高密度电法探测煤火的正演模拟研究

通过建立煤火的地电模型,采用有限差分法分别对温纳装置进行正演模拟,得到模型的视电阻率断面数据。在对数据加入5%噪声后反演得到视电阻率拟断面图。反演结果表明:火区燃烧中心、烧空区和松散冒落带在反演视电阻率拟断面图上均反映出了异常且与模型相吻合。验证了高密度电法探测煤火的有效性和准确性。因此,高密度电法以其高精度、大信息量的优势,在煤火探测领域必将取得很好的效果。     

不同深度谷地对高密度电法探测地下岩溶管道的影响试验研究

高密度电阻率法在岩溶山区找水具有较好的效果,但岩溶区找水往往位于谷地,地形条件复杂,谷地深浅不一,高密度电法受谷地地形影响较大。为了提高岩溶区高密度电阻率法找水的探测效果,掌握不同深度谷地对高密度电阻率法影响的规律,采用高密度电法微测系统,利用铜柱体模拟地下岩溶管道,研究不同深度谷地对高密度电阻率法探测岩溶管道的影响。研究结果表明:在谷地模型中,当电极距、谷地深度相同时,α2装置对确定异常体的顶部埋深优于矩形AMN装置及滚动MNB装置,而矩形AMN装置及滚动MNB装置对异常的定位及确定异常体的大小优于α2装置。电极距相同时,随谷地深度增加,反演异常体横向宽度增大,埋深减小;且越来越偏离真实异常体;随谷地深度增加,高密度电阻率法能探测的有效异常体的深度减小;在谷地较深的高密度电阻率法勘探中,为了获得较好的探测效果,应适当增大电极距的布设。     

高密度电法在水利水电工程地质勘察中的应用

本文以广东省东莞市某水库工程的大坝防渗隐患勘测和整治为研究对象,采用有限元分析法对大坝渗透通道异常进行正反演分析,并对实际的大坝隐患目标体运用高密度电法数据采集和分析。结果表明,在正演结果分析中,坝体的视电阻率与模型相比存在较好的分层现象,由于渗透通道的异常存在,坝体浸润区的视电阻率存在封闭的低阻,且向两边有一定的延伸;在反演结果分析中,反演的低阻封闭体的范围明显缩小,异常体的视电阻率值可以恢复为5Ω·m左右。在浸润区的基岩范围内,受到上部渗透通道异常体低阻的多次“映射”影响,导致下部的视电阻率率值出现畸变;在坝体背水面共布置3条测线探明了大坝坝址隐伏渗透通道的走向、埋深和空间分布,为水利水电工程坝体的防渗治理提供翔实的地质资料。     

浅层岩溶和采空区综合探测方法与模型试验

岩溶和采空区已经成为高速公路建设中面临的热点、难点问题。为了准确探测高速公路地基下伏岩层中岩溶和采空区的几何形态和空间分布,提出了地质雷达先验信息的高密度电阻率约束反演方法。采用常规高密度电阻率反演方法、地质雷达和携带先验信息的高密度电阻率约束反演方法,对常见的岩溶和采空区地电模型进行数值模拟,分析岩溶和采空区不同方法的成像规律。结果表明,与常规高密度电阻率反演和地质雷达正演结果相比,携带先验信息约束的高密度电阻率法反演的异常体的空间形态更接近于真实地电模型,对边界的识别更加准确。随后,通过对山东章丘地区岩溶和采空区的模型试验,探明了岩溶和采空区的分布情况,验证了该综合预报方法对岩溶和采空区的探测效果,为高速公路地基下岩溶和采空区的治理方案提供了依据。     

综合物探方法在灵新煤矿采空区探查中的应用

采空区的存在对煤矿区生产、人民财产安全和工程建设造成极大的安全隐患。有效地探测采空区成为解决上述问题的关键。该文从采空区地球物理特征入手,采用三维地震、高密度电法的综合物探方法对采空区进行探测。三维地震勘探技术可查明直径大于20m的陷落拄,控制采空区边界,平面位置误差不大于20m。高密度电法是剖面法和电测深法的集中,在原理上与普通电阻率法相同,是一种阵列勘探方法,不同点是该方法在观测中设置了高密度的观测点;它具有较高的分辨能力,且勘探效率高,结合钻孔资料能进行一、二维反演,圈定电阻率异常区,从而确定采空区范围及充水情况。     

高密度电阻率法在某塌陷区勘察中的应用

本文以毗邻兰临高速公路某塌陷区勘察为例,简要介绍了高密度电阻率法在查明塌陷区的岩性特征、含水性和地下空洞情况中的应用效果。利用反演方法计算分析,高密度电阻率等值线图能够清晰地反映出该塌陷区的地质体分布情况。经验证,高密度电法用于查明该塌陷区地质分布情况及可能存在的地质隐患是一种有效且可靠的物探方法,可为工程治理提供指导。     

