时域多分辨率法在探地雷达三维正演模拟中的应用

应用小波伽略金方法,对Maxwell的2个旋度方程进行离散化,导出DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式、数值稳定性条件。在此基础上,开发探地雷达MRTD法正演模拟程序。所开发的对三维立方体小空洞体模型进行正演模拟。研究结果表明:采用该程序极大地提高了运算速度,改善了三维探地雷达正演方法;相应的正演合成三维剖视图及切片图指示了立方体小空洞体的雷达波空间的三维响应特征;模拟结果表明,采用时域多分辨率法可提高探地雷达探测的可靠性、准确度。     

基于探地雷达的城市道路地下空洞探测研究

地下空洞是道路常见病害之一,为了提高空洞识别的水平,对城市地铁沿线道路下方不同充填介质的空洞进行探地雷达反射波响应特征的研究,假设空洞形状为矩形,以探地雷达理论为基础,运用时间域有限差分法进行波场的数值模拟,并与现场实测结果进行对比,结果表明:探地雷达可以探测到矩形空洞的存在,并能准确识别出充水空洞,但并不能通过反射波中双曲线的弧长来判定空洞的水平范围。应用效果表明探地雷达可有效应用于城市地铁沿线道路空洞的探测。     

井中磁源瞬变电磁三维时域有限差分数值模拟

应用时域有限差分法,采用显式差分方程,选取磁偶极子源作为初始条件和不同阶Mur吸收边界条件,对包含低阻异常体的均质全空间中磁偶源产生的瞬态场进行三维数值模拟,模拟计算井中磁源瞬变电磁场传播以及井旁三维低阻异常体的响应情况,简要分析特征规律.研究结果表明:时域差分法可在一定条件下保证正演模拟的精度和效果;场源激发条件和异常体情况不同,响应特征差异较大.     

大坝面板脱空地质雷达波场数值模拟与瞬时属性分析

针对不同类型大坝面板存在的脱空问题,依据实际面板组成结构与物性参数,采用时间域有限差分法,对无钢筋、单层与双层钢筋面板脱空模型进行雷达波场数值模拟与瞬时属性提取,分析不同脱空情况下雷达波场响应特征.研究结果表明:当面板出现脱空隐患时,脱空区域出现能量较强的反射波,脱空反射波相位与面板底部反射波相位相反,脱空反射同相轴出...     

电导率连续变化大地电磁无网格法数值模拟

针对地下空间目标体多为电性参数连续变化且分布形态复杂等特点,结合无网格法物性参数加载方便、计算精度较高、自适应分析便利等优势,基于径向基函数构造了连续导电模型下的形函数,推导了等价线性方程组,进行了电导率连续变化的二维大地电磁数值模拟,给出了形状参数最优值.通过电导率连续变化的水平层状模型验证了算法的正确性,计算结果均方根相对误差不超过0.36%,精度优于有限元法.讨论了电导率连续变化的水平模型与均匀分块模型的电磁响应差异,对连续变化的地堑模型和不同倾斜角度下油藏注水模型进行了数值模拟.研究表明:连续变化模型和均匀分块模型差异明显,在实际反演解释中采用连续变化模型有利于提高反演的精度;TM模式的观测方式对于异常体的倾斜分布具有更好的分辨能力;无网格法避免了复杂的模型输入和网格的生成,更适合计算电性参数连续变化和复杂分布的异常体响应,将成为复杂电性和分布形态下电磁探测高精度数值模拟新方法.     

隧道衬砌不密实的探地雷达数值模拟

隧道二次衬砌混凝土不密实容易导致应力集中、积水受冻融影响加大以及衬砌开裂等问题.然而,相对于隧道衬砌中其他缺陷而言,不密实属于渐变的、较隐晦的缺陷,后续处理人员难以准确判断.时间域有限差分法是探地雷达数值模拟中较为常用且成熟的方法,利用时间域有限差分探地雷达数值模拟方法,建立不密实衬砌的理论电磁场分布,总结出不密实衬砌在探地雷达探测结果中的反射特征以及判别方法,可为隧道检测人员提供借鉴.     

