基于解析方法计算频散层状介质的探地雷达响应

考虑频散介质的电磁波传播,采用Cole-Cole公式建立频散模型。只考虑介质的介电常数随外加电磁场频率的变化,采用高密度采样滤波算法,模拟层状介质的雷达响应,从中可以看出频散介质对雷达波的衰减影响。     

探地雷达检测中如何计算速度

雷达波的传播速度随介质而变,这给准确定位探测目标带来了一些困难,因为目标深度取决于速度与讯号反射时间的乘积.但另一方面,利用速度变化与介质的关系,反过来可以推断介质的物质架构.作者结合实用例举了7种求速度的方法,以供使用探地雷达的同行们选用.     

注浆材料介电常数在雷达图像识别中的应用

利用探地雷达(GPR)方法探测软土盾构隧道盾尾壁后注浆分布效果时,电磁波在介质中的传播速度是准确识别介质界面的关键。在估计波速时常常将介质的介电常数假设为固定不变的常数,这不符合实际情况。为保证探测图像识别的精度,首次利用网络分析仪对不同配比、不同探测频率和不同龄期下软土隧道壁后注浆材料的介电常数进行了测定,对测定结果进行了基于射线追踪原理的GPR数据二维正演分析,并将分析结果与模拟的探地雷达隧道壁后注浆分布探测结果进行了比较。结果表明,针对不同的探地雷达探测频率而采用相应的介质介电常数来进行探地雷达探测图像的准确识别是十分必要的。     

探地雷达探测地下管线的能力

这是作者摘编的有关探地雷达探测管线的一些资料.通过细致的实验,从中分析管线的粗细、材质、充填物、缺损情况及天线频率、噪音等对雷达图像的影响,对今后开展城市管线探地雷达调查工作会有所帮助.     

基于传输线法模拟探地雷达在多层介质模型中的传播

数值模拟是研究探地雷达电磁波在多层介质中传播规律的有效手段,传输线算法是一种基于Huygens原理的时域分析电磁场方法。这里阐述了TLM方法的基本原理及基本关系式,用TLM方法对多层介质进行了正演模拟,将模拟结果与FDTD方法合成结果进行了对比,结果表明了TLM用于GPR正演计算的正确性及有效性。应用该算法对已有模型进行了定性分析,验证了随着介电常数和电导率增大,雷达电磁波衰减加快的结论。     

介质含水率与探地雷达信号关系数值模拟

采用时间域有限差分技术实现了探地雷达三维正演计算,并以此对介质含水率与探地雷达信号关系开展了数值模拟研究.物理模型实验与数值模拟计算结果的对比分析证明了数值模拟的有效性.     

基于速度分析的探地雷达阻抗介电常数反演

阻抗反演是利用波阻抗与介电常数关系开展地下介质参数估计的重要技术,在探地雷达以及叠后地震资料解释中具有广泛的应用。常规阻抗反演需要钻孔或测井曲线作为约束项,约束项信息直接影响阻抗反演的估计精度。在缺少钻孔数据的实际应用中,如何开展探地雷达阻抗反演是该方法研究的重要内容之一。基于上述问题,本文提出了基于速度分析的探地雷达阻抗反演方法。其基本思想是基于多偏移距雷达数据开展速度谱分析和Dix反演,以获得不同深度的速度信息作为阻抗反演的约束项;同时,采用K-means方法自动拾取速度谱信息,大大降低了常规人工拾取误差,提高了计算效率。通过典型随机土壤介质模型,验证了本文方法在无钻孔条件下仍然可以获得较好的介电常数估计结果,并测试噪声适应能力强。最后通过美国密歇根州Wurtsmith AFB,in Oscoda区域的探地雷达数据测试了本文提出方法在探地雷达实测数据参数估计中具有较好的应用效果。     

LNAPL污染物及水含量对石英砂介电常数的影响

为研究LNAPL污染物及水含量对石英砂介电常数的影响,首先以石英砂模拟单一土壤环境,利用柴油和水的混合物来模拟轻非水相液体(LNAPL)污染物污染土壤,然后通过矢量网络分析仪和开口同轴探头,分析高频超宽带电磁波在土壤中的反射并计算介电常数。实验结果显示,石英砂介电常数随着体积含水量和含油量的增加而增加,直到达到饱和状态,此时石英砂介电常数趋于稳定;石英砂介电常数实测值处于极化模型和De Loor模型之间,结果与De Loor模型接近。     

一种重建多层介质中物体的新方法

在理论计算了层状介质中的频散曲线的基础上，提出了一种利用半波长理论对层状介质中物体进行层析重建的新方法，对给定的物理模型进行了重建模拟，计算结果良好。     

如何应用探地雷达技术检测沥青公路的含水状况

根据平面电磁波在具有不同物理性质的介质分界面发生的反射规律,利用雷达实测信号的幅值信息,实现了公路层介电常数的自动计算。并根据物理模型实验结果,建立了沥青材料含水率与介电常数之间的数学关系模型。利用这二项技术可以实现应用探地雷达技术检测沥青公路的含水状况。     

