电磁波CT技术在溶洞勘察中的应用效果分析

溶洞、裂隙发育是桩基工程施工中的主要安全隐患之一,因此,溶洞勘察在工程中显得尤为重要。传统的溶洞勘察方法以电阻率法为主,但是受限于该法的勘探深度,同时其勘探结果也不能确定溶洞的边界,钻探也只是在极小的范围确定岩层的溶蚀状况。电磁波层析成像(简称电磁波CT)是一种发展中的地球物理勘探技术,它以电磁波在不同介质中传播特性不同作为勘探理论基础。本文以电磁波CT技术在某特大桥桥基岩溶勘察的结果,结合井中录像以及钻孔资料来证明该技术在溶洞勘察方面具有显著的效果。     

利用电磁波CT技术进行岩溶区透视成像

利用井间电磁波CT技术可以对地下岩溶、破碎带等问题进行精细探查。本文通过构建岩溶区域模型,利用数值模拟手段对岩溶区进行电磁波CT透视模拟,讨论电磁波在岩溶发育区的衰减及响应特征。结合杭州某地实施孔间电磁波透视成像,对岩溶发育区进行解释,并与钻孔实际揭露地质资料相对比,结果表明电磁波CT对探测岩溶发育区效果良好。      

电磁波CT技术在城市隧道岩溶勘查工程中的应用

随着城市发展过程越来越快,交通与环境的矛盾日益突出,为了保全地面建筑物,采用隧道方案也越来越多。城市岩溶探测以钻探为主,再辅以高密度电法、浅层地震反射法等传统物探方法,这些方法效率低,且受场地条件限制,很难实施。电磁波CT技术作为近些年发展起来的地球物理探测技术,具有分辨率高、野外作业便利等优势,可以较好的揭露地下岩溶发育规模及特征。本文在传统的数据处理基础上,运用电磁波CT探测技术,通过反演设置最低限值、选用反射投影结果作为初始模型、利用低通滤波和角度限制技术和采取连续测线模式架构程序进行归一化计算处理等处理技术方法,大大提高电磁波CT资料解译的精确度。研究表明,电磁波CT探测技术在岩溶勘查中有很好的应用效果,探测结果对于城市隧道工程建设具有较大的指导意义。     

井间电磁波CT在昆明地铁岩溶区地质勘察中的应用

井间电磁波CT技术是利用地层间介质的物性差异,不同性质的物质对电磁波的反射和吸收能力是不同的。井间电磁波CT技术在探测岩溶裂缝等方面有较好效果,本文利用井间电磁波CT技术,对昆明地铁四号线苏家塘站岩溶专项线路工程地下岩溶发育地段进行测试,通过对工区岩石电磁波吸收系数差异的研究,依据吸收系数特征,探测到地铁线路工程地下岩溶及裂缝发育,划分出4个层次的岩溶区,经与钻孔岩心资料对比,证实探测结果的正确性。且对工程设计和施工提供了必要的基础资料。      

跨孔电磁波层析成像在岩溶三维空间分布上的应用

灰岩地区岩溶发育对城市建设有着极大的威胁,一般岩溶探测主要采用钻探勘探,很难充分反映地下岩溶发育规模与特征,而跨孔电磁波层析成像方法,能查明工区地下岩溶发育及延伸情况.对钻孔间地层进行电磁波层析成像正演,表明电磁波层析成像对岩溶勘察的准确性与可行性.结合地铁轨道交通岩溶勘察实例,应用电磁波层析成像技术反演电磁波吸收系数...     

高密度电阻率成像法在地质灾害勘察中的应用

在山东济南岩溶勘察及矽卡岩型铁矿采空区勘察中,受场地及人为干扰限制,分别采用并行高密度电阻率法地面装置及井中装置进行探测,根据反演电阻率成果圈定的低阻异常,指导相应钻探验证工作。经钻探验证,岩溶勘察中推断低阻异常基本为充填岩溶或破碎带引起,采空区勘察中推断的低阻异常为富水采空区引起,验证效果较好。并行高密度电阻率法工作形式多样灵活,采集数据量大,工作效率高,受场地限制少,反演成果分辨率高,可以用于岩溶、采空区勘察及其他地质灾害勘察工作。     

井间地震层析成像技术及其在岩溶勘察中的应用

地下岩溶的存在，会对各种建设工程带来极大的危害或隐患，井间地震层析成像（地震CT）技术能有效、精细地反演出井间岩层的不均匀分布，本文阐述了该技术的方法原理，并介绍了应用该技术的一个岩溶勘察工程实例，在该工程中，笔者用钻探取芯结果约束地震CT的反演结果，分析结果表明，地震CT有较高的精度和可信度，在工程地质勘察中能做到对地下介质的精细成像，远远优越于常规勘察方法。     

综合物探方法在城市地铁岩溶勘察中的应用

城市地铁工程中经常遇到岩溶等不良地质现象,勘察阶段需要查明其发育的位置及规模。然而,地下岩溶分布的隐蔽性、城市环境的复杂性使得岩溶勘察具有相当大的难度。本文采用综合物探方法对南京某地铁工程的岩溶发育情况进行了探查,分析以等值反磁通瞬变电磁法、弹性波CT法为主的综合物探方法在岩溶探测中的应用效果。      

井间弹性波CT中初至波自动提取转换及后处理优化应用

CT技术在地球物理主要应用中分为电磁波CT和弹性波CT,基于射线追踪理论的弹性波层析成像技术是重要的工程物探方法之一,在工程质量检测、工程勘察等领域得到了广泛的应用。该研究经过实践总结了一整套较为高效的后处理流程,开发了数据预处理软件,使得后处理工作量得到降低,给其他研究人员提供一种处理思路和方法。      

