地表点电流对地电阻率观测的影响

<正>将地电阻率台站地下介质简化为水平层状均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流源,针对对称四极观测装置,利用转换函数滤波器法计算电流大小、方位角、距离对地电阻率观测的影响。(1)计算方法。地电阻率采用对称四极观测装置,AB为供电电极,MN为测量电极,电极均位于地表,测区采用EW和NS两个相互垂直测向布极,中心点为O。选择理论对称四极装置的奥尼尔滤波器(O’Neill20),依据姚文斌(1989)利用转换函数滤波器法计算地电阻率表达式计算对称四极装置地电阻     

三维坑道直流聚焦法超前探测的电极组合研究

在坑道超前探测方法中,直流电阻率法原理和操作简单,应用前景广阔,其中侧向聚焦电阻率法应用在测井中已经成为一种常用方法.本文研究了三维坑道直流聚焦法电极组合,首先计算分析了两个同性点电源的电流分布规律,指出由于电流的相互排斥作用,电流密度在这两个点电源的中垂线下一定深度处产生最大值,这个深度与这两个点源之间的距离成正比.基于上述原理,设计出三种电极组合：四点电源、五点电源和九点电源布极方式.其次,用三维有限单元数值模拟的方法计算了上述三种电极系的空间电位分布,得出九点电源方式对电流聚束效果较好,而且当主电极电流小于屏蔽电极电流时效果最好.     

电测井中电流参数对地层的分辨能力分析

常规电测井一般通过测量供电电极的电流和测量电极之间的电位差来计算围岩的视电阻率并划分地层界面,而忽略了对电流参数的利用。本文基于欧姆定律,通过供电电极电流的变化定性分析其周围岩矿石电阻的变化,进而用电流强度变化曲线识别地层属性。理论分析和试验结果表明,供电电极电流大小取决于电极的接触电阻,而视电阻率大小取决两个测量电极之间或供电与测量电极之间介质的电阻率总和,因此,电流比视电阻率对地层的灵敏度要高一些。绘制电流强度测井曲线可以准确划分地层层位,确定地层厚度,且不增加成本。     

电法填埋场渗漏检测极化噪声的剔除方法

电学填埋场渗漏检测方法是利用漏洞电流引起的感应电势异常来定位防渗膜上的漏洞位置.当漏洞电流较小时,检测电极上的极化电位噪声极易将电势的异常值淹没,导致漏洞定位的失败.基于电极极化电位噪声的特点,提出了采用低频交变方波供电的方式来剔除该类噪声.在小型模拟填埋场中的实验结果表明:当回路电流为70 mA,膜上供电电极接电源正极时,防渗层上的两个漏洞只有一个被检出;膜上供电电极接电源负极时,则两个漏洞皆未被检出;将两次实验数据对应相减,则两个漏洞皆被准确定位.     

电阻率测井响应的积分方程解法

从电流守恒条件出发,得到了两个积分方程.其中第一个和在1964年提出的相同,它的未知函数是边界面上的隐电流源分布密度;第二个积分方程的未知函数则是电位函数本身. 在的文章以及本文作者的另一篇文章中,供电电极和测量电极都被当成点电极处理.用这种方法来处理电位电极系和梯度电极系已不够准确,用来处理三侧向或双侧向等具有大电极的电极系则完全无能为力. 测井中所用的电极系是包着金属外皮的绝缘心棒,金属外皮就是电极.本文提出了处理这种电极系的方法.结果表明,第二个积分方程在处理这种电极系时有明显优点.     

和平台深孔电极地电阻率测值趋势下降原因分析

通过多项实验观测对电阻率测值与电流出现相同趋势性变小的原因进行了探讨分析,认为这是装置系统的重要构成部分即电极发生了变化,从而导致了电阻率测值的趋势性下降。     

水平两层均匀介质中井下电阻率观测信噪比的理论计算

在点电源水平两层均匀介质模型下计算了在不同地电断面中观测时地表干扰电流源对观测的影响。得到:地表干扰电流源对地电阻率观测电势差的影响取决于地电断面类型和参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离。本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构选择、电极埋深、干扰源避让有参考意义。     

土地电与地震测报

第三章 土地电所测之物理量第一节 微安表有读数的原因埋在土壤里的两个电极用导线接在微安表上,为什么会有读数呢?我们仅从产生电动势和电阻的原因上进行探讨.     