基于GPRSIM的道路地下病害体探地雷达正演模拟研究

探地雷达因其便捷、高效、无损的优势目前被广泛应用于道路地下病害体探测任务中,但雷达图像识别又缺少统一的解释标准,所以亟需为病害体探测提供判别依据。因GPRSIM探地雷达正演软件可自定义模型形状、天线频率大小及正演速度快等优点,所以研究基于GPRSIM设计了不同填充类型、形状、规模、埋深、天线中心频率的道路路基空洞病害模型进行正演模拟研究,并分析总结病害雷达特征。其结果对雷达图像的解译具有重要的指导作用,同时,也为病害体识别提供了客观的理论依据。     

重载铁路既有线路基病害探地雷达无损检测方法

选用探地雷达进行路基病害无损检测试验,通过对探地雷达获取数据的解译和资料调查,研究路基下沉、道砟陷槽、路基翻浆冒泥和路桥过渡段填土不均匀沉降等不同类型的路基病害,从雷达信号反射波的波形、能量变化、同相轴等方面总结不同类型路基病害的雷达图像识别特征.选取具体试验地段,进行动力触探试验,并结合路基岩土体参数进行对比分析.试验结果和探地雷达检测结论基本一致,验证了探地雷达无损检测方法的有效性和适用性.     

RAMAC探地雷达在地下管线探测中的应用

应用RAMAC系列探地雷达进行了地下管线探测的研究。基于对城市地下管线周围介质环境的分析,设计了探地雷达的工作参数,对不同类型的地下管线进行了探测,并就典型的管线异常特征进行了分析。     

土石堤坝中近圆形渗漏通道的地质雷达响应特征研究

地质雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法，具有使用场景多元化、无损探测、分辨率高和抗干扰能力强的特点.对土石堤坝中近圆形渗漏通道地质雷达响应特征的掌握，可以为土石堤坝中渗漏隐患的查明提供依据.使用基于有限时域差分法的GprMax软件，对土石堤坝中具有不同规模、埋深及含水率的近圆形渗漏通道，在不同中心频率天线下的地质雷达响应特征进行数值模拟.数值模拟结果表明，地质雷达的响应特征以绕射弧的形态为主要特征，主要取决于近圆形渗漏通道的规模大小、埋深以及含水率.规模大小决定了绕射弧半波峰的宽度及中心厚度，埋深决定了绕射弧的反射次数及图像的可见度，含水率决定了绕射弧的反射次数与振幅的变化程度.进一步地，结合数值模拟成果，对珲春市珲春河综合治理工程中的渗漏隐患进行了应用研究，在珲春河右岸堤防中推断有直径约0.8 m和0.6 m、埋深为2 m的近圆形渗漏通道2处，这为该工程的后期治理提供了重要的依据.     

大地电磁二维正演响应特征试算

采用基于有限差分的大地电磁二维正演程序,分别对单个低阻异常体、高低阻复合异常体和断层两侧高阻异常体模型进行了模拟计算,对比TE、TM视电阻率和相位特征以及TP振幅的响应规律进行模拟归纳并且总结出大地电磁二维正演的响应特征,为大地电磁方法的设计和数据解释提供参考与借鉴.通过计算结果表明:在二维大地电磁测深正演响应特征中,TE、TM视电阻率和相位以及TP幅值展现出不同的形态,其中TE模式可以更好地分辨纵向地质体异常,TM模式可以更好地分辨横向地质体异常.     

不同小波基对探地雷达数据椒盐噪声处理分析

探地雷达因其无损性而广泛应用于工程结构体检测及异常体探测,但其信号易受干扰,常含大量的椒盐噪声,传统时域滤波的去噪效果难以保证,为此将时频域的小波变换应用于探地雷达信号的椒盐噪声去噪处理.通过在正演记录中添加高斯白噪,得到信噪比为1、2、5、10的探地雷达模拟记录.选用不同类型小波基进行滤波处理,并计算滤波后的峰值信噪...     

在地下管线探测中雷达参数选取及异常特征分析

探地雷达在地下管线探测中,得到了广泛的应用,地下管线及周围介质对雷达高频脉冲波的反射及吸收表现出不同的地球物理特性,必须根据测区介质的物性差异,选取好工作参数,科学地分析不同种类地下管线对雷达高频脉冲波的反射及吸收特征.     