等值反磁通瞬变电磁成像技术及工程应用

为了实现对可溶岩区公路路线范围内的隐伏岩溶发育规模及形态进行高精度勘察,为后期处治设计提供翔实可靠的地质依据,在公路塌陷区域岩溶勘察中引入了一种新技术——等值反磁通瞬变电磁成像技术.文中首先对等值反磁通瞬变电磁成像技术的基本原理进行简述;然后论述了该方法的4种主要技术特点;紧接着对该方法的质量控制原则及数据处理流程等关键技术进行分析;最后利用该方法在惠清高速公路岩溶塌陷区探测中进行实际应用,成像结果准确地反映出了岩土界面的位置及变化形态,精确探测出了岩溶发育区的形态及规模,为后期塌陷区域的处治设计提供了可靠的基础资料.通过理论分析及实际应用结果表明:等值反磁通瞬变电磁法可对公路穿过区域隐伏岩溶发育情况进行精确成像,可快速准确的为岩溶塌陷区的后期处治设计提供基础资料.     

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.     

井间电磁波CT技术及其在岩溶勘察中的应用

井间电磁波层析成像技术是将医学CT应用于地球物理学中的一项新技术,它主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象及直观地展现研究区域的地质结构。本文详细地研究了井间电磁波层析成像技术的基本原理,对具有高低吸收电磁异常体的理论模型,根据一定的观测系统对电磁波的场强进行了数值模拟,并采用SIRT反演技术对吸收异常体的图像进行了重建;同时将该方法应用于广西某地拟建桥址的岩溶勘查之中,取得了良好的应用效果。     

一种用于TEM高灵敏度感应式磁场传感器设计

瞬变电磁法(TEM)作为地球物理非地震探勘主要电磁方法之一,广泛应用于油气、矿产等地下资源探测.本文分析TEM磁场传感器频率响应特点,采用欠阻尼匹配拓展传感器线性响应频率范围;分析磁传感器各类噪声源分布,提出不同频段上影响磁传感器性能的主要因素.最终研制一款高磁导率磁芯的TEM感应式磁场传感器,工作频段为10 mHz~1 kHz,等效输入噪声水平为4pT/√Hz@1Hz, 15fT/√Hz@200 Hz,传感器直径为50 mm,长度800 mm,重量3.2 kg,相比现有TEM接收磁场传感器,体积小、重量轻、工作频段低.实验测试与生产作业表明:最新研制的高灵敏度TEM磁场传感器更加适合大深度、3D阵列电磁勘探.     

高频电磁测深在地下热水勘探中的应用

高频电磁测深法是一种利用天然高频电磁场作为场源的电磁勘探方法,具有高分辨率和相对直流电法较深的勘探深度的特点,特别适合中浅层地热和地下水勘探。本文介绍了一个应用高频电磁测深评价地下热水资源的一个成功实例。野外数据采集采用了高频电磁测深系统MT-U5A,采用远参考技术,以保证数据采集质量。高频电磁测深资料二维反演成像处理结果较好地描述了地下热水的空间分布范围,为查明该区的地下热水的来源提供了较有利的证据。     

Summary of technology for a comprehensive geophysical exploration of gold mine in North China Craton

The North China Craton is the oldest continental block, and has suffered from large-scale lithospheric thinning and destruction, which in turn led to gold deposits in northern China. The decratonic gold deposits in the North China Craton became the most important gold deposits in China, and geophysical methods are key means to detect and discover gold deposits there. In this paper, based on the geological and petrophysical characteristics of the North China Craton, the geological model of the decratonic gold deposits is transformed into a geophysical model. At present, two methods of geophysical exploration of decratonic gold deposits are in use: rapid and efficient exploration on the scale of the ore concentration area, and large depth exploration on the scale of the deposit area. In detail, the airborne electromagnetic,magnetic and gravity methods are used to detect the shallow(1,500 m) anomaly area on the scale of the ore concentration area.Through the ground-controlled source electromagnetic and ground magnetotelluric methods, explorations for targets at significant depth(5,000 m) are carried out in the mining area. Then, taking the Liaodong ore concentration area as an example,geophysical methods are used to discover two prospecting areas around the Jianshanzi Fault in the Qingchengzi ore concentration area, Baiyun-Xiaotongjiapuzi deep prospecting area, and Qingchengzi deep prospecting area. Next, three prospecting areas are delineated around the Jixingou Fault in the Wulong mining area, Wulong deep prospecting area, Weishagou deep prospecting area, and Chang'an deep prospecting area. The anomalies in the ore concentration area and mining area are revealed by means of three-dimensional exploration methods, thereby providing technical support for the exploration of metal minerals such as decratonic gold deposits.     

电磁法在工程地质勘察中的应用

本文采用有场源电磁法勘探粤东沿海广(州)深(圳)珠(海)及深(圳)汕(头)南线等高速公路工程,勘探使用美国GDP—12及加拿大EM—37电磁数据采集系统。文章论述了时间域与频率域的多种电磁法装置在桥梁、互通、遂道及软土公路工程中的地磁物理应用前提及它们的应用环境、工作效率、勘探深度等,低阻覆盖下的地质分层及断层产状性质等问题是本文探讨要点。文中例举了多种装置的电磁异常场剖面图及其曲线形态:对磨刀门桥址西江断裂的电磁异常剖面曲线形态、特征作了构造地质解释,认为该断裂系由两条主干断层组成的蠕滑断层组。上述工程地质解释结论已作为工程勘察设计依据。有的电磁异常已被工程地震及钻探证实。