墙体渗漏检测的基础研究和应用

墙体渗漏的几何尺寸通常很小,所引起的电导率空间差异小,用现有的高密度电法和瞬变电磁勘探方法检测这些很小的渗漏位置,其空间分辨率不够.本文在墙体两侧用电极供电,记录供电电极正向导通、正向关断、反向导通和反向关断这四个过程的瞬态响应全波波形,以穿过墙体的渗漏电流在地层内所产生的直流和瞬变电压异常为有用信号,用不同时刻的电压...     

地电场电极故障判定及机理分析

分析总结近几年来河北省地电场台站地电场电极故障出现的数据变化,认为河北省地电场数据在无干扰情况下变化形态稳定,部分台站图像中可见“峰-谷”形态,且相关系数及差值良好。地电场电极故障时,共用该电极的两测道数据有同步干扰主要表现在:①两测道数据相关系数减小、差值变大。②图像上同步出现台阶、突跳、长趋势变化。根据数据变化的同步性可以初步判断电极故障及故障电极位置,另外还需非电极故障的排除,首先对观测环境、仪器、外线路、线路接头、配线板等进行检查,其次用对比试验法,即预埋新电极接入备用地电场仪器与故障电极并行观测,通过对比确定电极故障。最后运用化学及数学方法Butler-Volmer方程及Nernst方程对电极故障造成的数据现象进行分析解释。该研究结果为台站及时进行电极故障判断有一定参考意义。     

激发极化法基础理论研究——确定二次极化电流的新方法

本文提出一种通过测磁场确定面极化和体极化介质中二次极化电流的新方法.它与以往测电场的方法有所不同.当时域单向长脉冲激发电流通过面极化和体极化介质时,便在其表面和内部产生激发极化效应.在通电时间内和断电后的放电过程中,若极化介质内产生了二次极化电流,它必将在周围产生二次磁场.我们通过观测二次磁场可靠地确定了介质中二次电流的存在与否和量值大小以及矢量方向等重要内容.本文除给出一些实验结果外,还给出了实例.多年来,国内、外学者对体极化介质中二次极化电流的存在问题是有争议的,本文对此给出了具有充分说服力的实验结果,有利于统一这方面的认识.     

土地电与地震测报

土地电的装置比较简单,把两个埋在土中的电极用导线连接起来,接在微安表(毫伏表)上即可测量地下电流(电压)的变化.测量土地电一般用量程50或100、精度在1.5级以上的微安表或毫伏表.如果地电流较大时,也可用量程小、灵敏度高的毫安表来进行测量.     

深井电极交叉供电对自然电位的影响

通过实验论证平凉地震台深井电阻率观测自然电位畸变由电极交叉供电造成,讨论分析不同电极供电对自然电位的影响。结果表明:对测量极供电,会影响自然电位,不会影响电阻率测值;单极供电对自然电位的影响表现为阶跃突跳,并以指数形态恢复,恢复时间约10 h,干扰峰值与供电电流、供电时间等有关;对观测数据进行校正,取得较好效果。     

河北三河台数字电扰动异常分析

从2013年12月17日开始,三河台数字电扰动观测的NS和EW两测道交替出现了背景值增大的高值异常,现场调查和分析表明,这种高值脉冲异常主要是受仪表厂的供电干扰所致,仪器本身的工作正常;对观测系统数据采集软件的数据存储格式进行研究后发现,如果出现缺数,可能造成两个测道的数据出现互换的现象,应尽快改进数据采集软件,把两个测道采集的数据改为两个数据文件;同时,模拟观测的对比结果表明,同时间段模拟观测未出现异常;通过更换东西向线路和电极,观测数据恢复正常。综合分析认为,三河台数字电扰动出现的高值异常是干扰造成的,并非震兆异常。     

