五极纵轴激电测深三维有限元正演模拟

本文研究了五极纵轴激电测深三维有限元正演模拟方法。首先,从三个点电流源总电位的边值问题出发,导出了异常电位的边值问题,证明了与异常电位的边值问题对应的变分问题。然后,基于三维连续电性介质模型,推导了有限元法求解变分问题的计算过程,编制了五极纵轴激电测深的三维模拟程序。最后,通过模拟水平层状介质模型的五极纵轴激电测深曲线,发现最大相对误差小于0.25%,耗费时间为18 s;从精度和效率的角度验证了算法和程序是正确的,为后续模拟复杂地电模型五极纵轴激电测深曲线、分析曲线异常特征规律以及开展反演工作奠定了基础。     

烟圈反演和视纵向电导解释方法对比

基于浮动薄板理论,研究瞬变电磁场层状介质中视纵向电导的计算方法,利用遗传算法代替常用的阻尼最小二乘法来获取关键参数。进行“烟圈”反演计算,并分别采用3层H (K)型和4层HK型地电模型对比视纵向电导曲线和电阻率—深度曲线。结果表明,“烟圈”反演具有不需初始模型、计算简便等优点,在定性反演方面,视纵向电导解释方法可以更准确地划分电性层,且能够比较直观地体现电性变化趋势。      

定量解释电测深曲线的两种回归分析法

在定量解释电测深曲线的工作中,由于野外地电断面情况复杂或电测深曲线电性分层不够明显,测区内电性参数的变化又往往难以掌握,因此,不少测区理论量板法的解释误差相当大,故有必要研讨定量解释的新方法。      

探地雷达数据的S变换时频分析

S变换自问世以来,凭借其优越性已经被广泛地应用于数字信号处理中。对模拟的探地雷达数据和实测的探地雷达数据进行S变换时频分析。其中探地雷达数据的模拟采用时域有限差分法,地电模型为层状介质,通过S变换时频分析,可以更有效地区分薄层状介质。对实测的探地雷达数据进行S变换时频分析,去除了部分噪音干扰,突出有效信号,图像更直观,易于图像的解译。     

温纳偏置电测深法压制表层电性不均匀体影响的研究

巷道底板浮煤等电性不均匀体及厚度变化是造成煤矿井下电测深曲线畸变的主要因素。通过模型实验研究了温纳偏置电测保法压制浮煤等表层电性不均匀体影响的能力。用感度分析法讨论了表层电性不均匀体产生地电干扰的机制。实测结果表明，该方法改善了电测深曲线质量，有效地提高了电测深法地质应用效果。     

基于Lévy飞行的粒子群算法在大地电磁反演中的应用

粒子群优化算法在大地电磁测深反演中相较于一般的线性反演算法具有多种优点。然而标准粒子群算法在多维优化问题中存在早熟问题,为此,采用基于Lévy飞行随机游走策略的优化粒子群算法来处理局部最优解,增加寻优能力。通过对地电模型的反演对比表明,改进后的粒子群算法相较于标准粒子群算法适应度值下降速度更快、寻优能力更好。最后将该算法应用于已知钻孔旁实测数据,结果较好,表明该算法具有较好的实用性。     

基于BBO-PSO混合优化算法的探地雷达波形反演

探地雷达反演问题是高度非线性的,采用线性反演方法往往难以获得较好的反演效果,因此提出了将生物地理学优化算法同粒子群优化算法相结合的混合非线性反演方法。将该方法用于探地雷达时间域波形反演,采用时间域有限差分方法进行正演,以信号的均方误差函数作为目标函数,并针对波形反演的特点,在目标函数中加入波形的导数拟合差作为约束项,实现了结构层厚度和介电常数的波形反演。对比经典粒子群算法和生物地理学优化算法在多层介质仿真数据的一维波形反演中的效果,验证了该改进算法的有效性和抗噪性。     

电阻率测深一维反演的曲线对比法

本文对佐迪的电测深自动解释方法进行了改进，采用新的方法建立初始反演模型。将电测深实测曲线转变为纵向电导——深度曲线，由ｄＨ／ｄｓ得出电阻率——深度的初始反演模型。通过把初始反演模型得到的视电阻率曲线与真实地电模型的视电阻率曲线进行对比，来校正初始反演模型电阻率，校正后的反演模型的视电阻率曲线与真实模型的视电阻率曲线拟合程度有所提高。如此反复进行多次校正，获得与其实地电模型更接近的最终反演结果。模型试验和实际例子表明，该方法的反演拟合误差一般均小于１％，模型试验可达到０．１％。     

