基于Robust的AMT阻抗张量估计算法参数影响研究

针对云南省澜沧多金属矿区AMT实测数据开展Robust阻抗估算的参数影响研究,挑选两个实测点数据进行相干因子估算和电阻率离差估算,得到其视电阻率和相位曲线图,分别对其进行讨论。经过Robust阻抗估算法处理过后的数据可以明显看出,只进行相干因子估算处理后数据其视电阻率高频段部分有明显的缓和,走势更平滑,在相位低频段部分跳点减少,数据得到改善;而当数据低频段跳点较多时只进行电阻率离差估算处理的效果更好,其相位曲线圆滑程度改善,中低频段数据离差小,数据稳定,飞点减少。研究结果表明,Robust阻抗估算法可以有效抑制非高斯噪声的AMT实测数据,平滑曲线,使高频段更接近实际地质情况。     

物探方法在找水工作中的应用

本次物探找水应用音频大地电位法通过在地表测量和分析某些频段组合场Ef的信号特征,区分出异常电场,达到探测低电阻异常区。低频率曲线反映深部电阻率信息,高频率曲线反映浅部电阻率信息。甚低频电磁法测量某些参数的畸变,发现地下的良导体或磁性感应体的存在。圈定矿体、岩溶发育带,地下河,含水或矿化断裂带,隐伏构造,以及进行快速电阻率填图。电阻率测深法采用不同极距的视电阻率对应于不同深度电阻率值,由各测深点的不同极距视电阻率值,绘出断面等值线图,判断低阻带的空间分布及倾向特征,结合水文地质资料,推断含水区位置。     

EH-4低频模式在楚雄盆地页岩气地质调查中的试验效果

页岩气常分布于泥岩、页岩及粉砂岩类夹层中,储气层相对于围岩电阻率普遍较低,故寻找低阻层可指示泥、页岩层位分布.云南楚雄地区1∶5万页岩气地质调查中安排了音频大地电磁(AMT)剖面测量,使用EH-4低频模式(0.1~1 000 Hz)进行数据采集,经剖面视电阻率反演,结合2001年云参1井地层柱状图,对AMT反演电阻率剖面进行了地电断面划分,研究了剖面内地下电性结构、各构造单元地质构造、断裂,及调查区与页岩气有关的上三叠统舍资组、下寒武统筇竹寺组富有机质层中心起伏变化和盆地内部构造,为页岩气地质调查提供基础资料,对后期综合研究取得了较好的试验效果.     

AMT方法在二连盆地腾格尔坳陷南缘中的应用研究

对二连盆地腾格尔坳陷南缘2条典型AMT电磁测量剖面进行了二维视电阻率反演,结合已知地质资料,查明了腾格尔坳陷南缘地电结构信息并推断解译了中生界沉积地层的埋深、产状和空间分布等。同时根据剖面视电阻率变化特点,推断解译了2条切穿基底的深大断裂,其中F_1断裂为贯穿全盆的楚鲁图断裂。通过对比反演结果和钻探资料,揭示了基底侏罗系火山岩地层顶面埋深,厘定了扎克斯台凹陷与善旦凸起的边界,为后续铀矿勘查工作的开展提供了依据。     

含裂隙煤样受载破坏过程视电阻分布特征

为探究煤体破坏过程视电阻率变化规律,建立了煤岩视电阻率加载测试系统,测试了煤样在分级加载破坏过程的视电阻率变化规律,分析了视电阻率与应力之间的对应关系,揭示了煤体损伤破坏视电阻率响应机理。结果表明:煤体内部不同区域视电阻率分布不均匀,视电阻率阻值高低与煤体孔隙分布联系紧密;煤样加载过程中高阻值区域阻值变化与电阻仪测量结果一致,呈现先减后增变化趋势,低阻值区域视电阻率变化较小;煤体内部裂隙在载荷作用下的不规则扩展是煤体电阻率变化的主要原因;高阻值区域为裂隙较多区域,在应力作用下更容易发生裂隙扩展,视电阻率变化明显,最终发生拉伸破坏;低阻值区域为低阻值区域对应裂隙较少区域,在相同载荷作用下裂隙扩展较少,视电阻率变化不明显,最终发生剪切破坏。     