鄂尔多斯盆地环江油田虎二区块储层地质知识库的构建及应用

基于鄂尔多斯盆地环江油田已有取心井测井资料的聚类分析,分析了不同沉积微相典型的组合测井响应特征,建立了环江油田虎二区块沉积微相的测井相知识库.运用统计学的方法对研究区块所有研究层位不同沉积微相的几何特征进行了定量化统计与分析,并构建了不同沉积微相砂体的几何变量参数的相关关系.整理、分析了储层测井解释参数的分布情况并构建了储层孔隙度与渗透率的数学回归关系.在构建的储层地质知识库的基础上,选取序贯指示这一随机模拟方法对沉积微相进行随机模拟;利用物性回归公式,计算获取全区的物性参数,并进行了全区储层参数分布的随机模拟.最后基于储层地质模型对研究区井组注水受效状况进行了数值模拟分析,确定了井组见水方向,为油藏后期的注水开发提供了参考.     

基于正演模拟的地下典型目标体探地雷达图像特征分析与评价

目前探底雷达应用领域越来越广,但探底雷达剖面图的信息解译缺乏系统性的标准。本文论述了水平层状目标体,圆形目标体,矩形目标体,地下管道,局部含水层,石油污染物六种地下典型目标体模型正演模拟的图像特征。运用二维时域有限差分法构建污染场地中六种地下典型目标体的正演模型,并获得地下典型目标体雷达剖面图,进一步汇总在正演模拟剖面图中的各个典型目标体的图像识别特点,并分析雷达探测过程中多次波、绕射波等杂波的形成机理,最后通过石油烃污染场地的钻探资料验证实测探地雷达图形特征分析的准确性。本研究为实际工作中探地雷达的反射信号解译和地下目标体的识别提供了一定的理论依据。     

探地雷达叠前逆时偏移成像影响因素研究

为了分析探地雷达数据处理过程中各种可能的误差对逆时偏移算法成像效果的影响,通过数值模拟测试,对模型存在速度误差和数据存在噪声的情况进行分析。对于模型存在速度误差的情况,选用不同模型速度、不同异常体深度以及简化速度模型的情况进行成像效果测试。结果表明,随着速度误差加大,异常体位置偏离也变大,且异常体深度越大,位置偏离越大。对于各层速度相差不大的层状结构,使用简化的均匀半空间模型进行成像,依然可以较好地分辨地下的异常体。对于存在噪声的情况,选用加入不同噪声水平的数据进行成像测试,结果表明逆时偏移(RTM)算法对噪声有较好的压制效果,即使接收的数据中有效信号的信噪比在-15 dB左右,该算法仍然能将对应的结构成像出来。     

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 耦极测深装置下 ,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资料特征与地下 (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     

探地雷达在地面塌陷检测中的应用

应用RAMAC系列探地雷达进行了地面塌陷探测的研究。基于城市地下管线施工等对地层的扰动引起的地面塌陷,设计了探地雷达的工作参数,对地面塌陷区进行了探测,并就典型的异常特征进行了分析。     

采空区充填物探地雷达识别技术研究及应用

设计了一个由混凝土、矿粉和尾砂等材料制成的带空洞的实验模型.在模型的预留空洞中,分别充填水、砂、泥和空气进行了模拟实验,研究不同充填介质在探地雷达探测图像中表现出的特征及差异,进而辨别不同充填介质.论述了采空区探地雷达探测原理与方法,并通过在甘肃厂坝铅锌矿进行现场试验,分析、识别了采空区内充填物类型及状态.实践表明,应用探地雷达技术,可以高效、准确地探测采空区及其充填情况.     

文13东储层性质及剩余油研究

通过对文13东油藏测井、岩心、铸体薄片、扫描电镜和其他各种物性资料的分析,对该区的储层特征和影响物性的相关因素进行系统的分析与研究。通过真实岩心微观实验研究剩余油的形成原因。根据文13东油田储层特征,建立油藏数值模拟模型,针对低渗油藏存在非达西渗流的特点,考虑启动压力对油水井的影响.利用数模结果,计算不同含水级别和不同沉积微相下的剩余油储量,提出部署井位并对其进行经济评价,具有良好的经济效益。