基于两步变异差分进化算法的激电测深一维反演

激电测深一维反演是一个多参数非线性优化问题。本文基于改进的两步变异差分进化全局最优化算法实现了激电测深的一维反演。传统的差分进化算法包含变异、交叉和选择操作,变异为单步变异。本文提出的两步变异法分步将最优个体与随机选取的两个个体经变异后产生新个体。加强了最优个体的影响度,提高了全局寻优能力。通过模型试算结果表明,两步变异法比传统方法寻优能力更强。利用等效电阻率法加载极化率参数,通过数字滤波算法可快速正演计算层状模型表面激电测深电阻率曲线,在此基础上应用两步变异差分进化算法不断变异产生新个体,正演计算电阻率与观测值进行拟合,选择适应度值趋近于最大适应度值的个体作为反演结果。本文反演方法操作简便,计算速度快。通过对H型和KH型地电模型进行计算,得出本反演方法有较高的拟合精度。     

基于简单模型的大地电磁测深法薄层识别与约束反演

薄层识别一直是大地电磁测深法(MT)数据反演解释的重点和难点.约束反演能有效提高大地电磁测深对薄层的识别能力,这里采用在井资料约束上覆地层与围岩的电性条件下,进行MT约束反演.通过约束浅部地层,提高对深部地层的反演识别能力,达到对目标层的准确识别与精确探测.通过模型设计与计算,讨论了地电参数约束类型、约束数量、以及测量...     

改进型粒子群算法及其在GPR全波形反演中的应用

探地雷达作为高精度的物探工作方法,其主要目的是反演解释地下结构的物性参数。笔者提出社会学习型粒子群优化反演方法,它以信号均方误差为目标函数,用时域有限差分方法作正演,并且针对反射波信号较弱、反演效果不佳的情况设计了对正演结果进行振幅补偿的方法,对反射波的振幅进行增益,以提高反演精度。通过与经典粒子群优化反演方法的结果对比,说明了该算法在准确度以及效率方面都有相当大的提高。经过分析多层介质仿真数据的一维反演结果,说明了该算法对多参数反演的有效性和良好的抗噪性。     

江苏阴平、华冲地区第四纪古河道电性特征研究

从电性、电测深曲线类型和地电结构研究入手,利用电测深技术对江苏东北部阴平、华冲地区第四纪古河道进行了推断解译,指出区内第四纪古河道发育在朱墩—桑墟以东地区,埋深25～50m,尤其是50m左右古河道内砂层颗粒粗、层厚且富水。     

层状介质探地雷达信号Q值估计及反Q滤波

利用多层常Q模型描述层状介质探地雷达信号的衰减,并应用谱比法,通过求均方根Q值求得了层状介质每一层的Q值。将波场延拓理论应用到探地雷达信号的反Q滤波数据处理中,其步骤为：假定地下Q模型为多层常Q结构,对每个常Q层,将地表波场记录直接延拓到当前层顶部;在常Q层内对延拓后的波场在时频域采用广义S变换,对信号进行反Q滤波;对滤波结果求广义S反变换,得到反Q滤波后的时域信号。最后利用本方法对合成的3层探地雷达衰减记录和实验得到的2层探地雷达衰减记录进行了振幅和相位补偿,验证了该算法在探地雷达反Q滤波中的正确性和有效性。     

反斜率法在施伦贝尔热电测深装置中的解释应用

本文将反斜率法推广应用于解释施伦贝尔热装置测得的电测深曲线,算法简便.将理论模拟计算所得的电阻率曲线(或数据),用反斜率法求得电性层参数,然后与模拟计算的电性层参数对比,两者有较明显的对应关系.最后以实例说明此法在定性一定量解释方面都有一定的优点.     