三侧向电阻率探管原理及其在寻找油气中的应用

对于石油勘探开发,评价油层含油性、计算含油饱和度需要精确的地层电阻率。尤其在高阻屏蔽和盐水泥浆条件下不能得到精确的地层电阻率。因此发展了侧向测井,其中三侧向电阻率探管是通过测定岩石的电学参数,来研究目标层的地学特征。本文结合三侧向电阻率探管工作原理,论证了利用深、浅三侧向视电阻率曲线的＂幅度差＂来划分渗透层和判断油、水层的可行性。     

随钻电磁波电阻率测井视电阻率提取及正演模拟分析

随钻电磁波电阻率通过记录接收线圈之间的幅度比和相位差求取视电阻率值,反映地层物理量信息。应用有限元法对传感器测井响应特性进行了模拟。结果表明,相比于幅度差、相位差在高频率、短源距的条件下探测响应更加敏感。提取的视电阻率曲线显示,在围岩和侵入的影响下,视电阻率值和实际电阻率值之间存在差异,高频率、短源距视电阻率曲线更加接近实际电阻率值。     

直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演

为提升电法勘探浅中部的分辨能力,降低单一地球物理数据反演的不确定性,将直流电阻率(DCR)数据和音频大地电磁(AMT)数据进行融合,基于正则化思想实现了DCR和AMT的OCCAM二维联合反演。在此基础之上,通过构建从简单到复杂的地电模型模拟野外实际地质情况,采用本文提出的联合反演技术对DCR和AMT理论数据进行联合反演,并与2种数据的独立反演结果进行对比分析。结果表明,研发的二维联合反演技术能够兼顾浅部和深部的地电信息,反演结果对整个勘探深度内电性变化的分辨能力更为显著。该技术的实现也在一定程度上提升了综合电法勘探地区有效数据的利用率,为直流电阻率法和音频大地电磁法的综合解释提供了一种新的手段。     

岩石视电阻率与压力关系的试验

岩石在压力作用下,用四极法测定不同方向上的视电阻率变化。讨论了测量结果,结论是对于水饱和岩石的视电阻率,在压力开始作用时,一般说来是上升的;裂纹对它们的影响要比毛孔变化对它们的影响厉害;每有破裂,视电阻率就有较大幅度的下降。视电阻率变化的方向性特征并不明显。     

岩石复电阻率测量中的电极效应

复电阻率是电磁勘探描述地下岩石电性的重要参数之一。根据电磁勘探频段,实验室内复电阻率测量的低频段通常达到10~(-2) Hz。为避免测试电极与岩石的宏观结构形成电极极化影响岩石微观结构的研究,通过电化学理论结合复电阻率实验研究了不同电极材料对流体、岩石的复电阻率测试中的电极极化特性。结果表明,测试岩石在低频段容易受以物质传递为主的电极极化影响;电极极化同时受电极材料、电极附近流体矿化度和温度、被测岩石阻抗等因素的影响;最后,分析和讨论了减小或消除电极极化影响的方法,为准确测量岩石复电阻率并用于微观结构分析提供了理论和实验基础。     

青藏高原清水河地区地质特征及其地球物理响应

青藏高原多年冻土层地质特征与其地球物理响应之间关系的研究是长期困扰地质学者的一个大难题。根据区域地质资料,进行了清水河地区地质研究,查明了该地区的地层、地质构造和多年冻土层地下水特征;在此基础上,采用音频大地电磁法(AMT),对比研究了地质特征的地球物理响应;并布置地质钻孔验证了地质特征与地球物理响应之间的对应程度。结果表明,青藏高原清水河地区地质特征与其地球物理响应之间具有明显的一一对应关系。     

基于CUDA架构并行算法的带地形AMT二维反演实现与应用

并行计算是提高音频大地电磁（audio-frequency magnetotelluric method,AMT）数据反演效率的有效途径。本文在统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA) 下开展带地形的AMT数据二维反演并行算法研究,旨在利用GPU强大的计算能力及并行计算技术实现高精度、快速度的AMT数据二维反演。首先利用有限元和自适应正则化反演算法实现AMT数据二维反演的串行化计算;然后在PGI Visual Fortran+ CUDA5.5环境下编写基于CPU+GPU的CUDA并行代码,将正演中的频率循环、反演中的模型灵敏度矩阵计算和反演方程正则化求解部分进行并行化处理;通过不同复杂程度的理论模型正反演模拟验证了该并行算法的有效性和准确性。不同模型和不同模式下的数值模拟结果对比表明,基于CPU+GPU的CUDA并行算法相较于传统的CPU串行算法,在灵敏度矩阵计算和反演方程正则化方面耗时更少,加速比最高可达10倍以上。最后将该并行算法应用于某矿区实测AMT数据的二维反演中,取得了较好的应用效果。     

