地下隐蔽水库的高密度电法探测研究

地下空间开发过程中,要尽量避开地下已建成的建筑物和市政设施,然而由于各种原因造成地下已建成的建筑物、市政设施等具体位置不明确,形成为地下空间开发过程中的障碍物,对设计和施工造成不利影响.高密度电法具有成本低,效率高,信息丰富,解释方便等特点,威为解决这些地下障碍物问题的物探方法之一.为了探测在地铁选线过程中遇到的地下隐蔽水库,选用了高密度电法进行探测,并且依据调研到的资料建立了正演模型.模拟结果表明高密度电法可以圈定地下隐蔽水库的边界范围.最终的探测结果和正演结果基本一致.这说明在地下空间开发过程中采用高密度电法探测地下隐蔽水库具有可行性,探测的结果能为设计和施工提供参考依据.同时,在探测实施时根据已知条件进行正演模拟有助于解译高密度电法实测结果.     

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.     

高密度电法与瞬变电磁法在戈壁区找水的联合应用

为准确掌握地下水资源的动态变化,有效支撑生态环境的可持续发展,在新疆哈密某矿集区利用高密度电法与瞬变电磁法联合进行物探勘查,对地下含水层与隔水层进行预判。经验证,高密度电法与瞬变电磁法的组合,有效指导水文钻探施工,为同类地质条件下物探手段的选取和应用提供参考。     

综合地球物理方法在水源区环境地质调查中的应用研究——以丹江口水库为例

丹江口水库以上的汉江流域是南水北调中线核心水源区,地下水调查是水源区环境地质调查的重要组成部分,笔者采用综合地球物理方法对地下水调查进行研究,研究结果表明:高密度电法在圈定隐伏断裂、地层岩性、岩溶发育区效果明显,反演电阻率可以优化垂直激发场计算;地面磁共振方法能够弥补高密度电法对地下水分辨率低的缺点,精细刻画地下水文地质特征,为构建水源区地下水格架提供参考依据.同时,笔者探索了高密度电法与地面磁共振方法的地球物理方法组合在水资源调查中的优越性.     

高密度地震映象勘查方法及应用实例

介绍了高密度地震映象勘查方法，论述了其不同于常规浅层地震反射波法的特点；并通过陆上和水域3个工程地质勘察实例¾地下空洞勘查、江底沉船探测以及河道淤泥层厚度调查，阐述了该方法技术的应用效果.      

岩溶区地下溶洞综合物探探测试验研究——以福建省永安大湖盆地为例

基于隐伏岩溶区地下溶洞的发育特征对城市开发建设的影响,利用综合物探方法开展灰岩区地下溶洞探测试验研究,获得地下溶洞探测物探方法的有效性具有重要的理论意义和应用价值.通过对包括福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁在内的三条综合物探剖面选用电测深法、高密度电法和微动探测法进行试验,并与钻孔资料进行对比分析、总结各种方法的岩溶物性特征,为探测地下溶洞提供物理依据.试验结果表明:区内地下溶洞在电测深和高密度电法勘探结果上主要表现为低阻异常,在微动探测成果上表现为S波速度低速异常;视S波速度为300～850 m/s及视电阻率小于100Ω·m的半圈闭低阻异常,可作为研究区判断地下溶洞的地球物理依据.上述三种地面物探方法探测地下溶洞的有效性依次是:电测深法高密度电法微动探测法.对隐伏岩溶大范围进行地面探测时应结合测区的实际条件(如地质构造、地下水、溶洞充填物等情况)选用综合物探方法,并进行对比映证,从而揭示研究区的隐伏溶洞的分布发育规律,以此来指导岩溶区工程勘察,为钻探孔布置提供地球物理依据,减少钻探工程量和缩短探测周期.     

高密度电法测试在苏州地区工程勘察中的应用

简要介绍了高密度电法的基本原理和特点,结合昆山新久力厂房工程古河道探测的实例,分析了工程概况,剖面布设,参数选择和勘探结果。并结合钻孔资料对电法勘探推测结果进行了验证。根据探测实例,认为,高密度电法测试在苏州平原地区与钻孔结合运用,可以快速、有效地判别地下古河道、洞穴等不良地质隐患。     

高密度电阻率法和瞬变电磁法在煤田采空区勘查及注浆检测中的应用

从煤矿采空区诱发的地质灾害对国民经济建设的危害和采空区探测与治理的现实意义出发,总结了煤矿采空区探测中的地球物理方法技术现状,分析了开展煤矿采空区地球物理探测的物性差异前提.在简要介绍高密度电阻率法和瞬变电磁法基本原理的基础上,结合我国新疆某地区的探测实例,研究总结了高密度电阻率法和瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用效果.结果表明,由于煤矿地下采空区和未采区之间存在有明显导电性(电阻率)差异,使用高密度电法和瞬变电磁法综合勘察煤田采空区效果较好,工作区120 m以上浅部采空区采用高密度电法探测,其定量解释结果精度较高,而100~350 m深度范围内采用瞬变电磁法探测作定量推断解释效果较好.文章还结合应用实例探讨了利用高密度电阻率法评价煤矿采空区注浆治理效果的可行性.     

