瞬变电磁法全期视电阻率视深度求解方法与应用

早期道的瞬变电磁结果、视电阻率计算是通过样条函数ｆｃ（τ）获得的，提出了全期视电阻率ρｓ＝Ｕ·Ｌ／４πｆｃ（τ）式的实用计算方法，以揭阳机场地基工程为例进行了应用计算；视深度计算采用均匀半空间模型法和层状模型法，以荡坪钨矿实例，阐述其视深度计算求解方法的原理及误差影响因素。为瞬变电磁法（ＴＥＭ）成图方式提供了直观的新方法。     

瞬变电磁全区视电阻率数值计算方法研究

基于均匀半无限介质空间中场的表达式,给出了一维层状介质中心回线装置瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义,研究了三种全区视电阻率的数值计算方法。特别是在计算的过程中,利用分段计算,解决了全区视电阻率解的非唯一性问题。同时引入二分查找法,解决了隐函数的反函数求解问题。通过正演建模和烟圈反演,进一步对比分析了三种计算方法,这在瞬变电磁测深资料的定性解释中,正确反映地下一维电性层电性垂向的变化特征具有重要的意义。     

磁性源瞬变电磁法视电阻率计算方法

瞬变电磁法视电阻率的定义和计算主要有早期、晚期和全区视电阻率定义和计算方法,然而根据瞬变电磁法激发场源、工作装置和工作环境的不同,其视电阻率的定义和计算也不相同.笔者总结和评述了各种磁性源不同工作装置的早期、晚期以及全区视电阻率计算方法,同时对隧道、矿井瞬变电磁法中的全空间视电阻率的计算以及考虑关断时间效应的视电阻率的计算等进行总结.在分析各种定义和计算方法的基础上,结合瞬变电磁法的发展应用,对视电阻率的定义和计算提出了几点建议.     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(三)——瞬变电磁场关断效应及全期视电阻率的普适算法

首先给出瞬变电磁（TEM）场卷积计算式,并将关断电流变化率函数看成冲击函数,垂直阶跃脉冲激发的场分量看成输入信号,卷积结果就是任意形状关断电流的TEM响应。把电流激发脉冲看成是许多垂直阶跃函数的叠加,通过叠加这些阶跃函数的响应求得任意电流脉冲激发的瞬变电磁响应。当已知TEM场的实测值和关断电流形状,就可按编程的方法计算全期视电阻率。文中给出了2个斜坡关断电流激发的电偶极源TEM垂直磁场算例,一个为均匀半空间的响应及其全期视电阻率,另一个为三层K型地电断面的响应及其全期视电阻率。     

基于深度学习的中心回线瞬变电磁全区视电阻率计算

深度学习是人工神经网络算法的扩展,对复杂函数有很好的逼近能力,本文将其引入用于瞬变电磁视电阻率计算.首先,建立归一化感应电动势与瞬变场参数单一映射关系的5层深度神经网络,通过对单一隐含层不同神经元个数所训练的误差情况进行分析,确定5层深度神经网络各隐含层神经元个数为13,8,5,8,13.训练算法选择了改进的具有自适应学习率的Nadam算法,该算法可加速训练过程.对训练好的深度神经网络模型进行仿真实验,采用典型地电模型加以验证,发现其对不同的地电模型均具有较好的反映,证明本文采用的基于深度学习计算视电阻率的可行性.应用结果表明训练好的深度神经网络模型可快速准确计算视电阻率.     

瞬变电磁法磁场及其视电阻率研究

文章给出了瞬变电磁法野外勘探中由感应电压求取感应磁场的方法,与理论计算结果的对比说明了方法的可行性.应用该法对实际资料进行了处理解释,它表明感应磁场提高了数据的信噪比,且它的视电阻率具有更准确的解释深度.     