基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

两档机械式自动变速器（2AMT）因其可以进一步提升电动汽车的动力性与经济性而被广泛研究。在设计2AMT过程中，需要对其进行反复校验、优化以同时满足轻量化、高强度、低噪音等要求。根据经典力学理论，对2AMT的电机以最大扭矩输出时齿轮、齿轮轴和壳体的受力进行了分析。基于有限元分析理论，利用ANSYS软件对壳体进行强度与模态分析，并根据分析结果对结构进行了优化。结果表明，2AMT壳体满足强度要求，优化结构使最大形变减少0.057 mm、最大应力减少20 MPa，且其固有频率能够避开常见转速范围内的齿轮啮合冲击频率。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型研究

在获得3.5%Nacl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明：在0.1 Hz~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著,当测试频率范围为0.1 Hz~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下成线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系,而当测试频率范围为10 Hz~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系;在本研究的测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

全球变暖背景下青藏高原多年冻土分布变化预测

根据青藏高原及周边地区温度数据和多年冻土分布, 模拟2099年青藏高原多年冻土面积与各类多年冻土分布的变化情况。结果显示: 青藏高原地区在年均温升高1.8ºC的情况下, 大片多年冻土在高原西北部收缩至76.6°E 以东, 岛状多年冻土在高原东南部大面积消融, 高山多年冻土在帕米尔高原、喜马拉雅山地区收缩明显, 多年冻土总面积是现代的83.4%; 在年均温升高4ºC的情况下, 大片多年冻土收缩至77.4°E以东, 岛状多年冻土中部小范围退缩, 高山多年冻土在祁连山地区消融明显, 仅在帕米尔高原、喜马拉雅山山脉、祁连山山脉、横断山脉等高海拔山地发育, 多年冻土总面积是现代的73%; 在年均温升高6ºC的情况下, 大片多年冻土收缩至78°E, 岛状多年冻土仅在中西部发育, 高山多年冻土在部分极高山地区零星发育, 多年冻土总面积是现代的50.8%。     

水平井随钻电磁波电阻率数值模拟

随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释。依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法。模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律。结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大。     

氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀行为

为研究氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀,以浸泡在不同浓度氯化钠溶液中的水泥砂浆试块为研究对象,进行了电阻率和无侧限抗压强度试验。结果表明:不同龄期、不同氯化钠浓度下试块的电阻率均随电流频率的增大而明显降低,建议采用50 k Hz~1 MHz的电流测试频率范围为宜;试块电阻率和无侧限抗压强度随龄期的不断增加均呈现不同速率的增长;试块的电阻率均随氯化钠浓度的增加先保持稳定后呈减小趋势,无侧限抗压强度呈现相同的变化规律;随电阻率的增长水泥砂浆的无侧限抗压强度线性增大。     

基于组合时频分布的跳频信号分析

针对常用的非线性时频分析方法不能较好地抑制交叉项干扰的问题,文中提出一种新的跳频信号时频分析方法。将组合时频分布TF方法用于跳频信号分析,提出了跳频信号持续时间、跳变时刻和跳频频率盲提取的改进算法,通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

宁夏季节性最大冻土深度的分布和变化特征

利用宁夏全区23个冻土观测气象站资料及对应气象数据,运用线性倾向估计、M-K突变分析、Morlet小波分析等方法,采用自然邻近点插值法进行等值面推算,分析了宁夏最大冻土深度的分布状况及变化特征．结果表明,宁夏多年极端最大冻土深度为1-1．6m,多年平均最大冻土深度仅中部干旱带的兴仁、麻黄山和海原3个气象观测站在1m以上．近50a来,宁夏最大冻土深度呈逐年下降趋势．≥1m最大冻土深度出现频率20世纪以前呈依次降低趋势,但进入21世纪后又有增加趋势．分析了宁夏各地最大冻土深度年际变异系数介于13．5％-25．6％,说明对气候变化的响应比较敏感．通过周期分析说明多数站点在1968-1975年和1978-1985年间存在一个3a左右的周期．通过对典型代表站最大冻土深度与相关因子的相关性分析得出,影响灌区最大冻土深度的主要因素是日平均气温和日照时数;影响中南部山区的主要因素是日平均气温和日均地温．