灌注桩钢筋笼磁异常的定量化研究(英文)

本文利用数值计算方法首次定量化研究了钢筋笼的磁异常场,总结了钢筋笼的磁异常特征,重点讨论了测孔方位、桩孔距、多节钢筋笼等影响因素,并为磁法检测钢筋笼提供了定量化的参考值.通过模型桩试验,验证了理论计算的正确性,并利用理论计算所得的规律合理的对实测曲线进行了解释.结果显示:数值计算和现场试验基本吻合,通过钢筋笼曲线特征可以较好的判断钢筋笼长度和配筋率变化.本文的研究完善了基于磁法的钢筋笼检测方法,并可以做进一步推广.该方法也对其他构筑物内部的配筋检测有一定的指导意义.     

灌注桩钢筋笼外部的磁异常特征研究

灌注桩中的钢筋笼在地磁场中受磁化作用而产生磁感应强度,使灌注桩附近的磁场强度发生变化.通过分析水平磁性圆柱体外部的磁异常特征,结合模型桩试验,研究了灌注桩钢筋笼外部的磁异常特征,结果表明在钢筋笼外侧钻孔中的磁异常总体上呈现"两峰夹一谷"的特征,钢筋笼中部呈宽缓的马鞍形负异常,钢筋笼底端位置对应磁异常从极小值转变为极大值的拐点.研究成果从理论上为用磁测井法检测灌注桩中钢筋笼长度奠定了基础.     

灌注桩钢筋笼的充电电场特征研究

充电法是用于良导电矿体勘探的传统方法.利用良导椭球体的充电电场特征，结合模型桩试验，分析了灌注桩中钢筋笼周围的充电电场特征.结果表明在钢筋笼底边缘附近，电位曲线急剧下降，出现明显拐点，梯度曲线相应出现极小值.研究成果为检测灌注桩钢筋笼长度提供了理论依据.     

山东蒙阴地区金伯利岩的地球物理特征探讨

本文对山东蒙阴地区的金伯利岩地球物理特征进行研究,该地区物探工作采用了重力、磁法、常规电法以及大地电磁法等手段,并对多种方法进行了分析,藉此得出了该地区的金伯利岩地球物理物理特征.研究认为,重力、磁法、常规电法、大地电磁法等综合地球物理方法对寻找金刚石原生矿有着互补作用,且效果较为显著.但以往对金伯利岩特征研究的文章中,并没有将金伯利岩的古地磁特征归纳总结,本文补充了古地磁的样品的分析.     

用模式匹配法计算电阻率测井响应研究进展

数值模式匹配法是地球物理电磁场计算中的一种半数值、半解析的高效算法,相对于别的数值算法具有明显的优越性,近年来在电法测井数值模拟中得到了成功应用.本文详细地介绍了数值模式匹配法的原理和模式匹配法在电法测井的发展历程和最新应用情况,系统总结了用模式匹配法计算电阻率测井响应的思路和基本步骤,并展望了其在电法测井三维数值模拟中的应用前景.     

磁激电方法技术试验研究

激电法是矿产勘查的主要方法技术,其中应用最多的是电激电法,但电激电法在接地条件困难区(倒石堆、沙漠、戈壁、永久冻土)难以发挥效果,为了发展不接地的磁激电技术,在对磁激电法的基本原理、方法技术、数据处理等方面进行研究的基础上,开展了磁激电法与电激电法的对比试验,并对试验结果进行了分析。     

高密度电法在高聚物防渗墙检测中的应用研究

高聚物防渗墙是一种新型的防渗加固结构,具有快捷、超薄、微创等优点,正逐步成为中、小型水库及堤坝防渗加固的重要措施.防渗墙的完整性对于实际工程中有着重要的影响,目前针对防渗墙完整性的无损检测方法还不成熟.高密度电法以岩土介质的导电性差异为基础,通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场分布规律来探测地下地质问题.本文针对高聚物防渗墙完整性运用高密度电法进行无损检测,通过调节电极排列布设方法,基于采集的数据进行反演,结果表明:高聚物防渗墙具有较好的完整性,符合堤坝防渗质量要求;施伦贝格方法对高聚物防渗墙完整性的检测比较有效,同时可以检测到墙体的缺陷部位;土体充分固结有利于检测精度的提高;电极距合适的间距大小是1 m;三维检测并不适用于工程中高聚物超薄防渗墙的检测.     