定源回线瞬变电磁x分量视电阻率计算方法

为获得定源回线瞬变电磁x分量的视电阻率,将定源回线等效为多个垂直磁偶极子,从而计算得到定源回线x分量瞬变响应结果.通过均匀半空间的瞬变响应值来拟合实测瞬变响应每一时间道的值,将均匀半空间的电阻率值定义为该时间道的视电阻率值.计算结果表明该方法有效,计算精度能够满足要求,可为定源回线瞬变电磁法多个分量综合解释提供必要的基础.     

计算矩形大定源回线瞬变电磁测深全区视电阻率

介绍了矩形大定源瞬变电磁测深全区视电阻率的计算方法。根据大定源感应电动势关于电阻率非线性变化特点,利用二分法计算感应电动势的全区视电阻率。在此过程中,计算首先从早期感应电动势开始,并将计算得到的视电阻率作为下个窗口视电阻率计算的依据。以此类推,得到全部时窗的视电阻率。理论模型和实际数据的计算结果表明文中提出方法的有效性和正确性。     

电性源瞬变电磁全区视电阻率定义

电性源瞬变电磁法是目前研究的热点,研究该方法的全区视电阻率定义同样很重要.文中给出了一种快速有效的全区视电阻率定义方法,利用该方法可以快速计算电性源瞬变电磁多分量的全区视电阻率.利用均匀半空间磁场强度响应曲线的平移伸缩特性实现视电阻率定义,该算法无需迭代就可以直接计算,速度快,精度高.最后,对比了水平磁场分量和垂直磁场分量定义的全区视电阻率对地层的分辨能力.结果表明,两种分量定义的全区视电阻率有相同的分辨能力,给电性源瞬变电磁法的多分量综合解释技术奠定了理论基础.     

电偶源瞬变电磁测深研究(四)--瞬变电磁测深视电阻率

给出了由电偶源垂直磁场Ｈｚ（ｔ）计算全区（期）视电阻率的数值计算方法;将时间范围扩展到几十秒,以满足大偏移距（ｒ）探测大深度的需要。模拟计算结果显示,全区视电阻率能清晰地反映地电断面的结构,有助于定性定量解释     

大回线瞬变电磁法全区视电阻率的逆样条插值计算

给出了一种方便快捷的瞬变电磁全区视电阻率数值计算方法--逆样条插值法。对几例由2.5维正演程序获得的理论数据的计算结果表明,逆样条插值法用于全区视电阻率的定义是可行的。与此同时,该方法的实现也为瞬变电磁自动反演中初始模型的构制奠定了基础。     

井下瞬变电磁法中全期视电阻率的牛顿求解法

全期视电阻率的求解是瞬变电磁法进行地质反演的关键环节。针对井下瞬变电磁法中全期视电阻率的隐函数特点,引进非线性函数求根的牛顿法,给出了井下全期视电阻率的牛顿求解法及其算法步骤。同时还与二分法做了比较,说明牛顿法与二分法一样,可以满足求解全期视电阻率的任意精度要求,并且牛顿法比二分法具有更快的收敛速度。     

磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率定义及计算

讨论了磁源TEM中心回线装置全程视电阻率的计算问题。利用电偶极子的瞬变场叠加来计算磁源TEM中心回线装置的瞬变场,均匀半空间的计算结果表明,该方法是可行的。用电偶极子的瞬变场定义了磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率,通过对二、三、四层电性断面的视电阻率的计算,并与TEM晚期视电阻率进行了对比,说明了该定义的优越性。实测磁源TEM资料的计算表明,用电偶极子的瞬变场定义的磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率较好地反映了电性断面特征,其对浅层磁源TEM探测及资料解译具有使用价值。     

TEM中心回线法瞬变磁场求取和全区视电阻率计算

依据TEM法中心回线装置瞬变电磁场的衰减规律,给出了由实测的dB/dt求取瞬变磁场B的简单方法.详细推导了发射电流为斜阶跃波条件下由B迭代反演全区视电阻率的方法.为提高计算精度和速度,对计算过程中的积分、求导推导了解析表达式和采用标准数据库的方法计算含有概率积分的函数.对实测资料进行了计算,通过算例进行了验证和分析.     

