例,提出综合运用两种方法进行地质条件探测,探讨综合物探的工作方法技术、数据采集方法、资料处理与解释方法等在水域穿越工程应用的特殊性。工程应用研究的结果表明:综合物探方法,既可以弥补水域瞬变电磁无法定量计算视电阻率的缺陷,又可以对两种方法的探测结果相互验证,排除由干扰引起的假异常,从而有效地查明了工作区域的地质条件,为顺利施工提供了基础技术保障。     

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

为研究灰岩区滑坡滑动带和岩溶分布区的准确定位问题,采用高密度电法和双管取芯法对灰岩区滑坡进行勘察,测定了典型剖面的视电阻率和测点地层分布情况,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。     

模拟退火法与阻尼最小二乘法联合反演岩石激电谱参数

Cole—Cole模型是一种定量描述激电响应谱特性的方法,即可以用4个参数来定量描述岩石激电响应特性,这4个参数是岩矿石激电响应特征的基本参数。由于不同岩矿石具有不同的激电谱特征,因而存在着利用这4个Cole—Cole参数来识别它们的可能性。阻尼最小二乘法是应用地球物理学中常用的一种最优化反演技术,广泛地用在谱激电反演之中,具有很快的收敛速度。然而阻尼最小二乘法对初始值很依赖,非线性模拟退火反演方法能够很好地消除这种影响。因此联合这两种方法反演岩石激电谱参数,经理论和实测数据计算表明,反演能较好地拟合实测曲线,取得了一定的效果。     

CSAMT法中极化层的视电阻率响应

利用柯尔一柯尔模型表示了激电效应,对三层介质上中间层为极化层的水平电偶源阻抗视电阻率进行了理论计算。着重讨论了激电效应对于不同地电断面类型的影响,试图探求其变化规律,为CSAMT资料中提取激电信息提供依据。     

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.     

CSAMT法在铝土矿勘查中的应用

简要介绍CSAMT法的工作原理及河南省渑池县王村地区的地质和地球物理特征,重点论述CSAMT法在王村地区铝土矿勘查中的应用效果。经过WinGlink2D,Occam和Bostick等多种处理方法的比较,CSAMT法在建立剖面视电阻率的基础上,能较准确的定位奥陶系高阻灰岩界面的起伏和埋藏深度,结合铝土矿的成矿规律,能对区内的铝土矿的赋存做出判断。     

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.     

二维层状介质大地电磁视电阻率相位联合快速反演

建立了二维层状介质模型,反演参数为每层的电阻率及各层的底界深度,利用视电阻率和相位进行二维联合反演.利用RRI法（快速松弛反演）通过有限单元法正演快速计算一维偏导数,引入一组修正系数把用RRI法计算的一维偏导数转化为二维偏导数,并且在二维偏导数矩阵中只保留对本测点下的模型参数的偏导数,而忽略掉对其他测点下的参数的偏导数,形成一个近似的雅可比矩阵.通过一个二维三层模型试算,验证视电阻率和相位联合反演能稳定收敛并在一定程度上减小多解性.