可控源音频大地电磁法方位非各向同性层状介质Occam反演

目前,可控源音频大地电磁法测深资料反演主要基于各向同性介质,在复杂的地电体中,由于岩石裂隙或矿物形状等原因使得在各个方向的电阻率不同。本文主要探讨更为符合实际地质体情况的方位非各向同性层状介质在正交水平电偶源激发条件下的可控源音频大地电磁数据的反演。运用Occam反演方法,实现了可控源音频大地电磁法方位非各向同性层状介质反演。构建理论地电模型,通过理论模型合成数据的反演算例检验了所实现的可控源音频大地电磁法方位非各向同性层状介质反演算法的有效性和稳定性。同时,不同数据的反演结果表明:方位非各向同性介质的反演应同时使用视电阻率ρ_(sxy)、ρ_(syx)和相位φ_(xy)、φ_(yx)数据。     

近区组合波频域电磁测深视电阻率分析

双频组合波电磁测深视电阻率是利用双频电磁波进行地电探测的一种新方法。本文通过对各种典型地电模型视电阻率曲线分析,进一步证明了该视电阻率是进行近区频域电磁测深的一种行之有效的方法,它是电磁响应的单值函数,能客观反映地电断面的电性变化规律。具有压制背景场、突出地电异常的功能。它所表现的对地层的分辨能力和各种特性符合测评的要求。     

激电测深在江西某矿集区穹隆构造勘查中的应用

文章简述了激电测深在江西某矿集区穹隆构造勘查中的应用。通过在穹隆构造上布设剖面,开展大功率对称四极激电测深,结合矿集区岩矿石标本的电参数以及地质资料,对测深剖面进行了电阻率/极化率2.5维反演与推断解释,根据不同电性特征,成果大致反映了该区的地电结构分层情况,对该穹隆构造的地层单元界线划分有所体现,激电异常对深部寻找隐伏岩体具有一定地质指示意义。     

综合物探技术在城市地下空间探测中的应用

通过对以往开展的“成都市城市物探”项目电测深原始资料进行二次开发利用,同时结合“成都市城市地下空间资源地质调查Ⅳ标段”在中心城区开展的地震工作成果,为构建成都市中心城区300m以浅地层分层结构模型提供依据。首先对收集的钻孔资料及对应物性特征进行对比分析,第四系以及基岩共划分为5个电性层、7个波速层;然后利用K剖面法,对测深点的视电阻率曲线和K值曲线与对应的钻孔岩性进行定性分析,建立不同形态电测深曲线与地层层位的对应关系;最后利用AGI1D反演软件,将反演解释的不同电性标志层位与钻探成果进行对比分析,认为电测深定量反演解释结果可靠,能准确的识别富水砂砾卵石层厚度和膏盐（石膏）层的顶界面。在对电测深资料定性和定量分析的基础上,结合地质钻孔、测井资料、二维浅震解译成果,综合解译地质层位。从而实现以电测深成果作为存量物探数据建立概略地质模型,以二维浅震勘探成果和钻孔资料作为增量物探数据,在部分地段对地质模型进行精细化分层,从而弥补二维浅震和钻探空白区地质模型精度不足的缺陷。     

三层倾斜层的电测深曲线正演计算与解析

本文是探讨三层倾斜层的直流电测深问题。文中通过三层倾斜层的数学模型,就各种参数(第一、二倾斜层的倾角及各倾斜层的电阻率值变化,测线平行、正交、斜交于倾斜层走向)进行了大量的电测深正演计算,并对正演计算结果加以探讨。计算结果表明,其值与三层水平层测深结果有较大的差别,如曲线的尾支渐近值差异,垂直倾斜层走向布极的测深曲线产生畸变,以及在某些地电参数下,测深曲线无法正确地反映地下的地电断面等。因此,在野外实际工作中,对于利用三层水平层的理论计算结果来解释三层倾斜层时,必须注意其解释误差。     

电测深曲线的数字滤波计算法

在实际工作中,对水平层状介质地电断面上的电测深曲线的正演研究,往往是通过步骤繁琐。精度低和人为误差大的图解构组法来完成。近年来,随着电法数字处理理论的研究和计算技术的迅速发展,开始采用线性数字滤波的方法用电子计算机计算各种类型的电测深曲线,并已取得了相当理想的效果。但是,由于野外条件的限制,需要有一种能采用简单手工计算正演电测深曲线的方法,以取代图解构组法。本文介绍两种利用不同滤波系数电测深曲线数字滤波计算法。