瞬变电磁“烟圈”反演实现

目前应用较广的反演基于烟圈理论,简称"烟圈反演"。烟圈理论最早由M.N.Nabig-hian提出的。这里基于一种简单的、快速近似反演方法,实现瞬变电磁中心回线法反演程序的开发。由于这种简化的"烟圈"理论反演方法具有计算简单、不需要初始模型的特点,适合于在野外现场对观测数据进行初步解释。     

利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究

介绍了一种新的全区视电阻率计算方法。该方法利用连分式迭代求解非线性方程技术,直接对均匀半空间电偶源瞬变电磁法观测的垂直磁场与电阻率的非线性方程直接求解。利用该数值方法对层状介质进行了理论计算。数值计算结果表明,采用连分式方法可直接求出反映地电断面结构的瞬变电磁法全区视电阻率。     

基于瞬变电磁法探究中高阶煤层瓦斯含量与视电阻率关系的试验

为掌握煤层瓦斯分布规律,揭示煤层瓦斯含量与视电阻率的关系,结合实验室关于煤样电阻率的研究,使用瞬变电磁法研究煤层视电阻率与瓦斯含量的相关性,在豫西新安煤矿进行18次探测试验,获取有效数据21组。研究表明：煤层视电阻率与瓦斯含量呈较好的负相关,瓦斯含量每升高1 m³/t,视电阻率对数值降低6.6%~20%,判定系数为0.621 9~0.753 1,说明煤层视电阻率对瓦斯含量具有明显的响应特征,利用瞬变电磁可以在相似地质条件下探测煤层瓦斯含量高低及其分布规律。     

瞬变电磁法中的斜阶跃波效应及常规的几种校正方法分析

关断时间校正是瞬变电磁资料处理中的一个重要方面,针对常用的中心回线法,详细分析了瞬变场的斜阶跃波效应。斜阶跃波相对阶跃波高频迅速振荡衰减,斜阶跃波效应主要影响瞬变场的早期,表现为幅值较低,关断时间越长,影响越大。同时对常规的几种关断时间校正方法进行对比分析,结果表明:对于“全期”段数据校正宜选Eaton法,对“晚期”段数据可选Eaton法,也可选坐标移动法。在选用Fitterman法时要注意是否满足使用条件,坐标移动法的“晚期”条件,可根据实际地电参数,通过模拟实验来确定。     

基于等效磁偶极子的定源回线瞬变响应计算方法及视电阻率定义

为求解定源回线内不同位置瞬变电磁响应表达式,提出了将发射源进行分解,等效为不同位置多个垂直磁偶极子,对各垂直磁偶极子源产生的响应进行叠加来获得定源回线的瞬变响应。完成了定源回线内任意点的场值计算,获得了定源回线装置垂直分量瞬变响应值,给出了定源回线装置下的全区视电阻率定义,并在理论模型条件下进行了计算验证。该方法计算速度快,精度高,能够满足计算要求。     

如何正确应用电磁法中的视电阻率

把物探算出的视电阻率和地下实际电阻率拉成一回事就会引出很多问题和误解。电磁法中使用的视电阻率有好几种定义，但最常用的那些定义未必显示出最好的特性。用一种定义解释为有物理意义的视电阻率曲线的许多特征在用别种定意时就不见了。此时，只根据视电阻率曲线来比较不同的野外电法系统或电极排列方式的探测能力或分辨能力就会乱套。对内部闭合回路的瞬变电磁法（TEM）而言，根据磁场响应计算的视电阻率显示的特性要比根据感应电压响应所计算的视电阻率特性好得多。对大地电磁（MT）法来说，据根阻抗的实部所定义的视电阻率曲线比基于常规的、用阻抗定义的曲线显示的特性要好。采用这种新的定义，其结果与时域处理中获得的视电阻率具有类似的特性。