基于ANSYS的采动围岩视电阻率动态变化模拟

以煤层开采引起的顶底板岩层变形破坏理论及岩、矿石导电性的影响因素为理论依据,在顶底板岩层破坏分布范围的基础上,可以将煤层顶底板分别划分为若干个电性区段并建立地电模型。利用ANSYS软件进行有限元分析,通过视电阻率等值线图总结分析煤层开采引起的视电阻率变化规律,对视电阻率的变化状况进行分析,可以解决一系列的矿井地质问题,从而能够指导煤矿安全高效的生产。     

利用水井视电阻率确定含水层分布

为加强地下水管理,摸清区域含水层分布,介绍了利用现有水井,应用物探方法测量其剖面视电阻率曲线,确定含水层分布的方法。     

球体上单极梯度测深视电阻率异常特征及应用

本文给出球体上单极梯度测深装置的ρ_s表达式及理论曲线,讨论了视电阻率异常特征及与各参数之间的关系。通过两个实例,探讨了该方法的应用效果和特点。单极梯度视电阻率测深在等轴状地质体上具有简单的高阻或低阻异常,异常大小和地质体的参数密切相关;在地面障碍物多的地区开展工作,相对对称四极电测深、五极纵轴测深有明显优势;在均匀介质中存在独立等轴状地质体时,单极梯度测深曲线出现单峰值异常;相对于四极测深其勘探深度较小受地表起伏及表层不均匀干扰大。     

频率域电磁法中视电阻率全区定义

视电阻率定义在电法勘探中得到广泛的应用。目前在频率域电磁法中常常采用远区视电阻率定义。由于在频率域中收发距并非足够大,以致在低频段远区定义视电阻率往往不能反映地下电阻率值。我们定义全区电阻率及引入校正系数K,经二层三层模型及野外实测资料的计算,证明了方法的有效性。     

电阻率测深法在云南省玉溪市抗旱找水定井中的应用

介绍了在云南玉溪抗旱找水定井的工作实例,在地质、水文地质调查工作的基础上,采用电阻率测深法在重点地段开展工作,在充分分析、研究含水层电性特征的基础上,对实测电阻率测深曲线进行对比解释,最后确定井位,通过所施工钻孔验证了物探推断成果符合实际,并且单井涌水量均大大超出当地所需水量,取得了良好的水文地质效果,得到了当地政府及...     

基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的探测精度。为解决该方法对钻孔径向异常体的准确定位解释难题,通过三维正演总结了其水平分量异常响应特征,提出了异常体象限确定准则,研究了根据水平分量幅值和异常象限综合求取异常体工具面角的计算方法。将由垂直分量计算得到的每一个视电阻率视为独立异常体,基于K-means聚类算法对相应的水平分量异常曲线特征值进行二分类,实现了全数据集的视电阻率象限自动划分,结合异常工具面角算法研究得出钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法。最后计算了三维数值模型的立体成像结果,对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好效果。结果表明:基于K-means聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑。     

计算规则形体视极化率的PC—1500程序

在进行激发极化法勘探中,视极化率(η_s)是反映大地激电效应的重要参数,所以在对激电资料解释中对场源引起的视极化率(η_s)异常作正演计算是必不可少的。为适应野外队的需要,本文列举了两种几何形体(板状体和椭球体)的视化率(η_s)的计算公式及在PC—1500机上实现的源程序,采用BASIC语言计算了这两种规则几何形体视极化率(η_s)的理论曲线,并与实验实测曲线对比,效果良好。该程序适合野外队激电资料初步解释,简便、快速、实用。     

跨孔视电阻率异常特征的提取和识别

讨论了奇异值向量作为二维数字图象特征的理论依据并用于跨孔条件下视电阻率异常信息剖面图。对位于钻孔剖面内的三维椭球体模型,利用系统正演结果所建立的样本集,进行了视电阻率异常信息剖面图的奇异值特征提取和识别,取得了满意的初步结果。     

三维电阻率概率成像法研究

电阻率概率成像法是利用地表电场的测量值与电场扫描函数进行归一化的相似程度作为概率的成像方法。根据概率论的基本理论,引入幂函数并推导了电阻率异常发生概率函数。通过数值模型实验对此方法进行了验证,对多个孤立异常体和凹陷模型进行了概率成像。通过对浙江某地实测资料概率成像结果与常规最小二乘法反演结果进行比较表明,三维电阻率概率成像法能较好地分辨地下地电结构。     