综合地球物理解释与盆地模拟系统研究

以板块大地构造理论为指导,将沉积盆地看作一个地球动力学系统,建立综合地球物理解释与动态模拟工作站.应用重磁、电法及地震与测井资料对盆地进行整体性综合研究,探讨其形成演化历史,并根据不同勘探阶段提供的地质、地球物理和地球化学资料,对盆地的沉降史、热史、生烃史和运聚史进行动态模拟.用此系统研究了东海陆架盆地的地球物理场特征,对其沉降史、热史进行了模拟；探讨了东海盆地油气远景.     

页岩气勘探中的地球物理方法综述及展望

地球物理方法是页岩气勘探中最有效、最准确的预测方法之一.在调研国内外利用地球物理方法勘探页岩气研究成果的基础上,分析总结了页岩气勘探中最有效的地震和测井法对页岩气的响应特征,讨论了常规油气勘探中已获得成功的电磁法、重磁勘探以及综合地球物理方法在页岩气勘探中的应用;对我国页岩气勘探技术的发展进行了展望,为我国页岩气勘探与开发提供参考.     

综合物探方法在堤防质量检测中的应用

在堤防质量检测中,地球物理方法能够实现快速、无损的探测,但采用单一物探方法对堤防隐患的判别易形成多解,也很难对堤防质量做出准确分类.本文中应用探地雷达、高密度电法、地震勘探等综合物探方法对大源渡堤防质量进行检测,并以龙荫港以例,通过综合三种物探方法互相参照、相互验证,互为补充,查明了堤防隐患的分布位置与埋深,为堤防质量检测提供一种新的工作方法.     

电磁波脉冲数值预报地震方法的探讨

叙述了判别电磁波脉冲数值异常的方法,探讨了运用电磁波记录仪记录的异常进行地震3要素预报的问题.     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

Electromagnetic Subsurface Imaging. A Case for an Adaptive Born Approximation

The process of interpretation of electromagnetic data has many facets of which fast approximate interpretation techniques is an intriguing one. A new variant of the Born approximation – the Adaptive Born approximation – is presented and exemplified through 1D and 2D imaging techniques for transient electromagnetic data. The Adaptive Born approximation is generally applicable in approximate inversion schemes for inductive electromagnetic data as a one-pass imaging algorithm. Though it is as simple to use as the ordinary Born approximation, it offers a more accurate inverse mapping.In the first part of this paper an attempt will be made to give an overview of fundamental concepts in electromagnetic subsurface imaging relevant for approximate inverse mappings and to outline major trends in present day modeling and inversion of electromagnetic data. This is of course an impossible task – certainly for this author – and much important work will not be mentioned in the limited space of the following. My apologies to the people who are not mentioned and whose research is not given credit here though it should have been. Naturally, my choice of references reflects the schools and circles I have been subjected to, but I hope that the list of references to developments in electromagnetic methods will point to papers of importance and thereby to other references for the interested reader.     

天然电磁辐射测深技术的特点与其工作机理的观测验证

天然电磁辐射测深技术工作机理在本刊做过介绍,本文以实际观测为依据,对本项探测技术的工作机理做了验证叙述.对本项探测的技术特点加以归纳,并提出目前的一些局限.     

长偏移距瞬变电磁测深法在碳酸盐岩覆盖区落实局部构造的应用效果

详述了长偏移距瞬变电磁测深法 (LoTEM )在碳酸盐岩地区进行局部构造落实的试验与效果。选择了面积约 2 0 0km2 的湖南桑植 -石门复向斜中的四望山构造区作为试验区。工区地形复杂 ,地表地质条件以高陡构造为主 ;表层为灰岩覆盖 ,电阻率一般大于 50 0Ω·m ,目标层为志留系泥岩 ,电阻率在 10Ω·m左右 ,埋深一般为 1～ 2km。试验布设场源 2个 ,测线 8条 ,共完成物理点 2 12个。测网基本均匀 ,线距 2km ,点距 50 0m。尽管测区内文化干扰十分严重 ,由于LoTEM法具有较强的抗干扰能力 ,资料质量的优良率达到了 80 %以上 ,单点电动势曲线 1s以前可靠 ,确保了资料解释质量。通过资料处理与反演 ,获得了该区各测线的电阻率深度剖面图 ,与工区内地震剖面对比的一致性较好 ,表明该方法能在如此复杂的地区进行局部构造落实     

时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演

对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明:非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差.     