2013年芦山MS7.0地震前甘孜台地电阻率变化分析

甘孜台地电阻率N30°E测道观测资料自2011年7月开始出现趋势上升变化,N60°W测道地电阻率则从2012年出现趋势上升变化.2011年测区原317国道实施扩建工程,N30°E测道测量电极分别向供电极方向移动10m.采用甘孜台电测深曲线以水平层状模型反演了测区的电性结构,理论计算表明,测量电极的移动将会引起N30°E测道4Ω·m的上升变化,扣除这部分变化后,甘孜台两测道观测值于2012年同步上升.以水平层状模型计算了甘孜台两测道各层介质的影响系数,两测道浅层两层介质影响系数均为负,能合理地解释甘孜台地电阻率在雨季降水量增加时观测值上升、旱季降水量减少时观测值下降这一“夏高冬低”的年变现象.建立三维有限元模型计算了317国道拓宽部分对观测的影响,计算结果表明,拓宽部分仅能引起N60°W测道约0.15Ω·m的下降变化和N30°E测道约0.1Ω ·m的上升变化,其对观测的影响非常小.同时2013年1月甘孜台两测道年变低值显著高于2008年以来各年的年变低值,在芦山地震前呈同步的上升变化,但是与汶川地震前的下降变化相反,因此甘孜台自2012年的趋势上升变化是不是芦山地震的前兆异常还难以确定.     

阳原地电阻率观测分析

由于大秦铁路横穿测区,夏季降雨时电极与铁轨形成通路,对地电阻率观测造成较大影响,使观测精度下降。ZD8M观测系统远离铁路并深埋电极后,可以减小地表降雨及地下水位对地电阻率观测数据的影响,使观测精度提高。河北阳原地震台地电阻率观测系统较好,数据可靠、稳定、连续,观测时间较长,对晋冀蒙交界地区的成组地震有较好响应,对晋冀蒙及首都圈地区地震监测、预报、地震科学研究中具有重要意义。     

地电阻率三维影响系数及其应用

采用有限元数值方法,计算了对称四极装置观测时测区介质对地电阻率观测的三维影响系数分布。计算结果表明,表层介质整体影响系数为正和为负时,表层介质各区域影响系数的分布形态相近,不同层状电性结构三维影响系数分布形态也相似。在地表二维平面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。沿测线垂直剖面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似半椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。在三维空间上,观测系统布设于地表时影响系数为负的区域位于供电电极和测量电极间的近似半椭球区域,影响系数在靠近电极附近显著大于其余区域。在测区地表局部介质电阻率发生变化时,可依据影响系数分布定性地分析其对地电阻率观测的影响,为进一步实验和数值模型定量分析提供参考。     

电极布置方式对高密度电法探测分辨率的影响

高密度电法据观测到的视电阻率数据及其反演后的电阻率剖面来推断地下地质结构.传统高密度电法受限于测线长度和电极装置,存在着一些弊端,如探测深度较浅,在测线端点处分辨率差,并且分辨率随深度增加而下降,特别当存在浅层低阻屏蔽时,电流难以向深部传播,分辨率降低.针对上述问题,为提高高密度电法探测的分辨率,本文介绍了一种新型高密度电法野外布极方式:多电极埋入技术(Multi-Electrode Resistivity Implant Technique,MERIT).通过室内模型测试和野外实地检验,将其与传统高密度电法排列进行比较,结果表明MERIT布极方式在测线端点处和地下深部分辨率有显著提高.在相同测线长度下,探测深度增加,对低阻体的反映更灵敏,受到低阻屏蔽效应减小,能够反映深部更丰富的地层信息.故MERIT能够有效地克服传统高密度电法探测存在的缺陷,有效提高探测的分辨率.     

新疆和田地震台地电场电极更换前后观测资料对比分析

2015年10月,对和田地震台地电场测区内的所有电极进行更换,简要介绍电极的更换过程,并从数据相关性和差值方面评价更换前后的数据资料。分析表明,电极更换后的观测数据质量有较大提升,但测区内农田灌溉和外线路老化成为影响数据质量的主要因素。     

井下地电阻率观测中地表电流干扰影响计算

本文把地电阻率台站地下介质简化为水平三层均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流,针对对称四极观测装置,计算了在不同电性结构中的不同深度观测时,地表电流干扰源对对称四极装置地电阻率观测的影响,计算得到:地表干扰源对电阻率观测的影响取决于电性结构的类型和层参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离.本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构的选择、电极埋深、干扰源避让距离等有参考意义.