利用天然电场选频法研究断层接触带

天然电场选频法在地下水勘探中应用效果较好,但目前对该方法理论研究甚少.主要从理论与实践两方面研究垂直断层上天然电场选频法的异常特征.根据经典的大地电磁测深法理论,从麦克斯韦方程组和边界条件出发,推导谐变大地电磁场中垂直断层上方,地面水平电场的解析计算式;然后对理论模型的各个参数进行假定,计算获得地表主剖面上水平电场强度分量曲线;最后将理论模型上的模拟计算结果与实测曲线进行对比分析.根据对比分析可知,二者曲线形态相似、特征相同,由此推断选频法的异常主要是由天然感应二次电场所致.     

天然电场选频法的正演及在水库渗漏探测中的应用

对天然电场选频法剖面曲线开展正演模拟计算和实践应用工作,研究天然电场选频法剖面曲线的形成原因与实践应用的有效性.首先,采用矩形剖分、双线性插值函数对均匀半空间中的低阻异常体和高阻异常体模型开展有限单元法正演计算,分析地表沿测线方向上的二次电场分量随探测频率和异常体埋藏深度的变化规律;其次,将天然电场选频法应用于福建省南安市大湖水库的渗漏探测中,分析实测曲线与正演计算曲线之间的相似性.研究结果表明:现场实测曲线与理论曲线基本相似,说明天然电场选频法剖面异常主要是天然电磁场的二次电场分量所导致;同时,天然电场选频法是探测浅层低阻体的有效方法之一.     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.     

天然电场选频法动静态信息采集与处理方法

天然电场选频法在浅层地质勘探尤其是地下水资源勘探应用广泛,而目前运用选频法寻找地下水时仅利用选频法静态信息进行剖面测量,忽略了动态信息对辅助确定井位的作用,为此设计一种密频点的信号采集及动态信息提取方案.在湖南浏阳大围山地质公园内进行寻找基岩裂隙水实践中,与湖南继善高科技有限公司SQ-5型双频激电仪进行对比实验,实验结果表明:2台仪器观测结果吻合良好,并利用动、静态信息成功验证了井位,证明本系统设计的可行性、可靠性,在资源勘察、工程物探,尤其是在寻找地下水资源方面应用前景广阔.     

天然电场选频物探法在煤矿水文地质中的应用——以河南永安煤矿为例

天然电场选频物探法是利用大地电磁场为工作场源，以地下岩矿石电阻率差异为基础，在地面上测量大地电磁场产生的几个（或几十个）不同频率的电场分量的变化规律来研究地下地电断面的电性变化，从而达到解决质地问题的方法。能适应较复杂的场地，与常规物探方法相比，具有快速，省力，独特的地质效果，在工程物探中有着较广泛的应用。本文作者将此法应用于煤矿水文地质工作中，借用该法所得结果分析研究区水文地质特征，为矿区开采提供依据。     

天然电场选频法在水泥混凝土硬化面上的 试验与应用

为弥补常规电阻率法在水泥硬化面的不适用性问题,通过试验和实践两方面探讨天然电场选频法在水泥混凝土硬化面上的有效性和适用性.首先,在野外选取两处存在水泥混凝土硬化面的试验地点,对硬化面上电极的接地方式进行改装,开展泥土和硬化面上3个频率(25, 67,170 Hz)的选频法对比测试;其次,将该方法应用于广西贵港的城市地下水勘探中,根据实践效果来进一步论证天然电场选频法在城市水泥硬化面条件下的适用性.野外试验的2条对比测试剖面结果表明:在不考虑日变影响的情况下,电极插入土中与置于旁侧水泥混凝土硬化面上的探测结果一致,水泥硬化面对选频法的探测结果基本无影响.在贵港两处天然电场选频法找水的实践中,根据勘探结果均成功地打到地下水.实践表明:选频法可适用于城市一般的电磁干扰环境,在城市水泥混凝土硬化面上开展勘探工作是完全可行的,所得结果进一步拓宽了天然电场选频法的实践应用范围.     

高密度电法在地下暗河探测中的应用—以石林诗玛溶洞为例

诗玛溶洞位于石林景区南东约3 km,具有较好的旅游区位优势。诗玛溶洞洞穴发育特征报道见于2003年,但受溶洞空间分布和地下暗河水流的影响,探明的范围较小,溶洞的走向不清,溶洞是否具有利用的价值不清。因此,为进一步了解诗玛溶洞的平面位置,利用溶洞随地下暗河分布的特点,布置20 m道间距的高密度电法工作。分析物探成果,了解溶洞顶端埋深和溶洞空间大小,经后期工作查证,在工作区范围内,物探推测地下暗河走向和溶洞空间特征正确,西面走向延伸1 200 m,东面延伸700 m,物探成果进一步明确了溶洞及地下暗河范围,高密度电法在地下暗河勘察中取得了较好的应用效果,诗玛溶洞具有开发利用价值。     