利用三维裂隙网络确定岩体渗透张量的方法

对于可统计的岩石结构面数据,采用结构面三维网络模拟技术研究节理岩体力学特性特别是岩石水力学性质的过程中,三维裂隙网络与多孔连续介质渗流各向异性的等效方法是研究岩石水力学应用中的重要环节。本文基于流量等效,边界条件相同,根据渗透张量的性质,利用计算机模拟三维裂隙网络的样本单元推导二阶渗透张量的求解方法。最后,通过一个圆形随机结构面形成的裂隙网络样本单元的计算实例,与张量法的计算结果作了对照,说明了有限大小结构面形成的裂隙网络,利用本文提出的方法求解得到的样本单元等效渗透性,具有相当的合理性。本文的方法对于岩石水力学中三维问题的研究具有重要的理论指导作用。     

探地雷达探测中对媒质相对介电常数的测定

分别就探地雷达探测中的收发一体式天线、收发分离式天线在实际工作中对媒质相对介电常数的几种主要测定方法：已知目标深度法、点源反射体法、共中心点（CMP）法及层状反射体法,从理论到实例一一做了详细的论述。实践证明,这些方法能够满足生产要求。     

反演地壳磁化强度等效源法的模型验证及实际资料试算

等效源法曾被广泛应用于卫星磁异常解释,而本文是将等效源法引用到航空△T磁场的解释中,用其研究区域地质构造。根据等效源法的理论,推导出球坐标系下球棱柱体的△T磁场公式,采用线性反演的方法进行模型验证,同时将该方法用于秦巴地区航空△T磁异常的试算,得到了一些有意义的结论。利用该方法可由所求得的磁场强度来得到居里深度分布。     

一种地下瞬变电磁法场值曲线的解释方法

均匀大地表面上大回线源在地下形成的瞬变电磁场解析计算式很复杂,无法用常规方法定义其视电阻率,而场值曲线本身分辨率低,进行分层解释困难。对大回线源在地下形成的瞬变电磁场场值,用由第一层介质充满半无限大地时的场值进行归一化的方法进行解释,经理论计算表明,与地面装置条件下的电阻率曲线进行解释有异曲同工之妙     

用线性数字滤波法计算大回线源在地下形成的瞬变电磁场

本文讨论了地面大回线源在地下形成瞬变电磁场的正演计算方法。其正演计算是将频率域中相同模型、相同装置条件下的谐变场结果转换到时间域来。计算方法上采用了安德森等人提出的线性数字滤波法。计算过程中采用了三次样条函数插值法，提高了计算速度。通过均匀半无限空间解析解与数值解的计算结果比较表明，两者吻合很好，说明计算方法是可信的。     

用等效磁源法进行磁异常转换

用等效磁源法实现常规磁异常换算(延拓、求导、假重力异常换算、化磁极)的模型计算算例显示了等效源法在使用上的灵活性和方便性。与频率域换算方法相比,说明了等效源法换算结果更优于频率域换算结果。     

计算生油气量的C—K法

有机碳－干酪根法（简称Ｃ－Ｋ法）,是以油气成因的干酪根热降解动力学理论为核心的计算生油气量的新方法。使用了地质温度计－－镜煤反射率,将有机质及原油的热演化过程划分类一个阶段：Ⅰ－－低成熟阶段;Ⅱ－－高成熟阶段;Ⅲ－－过成熟阶段。以不同的学者的模拟实验为参考,综合分析了含油气区生油气层的沉积相,有机地球化学相条件,确定了不同生油气层有机碳（Ｃ）与原始干酪根（Ｋｏ）（未成熟的干酪根）的比例关系,从而建     

磁法在煤火探测中的应用

对采自宁夏汝箕沟煤田上覆盖层的原岩样品在温度作用下的磁性变化进行了系统研究.通过分析煤火区不同燃烧阶段围岩的温度变化情况,对原岩样品进行了模拟“燃烧”试验,试验结果表明,岩石磁性在不同温度作用条件下存在明显差异,从而从岩石磁性的角度讨论了磁法勘探圈定煤田火烧区的可行性.最后,采用人机交互法对地面实测磁异常剖面进行反演,有效地圈定了煤火区着火点的位置及范围.     

存在流体介质夹层时瑞利波频散曲线的完整求解

应用介质分界面上位移应力连续性的变化关系,采用δ矩阵法和固体层状介质中的瑞利波频散方程,推导了含流体介质夹层情况下瑞利波的频散方程。利用推导的频散方程对理论模型进行模拟计算,并与以往文献计算方法进行比较,模拟结果吻合较好,验证了公式的正确性;同时,模拟计算结果也说明了本文公式的普遍适用性和计算结果的完整性。根据文中对4个理论模型的模拟结果来看,与固体层状介质的情况相比,当存在流体夹层时,瑞利波频散曲线模式中多出了一个文中定义的0阶模式,在今后的多道瞬态瑞利波法应用中,应该可以将其看成是流体介质夹层存在的标志性曲线。     

用水化学方法计算渗透系数

应用化学热力学、化学动力学与地下水动力学、地质学理论相结合的方法,采用水质分析资料,计算了山西延河泉域隐伏岩溶区地下水的渗透系数,并进行了分区。通过钻探和抽水试验证明,本方法是可行的。