高密度电阻率法在近地表隐伏断层检测中的应用

隐伏断层对于道路、地基等具有重大威胁,高密度电阻率法是以地层之间电阻率差异为基础的探测地下构造和电性异常体的一种间接性的地球物理方法,近年来,在近地表探测隐伏断层方面应用广泛。基于此,首先对断层模型进行正演模拟,研究了断层模型的响应规律,然后以山西某段公路隐伏断层检测为例,简要介绍了高密度电阻率法的基本原理以及常用的两种施工装置,即温纳四极装置(α)和单边三极装置,分析了两种施工装置的优缺点,以实测视电阻率剖面图和反演视电阻率剖面图进行对比研究,揭示了反演结果的优势,并在反演结果的基础上进行背景电阻率值的剔除,在断层产状判断及其影响区域划分上进行定量解释,验证了高密度电阻率法探测近地表隐伏断层的可行性,为后续施工提供了可靠的地质资料。     

高密度电阻率法异常旁侧效应的认识与探讨

随着高密度电阻率法的广泛应用,当前以二维反演为主的资料解释方法中,经常会遇到旁侧效应解释问题.在三维高密度电法应用水平不高的当下,研究清楚二维高密度电法在勘探过程中旁侧效应的响应机制,会使二维高密度电法的测试结果更为准确,同时得到更广泛的应用.作者通过Res3dmod正演软件建模,利用Res3dinv反演软件获取反演数据结果,研究低阻地质体对测量结果的影响,抽取切片数据结果与二维反演软件Res2dinv处理得到的实例结果做对比,讨探旁侧效应的响应机制和一般规律,最后得出地质体旁侧效应的几点认识和相关应用体会.     

基于有限元数值模拟的直流电阻率激电找矿探测技术

为提高直流电阻率激电探测成果地质解释准确性,促进直流电阻率激电在找矿勘查中的应用,采用有限元数值模拟对直流电阻率激电探测中低阻高极化体、直立板状体、低阻盖层、高阻盖层、地表不均匀体、地形起伏及实测数据反演解释几个主要方面进行了对比分析。研究结果表明,对于实际勘查中的反演解释结果,根据异常特征构建地质体模型并进行有限元数值模拟,能快速判别探测目标体异常属性、区分虚假异常,提高定量解释水平及找矿勘查效率。研究结果为直流电阻率激电找矿探测定量解释提供了参考。     

高密度电法在非煤矿山老窑采空区探测中的应用

由于矿山开采存在不明废弃老窑及采空区、老窑采空区资料不详、边界和积水情况不明等问题,矿山生产存在严重安全隐患。本文以湖南冷水江某金属矿山老窑采空区探测为例,采用高密度电法实施了4条物探测量剖面,经数据反演处理解译,共推断出8个采空区异常,其视电阻率特征均为高阻异常,显示其均为非充水采空区,根据已有矿体产出形态,推测采空区体积共约2 484 m³,基本确定了采空区的整体情况。     

基于镜像模型的矿井瞬变电磁全空间反演研究

常规的瞬变电磁反演用半空间响应乘以全空间响应系数来拟合观测数据,具有一定的局限性;直接进行全空间反演,瞬变电磁场的空间不可分性会导致反演结果的不稳定。针对以上问题,提出了基于镜像模型的矿井瞬变电磁全空间反演方法,编制了反演程序。对低阻模型、受巷道后方高阻影响的低阻模型、受巷道后方低阻影响的低阻模型进行了反演试算,结果表明:基于镜像模型的全空间反演方法能够准确反演出掘进工作面前方的低阻地质异常体,巷道后方的高阻体不会影响对前方低阻地质异常体的判断。     

井地电法的三维正反演研究

通过简化井地电法模型为垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质模型,利用三维有限元法实现了垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质电场的正演计算。应用非线性阻尼最小二乘迭代算法实现了地表电位数据的地下目标层电阻率反演,通过简化模型对相应计算程序进行了检验,证实了程序的可靠性。用给定模型正演得到的地表"理论合成数据"来反演地下异常体,并对数据测量范围和干扰水平对反演的影响进行了讨论。该研究可为提高井地电法反演质量提供部分理论指导依据。     

随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法

针对随钻电磁波电阻率测井仪原始曲线探测深度不确定的问题,开展了将原始测井结果合成为具有固定探测 深度曲线的研究。研究中首先采用了一种简单快速的迭代反演算法进行曲线的围岩校正处理,之后利用高斯牛顿梯 度下降反演算法对每层地层进行三参数反演,获得地层的侵入带电阻率、侵入半径和地层真电阻率,再根据提出的伪 源距概念,利用获得的三参数绘制探测深度与源距、源距与视电阻率的关系图版,最终通过插值获得具有固定探测深 度的测量曲线。通过一系列数值模拟发现,合成后的不同探测深度曲线在有侵地层中出现有规律的分离现象,该现象 与地质特征吻合很好,相比原始曲线能更直接地反映地层侵入特性,说明本方法能够提升该类仪器的应用效果,可以 与阵列感应曲线进行对比,方便地质解释人员做出更准确的地层评价。     