福州八一水库—尚干断裂的高密度电法和瞬变电磁法试验探讨

为了检验高密度电法和瞬变电磁法在城市活断层探测中的有效性，在福州市区及周围进行了试验探测，文中主要介绍对八一水库-尚干断裂的探测结果。八一水库-尚干断裂是一条穿过福州市区的主要断裂带，其主断裂在八一水库测区位于一条由新店通往古城的水泥马路东侧，在横向上表现为东西宽几十米的电阻率低异常带，在纵向上从盖层底部向下延伸到基底深处。试验表明，高密度电法和瞬变电磁法可以互相补充和验证，从而提高整体探测效果。     

福州八一水库-尚干断裂的高密度电法和瞬变电磁法试验探测

为了检验高密度电法和瞬变电磁法在城市活断层探测中的有效性 ,在福州市区及周围进行了试验探测① ,文中主要介绍对八一水库尚干断裂的探测结果。八一水库尚干断裂是一条穿过福州市区的主要断裂带 ,其主断裂在八一水库测区位于一条由新店通往古城的水泥马路东侧 ,在横向上表现为东西宽几十米的电阻率低异常带 ,在纵向上从盖层底部向下延伸到基底深处。试验表明 ,高密度电法和瞬变电磁法可以互相补充和验证 ,从而提高整体探测效果     

城市活断层探测中电磁噪音和环境干扰对浅层电磁方法的影响

城市噪音主要指由于城市设施和人类活动 (如电网、管线、通讯设备、建筑物、交通等 )对电磁信号的干扰。克服城市噪音、提高信噪比是保证城市活断层的电磁探测能否成功的关键。因而 ,在福州市活断层的电磁试验探测中 ,噪音观测与分析被列为试验的一项重要内容 ① 。文中将主要讨论不同类型的噪音对高密度电法 (DC)和瞬变电磁法 (TEM)的影响 ,并提出一些实用的解决办法。试验表明 ,影响高密度电法观测质量的主要因素是地下噪音源 ,如地下管道、地下电缆等 ,地面以上噪音的影响相对较小。对于瞬变电磁法 ,不管地面以下还是地面以上的噪音源都将产生影响。但是 ,只要仪器的性能好 ,对不同噪音源采取相应的措施 ,可以获得满意的结果     

Generalized Tikhonov's algorithm for accurate calculation of one-dimensional transient responses directly in time domain

In the last two decades, forward modelling for the time domain (transient) electromagnetic method has concentrated almost entirely on multi-dimensional models and algorithms. At the same time, the interpretation of real field data is still mainly one dimensional. This is caused by the lack of an efficient multi-dimensional acquisition procedure supported by sufficiently fast and reliable inversion software, on the one hand, and by the great efficiency of one-dimensional field set up and interpretation of the data on the other hand. The latter is particularly true for the short offset transient electromagnetic method, which is much less sensitive to multi-dimensional effects, compared to long offset methods. The most commonly used one-dimensional forward modelling algorithms are based on the spectral method, which requires calculating rapidly oscillating Fourier–Bessel (Hankel) integrals. Due to the very fast decay of short offset responses, the integrals become computationally unstable at late times of the transient process. Although this problem has been successfully solved for practically feasible measurement times of conventional short offset systems using transverse electric and mixed transverse electric and transverse magnetic fields, it turned out crucial for novel methods based on the use of unimodal transverse magnetic fields. These methods are much more sensitive to geoelectric parameters of the Earth in general and those of resistive targets, in particular, but they generate responses, which drop at late times significantly faster than those of conventional methods. Such behaviour of transverse magnetic fields represents severe computational problem for the spectral method, but is successfully solved by direct time domain algorithms. This article describes a generalization of the well-known Tikhonov's solution to a boundary value problem directly in time domain, which is applied to an arbitrary one-dimensional earth model excited by an arbitrary source. Contrary to existing spectral algorithms, the described method allows accurate calculations of both transverse electric and transverse magnetic transient responses at arbitrarily late times. On the other hand, it is more time efficient than finite-difference/finite element direct time domain algorithms and provides analytical late-stage asymptotic solutions.