宝昌地震台地电阻率电性结构特征

使用高密度电法和电测深法,对内蒙古宝昌地震台地电阻率场地进行实地测量,获得该场地电性结构特征参数,判定该台地电测区结构属于KH型,并结合钻孔柱状图,获得该台地下介质水平层状电性结构模型,发现地层厚度呈不均匀分布,总体较为连续、完整,可为今后该台地电阻率异常提取、异常识别及观测精度提高等提供基础数据。     

浅谈高密度电法在隐伏断裂探测中的应用

高密度电法基本原理与传统电阻率法相同,因此高密度电法也被称作是直流高密度电阻率法。近年来该方法被广泛的应用在重大工程场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域。本文阐述了应用高密度电法对金州断裂普兰店一九寨段进行详细勘查,检验该方法的准确性、可靠性、适宜性及抗干扰能力。     

离石北部北川河阶地特征及其新构造指示

详细研究了离石北部一带阶地的地层地貌特征,并尝试对吕梁山山体的隆升进行分析探讨。结果表明,晚更新世以来该区有过三次间歇性隆升,并且三级阶地形成以来即晚更新世早期山体隆升相对快速强烈,二级阶地形成以来即晚更新世晚期至全新世时期山体隆升处于相对缓慢的过程。     

地震和波浪作用下表面波条件对海水动水压力的影响

地震动斜入射条件下海洋场地简化为理想流体海水-两相介质海床-弹性固体基岩系统模型,通常假定为静水液面条件。本文以地震动SV波为例,推导了表面波条件下海洋场地动力反应解析解,研究了表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,表面波频率在大于0.5Hz时对海水动水压力几乎无影响,在小于0.5Hz范围内有影响,且越接近水面、频率越低时影响越显著。实际地震动卓越频率通常大于0.5Hz,因而地震动作用下采用忽略表面波条件的静水液面假定是合理的。进一步结合线性波浪理论,研究SV波和波浪联合作用下表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,由于波浪属于低频荷载且频率通常小于0.5Hz,在地震和波浪联合作用下表面波条件的影响较地震单独作用更为显著。     

西昆仑东段震源机制和构造应力场特征

本文利用新疆测震台网记录的宽频带波形数据，采用CAP方法反演西昆仑东段2010年1月—2018年12月M_S≥3.0地震震源机制，并结合研究区早期的震源机制数据分区反演构造应力场。结果表明:研究区地震破裂类型以逆断型和走滑型为主，其次为正断型，过渡型最少；震源机制节面在NWW向存在明显优势分布且倾角较陡，压应力P轴在NNE向有优势分布且倾角较小，张应力T轴在NW-SE向有优势分布且倾角较小，说明研究区总体上主要以NNE向的水平挤压和NW-SE向水平拉张作用为主；西南区域应力结构为走滑型，东北区域应力结构为逆断型，最大主应力轴σ₁方位的最优解都呈NNE向，但西南区域更偏东，东北区域水平作用更明显。东北区域的应力形因子R值较小，体现该区域的物质隆升相对于西南区域物质隆升分量大。     

2017年9月4日河北临城M_L4.4地震震源深度测定

震源深度是地震定位中的重要参数之一。对于一个地震,sPn与Pn震相到时差是一个常量,与震中距无关,只与震源深度和地壳模型有关。基于该理论,以河北数字台网数据为基础,识别sPn震相和Pn震相,计算2017年9月4日河北临城ML4.4地震震源深度,结果为6.86km。双差定位法是目前确定震源深度比较精确的方法,双差定位得到的震源深度为7.01km。双差定位法所用数据量比较大,计算过程繁杂。利用sPn与Pn到时差计算震源深度的结果与双差定位法结果接近,计算快速、简单,所需数据量小。因此,将该方法应用到实际工作中,可以快速、准确地测定近震震源深度。     

Analysis on responding ability of well-aquifer system to precursors

Introduction Response of water level of borehole to micro-dynamic information such as seismic wave, solid tide and air pressure, etc, had been paid attention to long before and many researches had been carried out. It is concluded that abilities of micro-dynamic recording are different for differ-ent observation wells and even for the same well, responses to micro-dynamic information with different frequencies are different. Long-period events (precursors) before strong earthquakes are recorde…     

恢复力模型中求突变折点的一种新方法

在结构弹塑性动力计算中,恢复力曲线是一个重要问题。简化的折线型恢复力模型虽然应用简单,计算工作量小,但是有个突出缺点,即存在很多刚度突变点,即折点,这给计算带来麻烦。本文针对这一问题,提出了一种折点处理新方法。利用结构动力学方程和线性加速度法等推导出求解折线型恢复力模型中加载点和卸载点两类折点的计算公式。该公式基于结构动力学方程推导而来,逻辑严密,结果可信,精度有保证。此外,计算突变折点出现时刻,仅涉及结构动力特性等几个已知量,计算简单,不需迭代,计算工作量小。而且加载点与卸载点两类折点的计算公式形式简单又统一,方便编程。     

