井-地充电法圈定矿体边界异常特征研究

采用有限单元法对井-地充电法进行了数值模拟,通过对水平、倾斜等不同形态板状矿体在不同地电条件下井-地充电法异常的计算和讨论,研究了矿体的空间分布与电位梯度分布之间规律,并提出深宽比和深峰比的概念以讨论异常形态与地下地质体间的对应关系.计算结果表明:电位梯度峰值位置和矿体边界位置有一定的对应关系,利用电位梯度等值线形态及其峰值位置可有效获得矿体走向、倾向和边界等信息.     

起伏地形下井-地电阻率观测装置的异常特征研究

在实际的地球物理勘探过程中,如何根据实际的勘探环境选择合适的观测方式和观测装置一直是地球物理勘探的重要问题之一.本文采用井.地三极和地.井三极联合电阻率观测装置对起伏地形下典型地质体模型进行正演模拟,正演响应的结果表明井-地联合装置比单一地表装置大大提高了对目标地质体位置的分辨能力.当采用井-地三极装置进行观测时,地形会导致异常响应的位置发生偏移,形态无明显改变;而采用地-井三极装置进行观测时,地形会很大程度上改变异常响应的形态和位置,很难有效推断目标地质体位置.     

频率域激电有限元数值模拟

在三维地电条件下,应用有限元方法模拟了不同频率谐变电流激发下的地表激电响应,首先根据麦克斯韦方程推导出谐变电磁场复电位的波动方程,利用广义变分原理得到复电位波动方程及其边界条件下边值问题等价的变分问题.尔后将区域剖分离散化,在单元中进行插值,得到一组线性方程组,通过合理存储刚度矩阵、解方程组,得到各个结点上的复电位值,最后得到表征频率域激电响应的幅频率等参数.模拟结果表明该方法合理正确.     

汶川地震前后湖北地倾斜观测异常特征分析

在数字化观测资料积累1年的过程中,武汉基准地震台形变测点(华农狮子山)台周围≤150km范围内末发生5级以上地震.汶川地震发生前后,即5月8～10日,5月27～30日间,武汉台倾斜仪固体潮曲线出现"鼓包"、波动等异常情况,被中国地震局有关部门初定为是地震前兆异常,后经湖北省监测中心研究核实,属于外界因素对其产生的干扰.因此,以武汉(狮子山)台为例,在原始记录曲线(整点值、日均值)正常变化的基础上,对倾斜固体潮汐观测干扰图像进行系统分析,总结干扰因素的记录形态特征,寻找变化规律,并结合站点岩性和外界环境荷载变化对其进行机理分析,找出曲线出现异常的形成原因.     

五里营综合观测井地下流体震前异常特征初步研究

五里营综合观测井自１９８４年观测至今,已积累了１５年连续、可靠的资料。经过多次地震检验,该井水位、水氡、水汞等地下流体震前异常反应明显。利用该井特征性的异常形态,如脉冲、升降、方波等前兆变化对大同－阳高、张北－尚义强震及几次邻近地区４．０级以上地震曾多次作出了较好的预测。     

电极极板老化与地电阻率异常

2000年2月至5日，榆树台地电阻率出现异常，且该异常具有一定的特征。按《规范》要求，对外线路、观测仪器、观测环境等进行检查，结果发现异常是由于供电电极老化，接地电阻远大于《规范》要求的30Ω所引起。     

地-井瞬变电磁响应特征数值模拟分析

井中瞬变电磁法(Bore-hole transient electromagnetic method-BHTEM)是指接收线圈在钻井中观测瞬变场响应用以勘查深部矿产资源的勘探方法,其中以地-井(地面激发井中接收)组合方式研究最多、应用最广.本文应用时域有限差分法(FDTD),建立包含薄板导体的均匀半空间二维数学模型,采用线源为激发源,选用Mur吸收边界条件,对矩形回线源在半空间中产生的瞬变电磁场进行数值模拟,计算了低阻板状导体在均质半空间和有低阻覆盖层影响情况下的地-井瞬变电磁异常响应,并对响应的特征及规律进行研究分析,为研究地-井TEM提供参考.     

