电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究

复杂的边坡工程地质条件决定了建设摩崖石刻工程的位置和规模,但边坡上发育的崩塌、坠石等地质灾害和多变的地形地貌条件严重影响了边坡地质工程勘察的安全性、准确性和勘察技术方法的有效性,本文应用孔间电磁波层析成像技术探测和评价边坡工程内破碎带、岩溶以及岩体完整性变化等地质工程问题以及地质解释的关键技术.电磁波衰减特征及电磁波衰减吸收系数的变化趋势和异常结构特征可以有效地反映边坡岩体内节理发育带、岩溶以及场区具控制作用的溶蚀断裂带的发育深度及影响范围,评价边坡岩体完整性的垂向分带和空间分区特征,为边坡工程建造提供科学依据.     

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。     

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。      

地质雷达探测岩溶洞穴物理模拟研究

岩溶分布十分广泛,地下岩溶洞穴严重威胁着工程建设和人民的生命安全.了解岩溶地区的地质构造和岩溶发育规律,准确勘查地下岩溶洞穴,为各部门的工程设计与施工处理提供可靠的依据显得十分重要.地质雷达是采用高频电磁波、宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型的物探方法.由于该方法具有工作效率高、分辨率高和异常图象直观等突出优点,因此,该方法广泛应用于工程勘察中.多年来,在中国的铁路、公路、电站和机场等工程建设中,我们应用地质雷达方法作了大量的试验研究和生产工作,采集到了一些具有代表性的地下溶洞、溶缝和岩溶破碎的雷达图象,也积累了地质雷达探测地下岩溶洞穴的一些重要经验.本文从地质雷达探测地下岩溶洞穴的基本原理出发,从理论上对溶洞、溶缝和破碎带等的雷达图象进行模拟计算,提出了常见的地下岩溶异常的基本雷达图象特征,再结合典型的地质雷达图象实例,阐述了地下溶洞的埋深、规模、空间分布形态等判识方法.     

井间电磁波 CT 技术在武汉地区三叠系大冶组岩溶勘察中的应用研究?

电磁波 CT 在岩溶勘察中有着广泛的应用,本文结合钻孔资料对三叠系大冶组(T1d)岩溶特征进行统计分析,确定划定该地层岩溶的视吸收系数值,将该参数值用于电磁波 CT 资料的解译,并通过验证孔对解译结果进行验证。该项研究解决了电磁波 CT 在岩溶勘察中异常识别的重要问题,为武汉地区三叠系大冶组(T1d)岩溶勘察提供了重要的指导依据。     

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。     

瞬变电磁法对隐伏岩溶探测的影响因素研究

发育于地下灰岩地区中的隐伏岩溶给隧道、桥梁以及高速公路等工程的建设与运行带来了极大的安全隐患.城市中常见的路面塌陷情况,多数也是由于岩溶发育导致.利用岩溶与其周围灰岩之间的物性差异,多种地球物理探测方法对隐伏岩溶结构进行有效探测.瞬变电磁法由于其探测效率较高、勘探成本低且对低阻异常体灵敏等特点,近年来在地下隐伏岩溶探测...     

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。     

The Application of Geotomography in Engineering

It seems that electromagnetic tomography is quite suitable to be used in metal and groundwaterexploration. especial for limestone areas where the absorption coefficient of electromagnetic wave is smalland geological body has a large property contrast with country rock it should be pointed out that there exitsome uncertainties in geological interpretation of EM tomogram, corresponding laboratory tests for rockphysical property are always necessary.Resistivity tomography provides us a new useful…     

电震联合法在涪陵裂隙溶洞调查中的应用研究

涪陵页岩气勘查开发区内地层以碳酸盐岩为主,地下存在裂隙、溶洞、暗河等是该区要识别、防范的重要地质隐患。本文分析了音频大地电磁法（AMT）探测和浅层纵波反射地震勘探法的特点,明确了不同方法对裂隙溶洞调查的优缺点,认为电震联合裂隙溶洞调查的方法是获得区内异常构造与电阻率、波阻抗对应关系的有效途径。通过两个应用实例,解析区内地下500 m深的地层、地质构造和裂隙溶洞水的赋存规律,勘探结果可靠,展示综合物探对碳酸盐岩岩溶地层的研究能力,推进西南岩溶缺水区物探找水技术的发展,使基础地质调查广泛应用于涪陵页岩气勘查开发及远景规划,社会效益显著。      

基于高性能瞬变电磁辐射源的城市地下空间多分辨成像方法研究

城市地下空间的高精度、多分辨探测是城市地下合理开发的前提.由于城市探测环境的特殊性,需要探测方法具备抗干扰能力强、分辨能力好、分异多尺度地下目标等特性,现有的物探方法难以兼顾城市地下空间的探测需要.本文利用三维矢量有限元方法为正演手段,在瞬变电磁高性能辐射源进行微分脉冲扫描的基础上,对探测数据进行多时窗的扫时波场变换,将微分脉冲扫描后的多分辨响应信息,进行多分辨信息提取.同时通过地震探测中的多次覆盖处理,提高探测场对地下目标的分辨能力,最后对多次叠加后的虚拟波场进行拟地震偏移成像,最终实现城市地下空间的高精度探测.     

瞬变电磁拟地震子波宽度压缩研究

导电媒质中电磁场所满足的扩散方程与无耗媒质中电磁场所满足的无阻尼波动方程之间存在着数学转换关系式,可以实现瞬变电磁法拟地震资料解释.但是转换出的虚拟波往往波形较宽,使分辨能力下降,影响了瞬变电磁拟地震方法的发展和推广.本文针对虚拟波形展宽这一现象进行了研究,认为虚拟波形展宽的原因,不是由于波在介质中传播时能量损耗所致,...     

基于共形辛Euler算法的非金属地下管道精细化高效探地雷达正演模型

我国城市地下管线种类繁多、规模巨大.近年来,因城市管网家底不清、位置不明导致的管道挖断事故频发.探地雷达(GPR)是目前最为有效的地下设施探测定位设备,通过对探地雷达回波信号进行反演分析,可获取管道埋深、位置等信息.然而,地下管道等地下圆形目标,传统正演模型中阶梯近似方法会产生一定误差.本文结合辛Euler算法与曲面共形技术,建立探地雷达电磁波在含非金属管道地下结构中传播的精细化数值模型,并通过图形处理器(GPU)加速技术进一步提升模型计算效率.数值模拟结果显示,共形网格技术有效降低了由于阶梯近似造成的虚假绕射波,并通过结合GPU并行计算,在不增加网格密度的前提下,实现了对地下管道电磁响应的高效精细化计算.     

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.