GEOMORPHIC FEATURES OF EASTERN HIMALAYAN SYNTAXIS AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS

The eastern Himalayan syntaxis is located on the leading edge of Indian-Eurasian plate collision, and the uplift rate of Namche Barwa area is higher than that of the peripheral zones, which is considered as the core position of the eastern Himalayan syntaxis(Uplift Center).It is indicated according to the recent regional earthquake observation results that, the seismic activity is poor in the area of Namche Barwa, but with strong seismic activity in its southeast region. In order to study the current geodynamical characteristics of the eastern Himalayan syntaxis, the elevation frequency distribution and hypsometry curve of Namche Barwa area, its northwest and southeast as well as the northeast Assam area is analyzed using DEM data. It is shown according to the result that, the Namche Barwa area is in the mature stage of erosion and the regional tectonic uplift and denudation are in the highly balanced status. Influenced by plateau-climate weather effect, the denudation of this area is relatively poor, which indicates that the uplift of the Namche Barwa area is relatively slow at present. The geomorphology in the northwest and southeast as well as in northeast Assam is in young evolutionary phase, belonging to erosive infancy, and the geomorphology of northeast Assam is closer to the early stage of infancy. The geomorphic evolution stage on northwest side reflects that the regional erosion is poor and it still belongs to plateau-climate area; Influenced by south subtropical monsoons, there is rich rainfall in the area from southeast Namche Barwa to Assam area, and this area still belongs to erosive infancy, even the geomorphic development degree of northeast Assam is lower as it suffers from strong erosion effect, which means that the tectonic uplift in east Namche Barwa is very intensive, and the northeast Assam has the highest uplift rate. It is considered according to the research that, under the mode that India Plate moves towards the north at present, the core position of the eastern Himalayan syntaxis(Uplift Center)moves towards the southeast, and the new core position may be located in northeast Assam, where there is intensive regional tectonic uplift with high potential of great earthquake.     

基于Bishop条分法的多点多向地震动作用下边坡稳定性分析

以人工合成的多点、多向地震加速度时程作为地震动输入,基于Bishop条分法推导了地震边坡稳定安全系数的表达公式。在此基础上,针对某一具体算例,分析了不同地震峰值加速度下的不同坡高边坡稳定安全系数的变化规律,并与单点、单向地震动输入的结果进行了对比。结果表明,对于本文给出的算例,在坡高与地震峰值加速度都相同的条件下,多点、多向地震作用下的边坡安全系数要大于单点、单向作用下的安全系数;当坡高小于30 m、地震峰值加速度小于0.1 g时,多点、多向地震动作用下的边坡安全系数与单点、单向相差不大;当坡高大于30 m、地震峰值加速度大于0.1 g时,多点、多向地震动作用下的边坡安全系数相对单点、单向要小36%以上,此时边坡稳定性评价必须考虑地震动的多点、多向特性。     

位场曲化平积分方程的迭代解

提出了位场曲化平的新方法. 给定观测曲面S上的位场、S对下方水平面P的相对高程,确定P上的位场. 利用由P向上延拓到S的积分式,建立这两个面上位场及相对高程三者所满足的方程,它是第一类Fredholm积分方程. 用Fourier逆变换式把这一空间域积分式化为波数域积分式,再由指数函数的Taylor展开进一步化为级数式. 积分方程的解采用逐次逼近法迭代计算,即用S上的位场观测值作为P上位场的初始迭代值,用导出的级数式求得S上的位场计算值、由S上的位场观测值与计算值之差校正P上的位场,多次迭代,直到满足迭代终止准则. 我们还给出该积分方程的波数域迭代计算方法. 模型算例表明,重力异常曲化平的均方差和磁异常曲化平的均方差分别为0.0008 mGal和0.0019 nT,在主频为2.26 GHz的笔记本电脑运行,2048×2048数据量,计算时间是975 s. 野外磁场实际资料处理也证实这种方法的有效性.     

基于磁通负反馈结构的高灵敏度感应式磁场传感器研制

感应式磁场传感器广泛应用于地球物理电磁勘探仪器,但也是阻碍我国地球物理电磁勘探仪器装备研发和推广应用的瓶颈技术.在我国SinoProbe计划中"地面电磁探测(SEP)系统"项目支持下,我们研制出用于大地电磁测深(the Magnetotellurics MT)方法的高灵敏度磁场传感器.研制过程中,采用磁通负反馈技术,增强传感器系统工作稳定性;采用斩波稳零放大电路技术,有效降低低频1/f噪声对传感器灵敏度的影响;采用高磁导率合金材料,增加磁场传感器的灵敏度.最终,MT磁场传感器工作频率范围为1 m√HZ ~1 k√HZ ,噪声水平0.1 √HZ 时为1.5 pT/√HZ ;1 √HZ 时为0.15 pT/√HZ ;10 √HZ 时为0.03 pT/√HZ ;长度96 cm,重量≤6 kg.理论和测试结果表明:与同类产品比较,本文研制的感应式磁场传感器在≥10 √HZ 时,平均噪声水平从150 fT/√HZ ,下降至30 fT/√HZ ,噪声水平更优,测量精度更高,能够更好地满足MT方法的需求.