井-地电阻率法在煤田安全中的应用研究

针对利用电法研究煤田生产中的陷落柱等问题,本文实现了点电流源三维地电场正演,并将模拟结果应用到了实际地质试验中.正演模拟结果以及实际测量结果的分析表明:该技术能很好的探测陷落柱位置及其富水性,可以为煤矿井下安全生产起到一定的指导作用.     

固定点源测深激电异常研究

电阻率法三维有限元数值模拟方法的实现, 给研究形状复杂的地质体的电性异常提供了有力工具.本文利用该数值模拟程序,通过先模拟计算模型的视电阻率,然后利用视电阻率和视极化率的转换公式转换,从而实现对激电异常的数值模拟.文章计算并分析了固定点源测深法在各种1\|D、2\|D、3\|D模型下的激电异常规律及定量解释结果,力求使人们从空间不同角度了解该方法的IP异常规律,从而指导野外生产实践,提高解释效率和精度.     

“十五”地电场观测的震兆异常特征分析

利用锦州义县地震站“十五”观测以来的地电场分钟值观测资料,对辽宁及周边地区Mll4．0级以上地震大地电场的震兆异常特征进行了分析,并对异常机理进行了讨论。研究结果表明：震兆异常特征表现为震前地电场日变形态的畸变、高频脉冲和阶变变化等。     

水下激发极化测深异常特征研究

利用有限单元法对水下激发极化测深进行数值模拟以研究其异常特征和适用条件.水下的电阻率测深和激电测深均可对水底地质体进行近距离探测,提高探测分辨率.而水底地形对视电阻率测深的影响很大.水底极化体有限元正演模拟的结果表明,水底地形对激发极化测深结果没有影响.采用水下激发极化法进行地质体探测是可行、有效的.通过计算不同水体和水底岩石电阻率对视极化率幅值的影响发现,水体电阻率是影响水下极化率测深的主要因素.由于海水的电阻率过低,观测视极化率异常微弱而不适合开展水下激电工作.     

基于全波形采样的激电多信息提取方法研究与应用

激电法是地质勘查中的一种重要方法,时、频域测量各具优势,但传统的时、频域测量实现方法相对独立.根据频域和时域可相互转换的理论,本文提出一种基于全波形采样的时频激电多参数提取的地球物理数据处理方法.采取时间域激电法的观测模式,接收机高精度同步记录整周期电压-电流全部采样点的波形数据,通过该文提出的处理方法,仅一次供电和测量即可提取多种时、频域激电参数:时域激电的视电阻率、视极化率和频域激电的多频视电阻率、视相位、视频散率、去耦后的视相位等参数.在云南保山某典型矿区开展方法的试验应用,提取了地质体大量的相关激电信息,总结了目标体的激电参数响应规律.应用结果表明,该方法便捷高效,抗干扰能力强,相较于传统的时域激电测量,多种参数组合可提升对目标地质体的认识,增强激电法的应用效果.     

时间域航空电磁法激电效应对电磁扩散的影响

由于激发极化效应的影响,时间域航空电磁晚期道信号经常会出现变号现象.基于电阻率的传统反演方法无法对变号数据进行正确反演,因此通常在数据处理中予以剔除.为深入了解极化介质的电磁扩散特征,认识航空瞬变电磁负响应的产生机理,本文研究时间域航空电磁系统的电磁扩散特征.我们以均匀极化、非极化半空间及层状介质模型为例,通过直接积分的方法求解频率域电场响应,并由欧姆定律得到电流响应,再经过汉克尔变换得到时间域电流响应.通过研究电流随时间在地下极化介质中的传播特征研究电磁扩散过程;通过对比不同激电参数对电磁扩散的影响,研究极化介质中感应电流与极化电流的扩散规律,从而合理地解释极化介质中负响应的产生机理.基于本文研究和分析结果,可加深对时间域航空电磁法中激电效应的认识.     

浅部不均匀体对目标体电阻率异常影响的研究

浅部不均匀体能使电阻率测深曲线产生严重的畸变. 为了从根本上消除浅部不均匀体的干扰,本文采用三维有限元数值模拟的方法,计算出浅部不均匀体异常和混合体（目标体+不均匀体）异常,通过一定的校正方法,把不均匀体影响从混合异常中校正掉,从而实现对浅部不均匀体影响的定量校正.     

