不同反演参数对高密度电阻率二维反演结果的影响

在高密度电法勘探中,通常借助电阻率二维反演断面进行地质推断解释,然而电阻率反演结果常因反演参数选择的不同而存在差异,在很大程度上影响地质推断解释的准确性。针对高密度电阻率二维反演如何选取合理的反演参数问题,选取两种观测装置的实测视电阻率断面作为试验断面,测试正反演网格大小、模型约束条件、偏导数矩阵的计算方法、目标函数的范数、初始阻尼因子、反演迭代次数等参数对反演耗费时间和反演分辨率的影响。通过反演测试发现,网格剖分、模型约束及阻尼因子对反演的分辨率影响较大,偏导数矩阵的计算方法及反演迭代次数对反演的耗时影响大;当数据断面含有突变噪声时,数据空间和模型空间可选取L₁范数。     

基于BP神经网络的高密度电阻率数据反演方法

目的 对高密度电阻率数据反演计算,解决传统局部线性化迭代反演时求解容易陷入局部模型极小解和依赖初始模型的选择等问题.方法 采用二维改进有限元法计算不同地电模型的视电阻率,利用所得结果训练BP神经网络,神经网络的自学习能力将使最终输出为全局最优解.结果 将神经网络与最小二乘法的反演结果作以比较,BP神经网络能够得到全局最优解,因此能较好地反映地电模型,并且计算过程中不需要选择初始模型.结论 神经网络训练成功后,能够克服传统反演方法的不足,因此适合解决复杂的非线性反演问题.     

高密度电法二维反演软件设计与实现

分析高密度电法二维反演过程，给出了二维反演软件的设计思路和软件界面框架．针对高密度电法中二极、偶极-偶极、三极和对称四极装置的各自工作特点和实测数据格式，分析并简化了实测数据的输入流程．另外，FlexGrid表格控件的使用，解决了高密度电法大数据量输入和数据显示问题．二维反演计算采用了VC ／C和Fortran混合编程技术，既减少了软件开发的工作量，又便于软件的维护和升级．     

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。     

激电测深数据一维自动迭代反演进行拟二维反演解释

为提高野外激电测深数据的处理效率和初步解释的精度,提出了激电测深数据一维自动迭代反演进行拟二维反演解释方法。本文所述的激电测深一维自动迭代反演解释,与以往的激电测深曲线自动解释方法不同,其主要特点是不用人工给定初始模型参数,即对实测电阻率曲线以采样间隔(如(lg10)/6)数字化后的点数作为层数,并且使其在整个反演过程中保持不变;以数字化后的相邻电极距的差作为层厚;以对应点的视电阻率值作为层阻,采用阻尼最小二乘法对同一断面的多条电测深曲线进行一维自动迭代反演。然后把反演结果绘制成断面图,对其进行二维地质推断解释。最后通过模型试算,结果表明其处理速度快,解释直观,对于作为野外激电测深数据的初步反演解释是可行的。     

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.     

丰满混凝土重力坝渗透系数反演分析

采用三维有限元数值计算方法和正则化的最小二乘优化方法,根据丰满大坝１９７２～１９８５年的坝体和坝基扬压力及漏水量观测数据,反演得到了坝体混凝土和坝基岩石的渗透系数．所采用的正则化方法解决了反问题的稳定性问题,而反演的唯一性问题通过填加补充条件（漏水量）得到解决．     

深度转换因子对高密度电法反演成像的影响

深度转化因子的选取直接影响着基于反演成像的高密度电法勘探资料处理、解释速度和精度。本文以高密度电法反演成像理论为基础,通过构建大量电阻率异常体模型,选择不同深度转化因子进行反演成像模拟,经对反演成像结果、反演速度和收敛性等综合性能的对比与分析,得到了高密度反演过程中最佳的深度转化因子。经工程实测数据验证可知,深度转化因子选0.3时反演成像精度较高、反演速度和收敛性较快。     

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用＂比值法＂对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造＂比值参数＂对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。     