神经网络自变量输入模式的视电阻率求解算法

根据瞬变电磁场理论公式中的响应和自变量之间的关系特点,提出用非线性方程模式的 BP 神经网络求解电阻率。通过构造单输入单输出网络结构,建立以不同时间点上的电流归一化的感应电压值为输入、视电阻率值为输出的神经网络,来拟合瞬变电磁场的二次涡流曲线。利用数值方法计算出的数据验证该训练网络的精确性,比较了不同算法对训练精度和收敛速度产生的影响。以重庆大学某处的防空洞探测实验为例验证了该算法的有效性,该算法避开具体的复杂电磁场计算或数值反问题计算,从而实现电阻率快速计算,为快速成像准备必要条件。     

空管系统中侵入区域告警及预警检测算法研究

在统一地心坐标系下,结合球面方位投影变换及逆变换,定义了目标坐标系以及在目标坐标系下的顶点象限标号和边标号,提出了特殊边标号处理算法及侵入区域的告警检测算法．根据飞行器的速度矢量,对飞行器是否有侵入区域的趋势进行了预警检测．经验证,此算法能准确地对飞行器侵入区域进行预警、告警。     

低变质原生结构煤电阻率变化规律实验研究

为了研究各个因素对煤电学性质的影响,利用电学方法通过电学参数来反映煤电阻率的变化规律。通过采用自主研制的煤体电阻率测试系统,用实验的方法对大佛寺井田低变质原生结构煤研究了应力作用时间、应力大小、甲烷气体吸附量以及含水率对煤体电阻率的影响。研究结果表明:煤体电阻率随应力作用时间先快速下降,后逐渐趋于稳定;应力越大,电阻率越小,吸附甲烷气体的量越多电阻率下降程度越大;含水率的提高也会造成煤体电阻率下降。最后基于灰色关联法分析了应力大小、应力作用时间、甲烷吸附量、含水率与煤体电阻率变化量的关联情况,从关联度可以看出应力大小是影响煤体电阻率变化的最主要因素。研究结果对于煤的导电特性研究具有一定的参考价值。     

Fast algorithm for inverting structure parameters of the horizontal multi-layer soil

A fast algorithm is presented to invert the structure parameter of the horizontal multi-layer soil. The procedure is divided into two independent stages. First, Fredholm equation of the first kind with respect to the apparent resistivity is solved by the technology of decay spectrum to reduce computation time greatly. Second, the structure parameter of soil is determined by the generalized Newton-Kantorovich method, which is more robust and less noise sensitive because of using the generalized inverse algorithm to solve the nonlinear equation group. The numerical results show the validities and main features of the proposed approach.     

北部湾盆地乌石凹陷低阻油层微观成因机理

北部湾盆地乌石凹陷古近系流沙港组砂砾岩油藏电阻率差异较大,高、低阻油层并存,流体性质难以识别,给油田开发带来一定难度。为此,利用测丼、录井、试井、岩芯分析化验等资料,对低阻油层成因机理开展系统深入的剖析。结果表明,泥浆侵入、导电矿物、地层水矿化度等对电阻率影响较小,高束缚水饱和度是油层电阻率偏低的主要影响因素。在此认识基础上,通过微观孔隙结构的精细评价,发现低阻油层储集空间为原生粒间孔、次生铸模孔混合孔隙组合,发育片状、弯片状喉道,排驱压力大,孔喉半径小,孔隙结构复杂是储层高束缚水饱和度的根本原因。     

土壤交流电阻率与其化学风化程度的关系

利用交流电桥研究了含水率和电流频率对土体电阻率的影响,并探讨电阻率与土体的化学风化指数CWI的关系.试验结果表明,土样的电阻率随着含水率和电流频率的增加而减小;当含水率低时,随着含水率的增加,电阻率快速降低;当含水率高时,随着含水率的增加,电阻率的降幅较小;而电流频率引起的降幅较小;基于风化程度与电阻率正相关的观点,建立了电阻率与化学风化指数的关系式,并给出了拟合参数的计算方法;拟合公式预测的化学风化指数值与实测数值基本吻合,可为风化程度的评价提供参考依据.     

碳纤维束丝体积电阻率测试方法的研究

使用电化学仪，通过两种电阻率测量方法-线性扫描伏安法和交流阻抗法，对高强型碳纤维（T300、T800）和高强高模型碳纤维（M40J、M55J、M60J）进行体积电阻率的测量。将所得结果与数字式微欧计测试结果进行对比，探讨了不同测量方法得到的数据的差异以及样品规长对测试结果产生的影响。实验结果表明：线性扫描伏安法和交流阻抗法与微欧计得到的各试样的电阻率值差异较小；由于接触电阻的存在使得试样规长对电阻率产生影响。通过对不同规长样品的电阻进行线性拟合，可以消除接触电阻，获得更准确的电阻率值。