用正演数值计算方法开展双侧向测井对裂缝的响应研究

采用有限元分析软件ANSYS对裂缝的双侧向测井视电阻率与裂缝孔隙度、泥浆电阻率、裂缝倾角和基岩电阻率的关系进行了计算. 在大量正演数据的基础上得出双侧向测井响应反演公式和裂缝孔隙度计算公式,提出更为精细的裂缝倾角的弹性划分模型,用双侧向视电阻率值近似估算裂缝倾角的方法,提高了利用双侧向测井求裂缝产状与裂缝孔隙度（裂缝宽度）的精度.     

基于有限元重度增加法计算边坡稳定系数

近年来,有限元分析方法在边坡稳定分析中的应用日益广泛,其具体方法分为强度折减法与重度增加法。与强度折减法相比,重度增加法在边坡平缓或者土体摩擦角较大时,很难得到边坡的稳定系数。文中对重度增加法进行改进,采用调整重度增加法的土体剪切屈服强度进行边坡稳定性分析,通过算例对比改进后方法与强度折减法计算得到稳定系数差别。进一步进行了实际工程算例分析,并与规范方法计算结果进行对比,验证文中方法在实际工程应用中具有可行性。     

太湖风生流数值模式及其对总磷分布的影响

A new up-winding finite element numerical model, which is two-dimensional and suitable for modeling lake current and the distribution of total phosphorus(TP) in shallow lakes, is derived. Moreover, it is used in the study of wind-driven current in Taihu Lake, and the impact of lake current field on the distribution of TP is also discussed.     

基于异常线圈的时间域AEM系统测试和标定方法研究

为了检验和测试时间域航空电磁系统的测量精度和有效性,采用地面铺设闭合的异常线圈模拟地下有限导体的方法,将异常线圈的电磁响应理论值与系统实测数据进行拟合分析,来确定系统误差和飞行几何参数误差.在计算异常线圈电磁响应的基础上,研究了衰减曲线、剖面曲线与线圈的电性、几何参数关系,设计了野外测试实验方案.在长春市大鹅岛附近,采用吊车进行了系统测试,测试结果表明:单点实测数据的平均绝对误差为0.48 mV,系统相对误差小于1%,飞行高度误差为0.4 m、水平偏移误差为0.2 m.基于异常线圈进行时间域航空电磁系统的测试和标定,是一种准确、快速、经济可行的方法,具有野外施工便捷、参数调整灵活等特点,适用于任何时间域电磁测量系统的检测.     

Small variation of annual temperature in deep tunnel can produce annual variation in tilt and strain

In this paper,finite element method (FEM) of axisymmetric linear elastic model has been used to calculate the tilt and strain induced by small annual temperature variations in a deep tunnel. The results show that even if the am-plitude of the annual variation meets the construction standard of seismic station issued by China Earthquake Ad-ministration (the annual temperature variation amplitude in the tunnel is no more than 0.5 °C),a small annual tem-perature variation of amplitude just 0.2 °C in the tunnel would produce 10?7 rad changes in tilt and 10?7 changes in strain. Especially,at the end and the corner of the tunnel,changes of tilt and strain can be even larger. Therefore,in the future,it is an important task to reduce the annual temperature variation in the tunnel as far as possible. Within the tunnel,for both baseline instrument and pendulum instrument,the modeling suggests ways of construction of the tunnel and installation of the instrument to decrease the influence of the annual temperature variation.     

江坪河预应力闸墩静动力有限元分析研究

运用三维有限元数值模拟方法对江坪河水电站泄洪坝段闸墩、混凝土锚块及预应力锚索在内的整体模型进行空间应力和变形分析,得到了2种典型工况下的整体位移和应力分布规律。在动力计算中分别采用了振型分解反应谱法和时程动力分析法。时程动力分析时,按规范要求分别输入了El Centro波、Taft波和由规范反应谱合成的人工地震波3种波形。然后对计算结果进行对比分析与总结,研究结果表明,预应力闸墩具有整体稳定性,在各种荷载的组合效应下整个墩体的变形和应力分布满足要求。得出了对设计有指导意义的数值成果,可供施工图设计参考。