高密度电法与音频大地电磁法在城市输水隧洞勘察中的应用

为避免在建造浙江省某大型输水隧洞时发生地质灾害,通过高密度电法与音频大地电磁法相结合以查明浅部覆盖层厚度、基岩风化厚度及断裂破碎带构造。采用高密度电法探测浅层地下含水裂隙带的异常形态及岩体的稳定性,部分区域通过音频大地电磁法推断出深部地质断裂构造位置。依据前期地质资料,建立了相应地电模型,通过对模型响应数据进行反演试算,发现这两种方法相结合具有可行性,能精确反映地下不同深度的地质情况,探测结果能为后期设计和施工提供参考依据。实测数据反演结果显示:地层上部杂填土、含砾粉质黏土、碎石夹黏土等厚1～15 m; 高密度电法识别出6条断裂发育带的位置,倾角为56°～75°,影响宽度为10～15 m; 音频大地电磁法识别出一处断裂发育带,影响宽度约为15 m; 裂隙发育带、构造破碎带对岩体完整性破坏较大,强度受软弱结构面控制,易受地下水作用影响,浅部岩体稳定性较差,电阻率表现为低阻特征并向下延伸。     

高密度电法在新疆某水库大坝病险隐患探测中的应用

高密度电法集电测深和电剖面装置于一体,具有采集数据量大、效率高、成本低、反演信息丰富、易于解译等特点,是大坝病险隐患探测应用较为成熟、可靠的一种物探方法.通过对新疆吉林二库坝体、坝基渗漏探测高密度电法应用成果分析,推断CX1线4处直立条带状低阻异常为坝基充水渗漏通道的反映,对低阻带位置开挖并进行灌浆处理后,渗漏隐患消除...     

坑道环境对电阻率测深影响的模型试验

在坑道直流电阻率法探测中,由于受坑道及坑道内各种工程设施的影响,其电阻率异常会发生严重畸变,增加了资料解释难度甚至造成错误的解释。根据物理模拟的相似性原则,设计了模型试验以研究坑道环境的影响：在土槽中挖一空腔作为坑道,用钢筋和低阻球体代替轨道及施工机械,旁侧异常体设计为低阻铜球和高阻空腔。结果表明,坑道环境对电阻率测量存在影响,坑道直流电阻率实测数据解释前必需消除其影响。经用差值法、比值法和综合改正方法对实测数据进行改正,并对比改正前后数据的2.5维反演结果,这3种方法都能很好的消除坑道环境影响。     

高密度电法在陕西泾阳地区黄土台塬地下水位探测中的应用

黄土滑坡灾害与地下水位、黄土含水率有一定的关系,查清地下水位分布对黄土滑坡的预测与稳定性分析具有重要意义。基于高密度电法摸清陕西泾阳南塬黄土台塬地下介质电阻率分布情况,研究地下黄土含水率、视电阻率、视电阻率垂向导数与深度的关系,并推测勘查区地下水位线分布情况。结果表明:当地下某一深度黄土含水率为30%左右,视电阻率为30 Ω·m左右,且视电阻率垂向导数达到峰值时,可推断出该深度存在地下水位线。因此,在黄土滑坡灾害的预测与分析中,基于高密度电法,将含水率、视电阻率、视电阻率垂向导数与深度的关系作为判断依据,可以较为准确地确定地下水位的深度。     

中间层电阻率渐变的频测视电阻率公式

从麦克斯韦方程组出发，推导出了垂直磁场Ｈｚ表达的视电阻率公式，利用线性数字滤波法编写了计算程序．作出了一些视电阻率曲线，对部分视电阻率曲线进行了讨论，并得到了一些有意义的结果。     

高密度电法二维反演程序反演常规电法电测深资料探讨

高密度电法二维反演程序具有易用性强和反演结果快速直观等优点,在物探工作中被经常使用。本文比较高密度电法二维反演程序数据和常规电法电测深数据的格式,介绍了常规电测深数据经程序转换后用高密度电法二维反演软件反演成图的效果,并对此进行了讨论。     

大地电磁测深法中的张量分析

张量分析在大地电磁测深法勘探中有许多重要的作用。本文将主要介绍麦克斯韦方程组张量和视电阻率张量在大地电磁测深法中的应用问题。     

基于阻尼型高斯牛顿法的三维直流电阻率反演

直流电阻率法是浅层水文、工程、环境、考古等与人类社会生活密切相关探测领域的重要手段。地下目标体多表现为三维电性结构,因此,需要对直流电阻率法的三维正反演进行研究和探索。本文利用阻尼型高斯牛顿法的三维直流电阻率反演方法,在迭代的过程中,避免了直接计算偏导数矩阵,而只需计算偏导数矩阵及其转置与任一向量的乘积,同时结合预处理的共轭梯度法求解模型修正量,节省了内存存储量,加快了反演速度。通过对不同模型进行模拟计算,反演结果与实际模型吻合的很好。     

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。