天然电磁场日变规律实验观测

开展了天然交变电磁场日变规律的实验观测工作,由此探讨日变场的变化规律,以及天然电场选频法的基本原理。在同一地点或两个分离的点上,采用两台仪器对天然电磁场的日变情况进行同点同时观测和异点同时观测,获得日变场的变化曲线。分析采集结果,在工作区范围内天然交变电磁场具有同源性和波动性的变化规律。结合实例,叙述了野外采集和数据处理的一些方法,以压制背景场干扰而造成的假异常。     

浅海中利用舰船轴频电场定位技术研究

舰船的电场是不可忽视的目标特征,本文提出浅海中利用舰船轴频电场定位方法,在海水中布置3个电场传感器,运用所提出的反演定位方法和GAPSO混合算法,就能确定目标在海水中的位置。仿真结果表明,该方法能够实现对目标精确定位。     

地下通信信道分析与最佳工作频率选择

针对无线地下通信信道复杂、难以预测的问题,建立了环形天线地下通信电磁波传播模型,比较了磁性天线与电性天线性能,分析了在给定条下所需发射功率及影响通信的各个因素,从而选择最佳工作频率使通信最优化,对于工程实践具有重要的指导意义。     

交变电场频率对弱导电液滴变形及融合的影响

基于相场方法和电荷守恒模型,在OpenFOAM框架下发展了考虑电荷输运的两相流数值方法,系统研究了不同电物性参数条件下交变电场频率对弱导电的单个液滴变形和双液滴融合的影响。结果表明,交变电场频率对单个液滴变形具有显著影响,同时也会影响双液滴的融合时间。当介电常数比Q和导电率比R相等时,单个液滴在交变电场中的平均变形率和等效直流电场中液滴的稳态变形率相等,双液滴融合时间随着频率增加而增加。当Q＞R时,随着频率增大,单个液滴的平均变形率不断增大,双液滴融合时间减少。当Q＜R时,电场频率增大会导致单个液滴平均变形率的减小以及双液滴融合时间增加。     

变电站关键设备工频电场计算的预条件处理GMRES(m)边界元法

在计算大尺度变电站关键设备工频电场时,传统方法效率低、性能差,计算困难。针对常规方法在大尺度工频电场计算中的瓶颈问题,提出了一种提高变电站关键设备三维电场分布计算效率的预条件GMRES(m)边界元法。阐述了预条件GMRES(m)迭代边界元法的基本原理及实现方法,并针对500kV变电站中部分关键设备周围电场分布进行了计算与比较分析。结果表明,预条件GMRES(m)边界元法经过预条件处理电位系数矩阵后,收敛速度快、残值收敛速度快、迭代次数少;在不降低计算精度的前提下,计算时间明显优越于直接迭代法;在满足工程误差和提高计算效率的同时,预条件GMRES(m)边界元法更适合于计算大尺度变电站关键设备的工频电场。     

电场计算的快速多极子预条件高阶边界元法

针对多介质工频电场计算中低阶边界元法及预条件(GMRES)法的计算精度低及计算成本高的不足,在低阶边界元法基础上引入高阶边界元和快速多极子法,提出了一种用于求解三维电场分布的快速多极子预条件GMRES高阶边界元法。建立了三维电场计算高阶边界元模型,阐述了快速多极子预条件GMRES高阶边界元法基本原理和具体实现方法;通过双介质实验模型进行了方法验证,并基于500kV变电站部分关键设备的三维电场计算,表明该方法在电场计算精度及在内存消耗和计算时间上均比预条件GMRES法有明显的优势。最后将计算结果与实际测量值进行了比较,该方法的计算结果与测量值最大相对误差为8.65%,该方法更适合于分析变电站这种大尺度多介质环境下的工频电场分布。     

电法勘探在红会三矿探测采空区中的应用

小煤窑破坏性无序开采,造成了许多采空区,给红会三矿八采区生产带来安全隐患.采用电法探测手段,根据研究区的地质概况确定了区内不同地层的电性特征,查明了该区内采空区的分布范围、小窑采空区的边界线、采空区的埋藏深度以及积水情况.与实测资料对比,探测精度在允许范围内,为该区井巷掘进工作提供可靠的技术支持和安全保障.     

北方地区浅埋人防工程热负荷特点

为提高北方地区浅埋人防工程空调系统设计计算精度,以动态负荷的观点,探讨该类型工程的热负荷特征.采用统计方法分析了北方4城市(哈尔滨、长春、沈阳和北京)的典型气象年参数.以位于沈阳的某人防工程为例,运用二维数学模型计算了工程围护结构全年8 760 h的逐时传热量.计算过程中首先模拟计算了周围岩土层的温度,以该结果作为围护结构传热量计算的初始条件.热负荷的其他组成项中,假定人员和设备负荷为静态值,新风负荷则进行了动态计算.计算结果表明,北方地区浅埋型地下工程热负荷受工程外气象参数变化影响,也呈现出年周期性波动和日周期性波动.     

外电场中等离子体关联动力论的新方法

外电场中的等离子体，特别是非中性等离子体，在实际应用中的得要性日益显著。许多理论处理方法已经建立，本文提出一种新方法，应用范围广泛而且计算程序简单。