三峡库区麻柳林滑坡变形特征及演化模拟

在库水位波动和降雨作用的共同影响下，库岸滑坡的变形规律往往更为复杂。以三峡库区麻柳林滑坡为例，基于野外调查、钻探编录、深部位移监测以及数值模拟等手段，分析了库水位波动和降雨作用下滑坡变形特征及演化规律。结果表明:麻柳林滑坡在粉质黏土层和块石层交界处发育一个次级滑带，目前该滑坡主要沿次级滑带运动，导致次级滑动的原因与坡体物质的差异性有关；S_i(S_f)指标分析法揭示滑坡的滑带还未完全破坏，滑坡仍处于蠕变状态；根据三峡水库水位调度规律，将一个完整水文年划分为6个阶段，数值模拟结果表明滑坡在库水位缓慢下降阶段变形速率较小、在快速下降阶段和低水位阶段变形速率持续增大、在快速上升阶段和缓慢上升阶段以及高水位阶段变形速率则保持平稳。其中，降雨的直接影响和降雨导致库水位波动进而对滑坡变形造成的间接影响，使得麻柳林滑坡在低水位阶段的变形显著增加、稳定性最差，应加强该时段内滑坡的监测和预警。      

从地下水变化分析临汾地震台短水准异常的成因

利用深水井水位数据、龙子祠泉流量资料及临汾地震台短水准所在区域内的长观孔水位资料,分析临汾地震台及周边地区地下水整体变化状态,根据区域水位变化特征对临汾地震台短水准近年来出现的异常进行分析。结果表明,临汾地震台短水准测量场地周边区域地下水位在2011~2013年发生明显变化,与水准观测曲线变化趋势较为一致,水准异常时间滞后于水位变化2~3 a;而大范围水位上升尤其是浅水井水位明显上升主要是因为地下水开采量减少,非构造所致。水位上升引起平原区地面回弹的现象符合Terzaghi有效应力原理,即水位回升使孔隙水压力得到恢复,砂层回弹进而引起地面回弹,并引起短水准高差测值的变化。     

蓟县基准站长期重力变化特征研究

基于蓟县GNSS基准站1998~2018年近20 a的绝对重力长期变化资料，联合地面大地测量（绝对重力、GNSS）、地表及地下水文数据和GRACE卫星重力数据，计算并分析由地表垂直位移、地下水及地表水负荷等不同物理信号产生的重力效应，获取各影响因素的长期重力变化特征，并对结果进行深入分析研究，得出以下结论：1）蓟县基准站绝对重力近20 a的长期变化总体呈下降趋势，变化率为－1.64±0.53 μGal/a；2）2004~2017年井水位数据显示，蓟县GNSS基准站所在地区地下水水位呈现明显的下降趋势，变化率为－0.66±0.07 m/a，产生的重力效应为－1.94±0.22 μGal/a，是影响该点重力变化的最主要因素；3）综合分析蓟县基准站地面绝对重力和其他各因素重力效应的长期变化特征认为，该点存在每年0.43±0.58 μGal的重力上升变化，可能与首都圈地区上地幔顶部高密度物质的上涌有一定关系。     

青岛台体应变短周期气压系数变化原因探讨

青岛台体应变短周期(小于128 min)气压系数2018-01出现阶变，通过对观测系统、台站周边施工情况、监测环境等逐项现场核实，排除观测系统、周边施工的影响。利用离散小波变换和回归分析发现，钻孔水位的气压系数与体应变气压系数同步阶变，结合台站钻孔施工当天体应变钻孔水位变化、体应变趋势变化、其他相邻台站水位气压系数变化等数据认为，台站钻孔施工是导致体应变气压系数变化的原因，并定性分析其变化机理。     

瞬变电磁法在煤矿断层导水性勘查中的应用

煤矿断层导水是引起煤矿水害问题的主要因素之一,对煤矿断层的导水性勘查与评价是煤田水文地质研究中的重要课题,也是煤矿采区布置与安全开采必须解决的问题。在煤矿开采初期查明矿区内断层构造的空间分布及其含导水性,对指导煤矿安全生产具有重要的意义。在充分收集新安煤矿矿区地质、水文及物探资料的基础上,利用瞬变电磁技术,对区内断层等构造的含导水性进行了勘查,取得了良好的效果,为煤矿的开采设计和施工提供了参考依据,有效地预防了煤矿开采过程中安全事故的发生。     

十三陵地震台gPhone重力仪的仪器性能与水文响应分析

对安置于十三陵地震台的两台gPhone重力仪(109、118号)在2013-04~08的连续观测数据进行潮汐分析和提取重力残差处理。结果表明,gPhone重力仪监测到降水导致μGal量级的重力变化;gPhone重力仪获取的二阶重力残差变化与距离十三陵地震台15km的沙河地震台静水位变化之间存在4d左右延迟的正相关对应关系,显示了地下水位观测对重力观测解释的必要性。因此,有必要对我国的连续重力观测网补充地下水位观测,提高连续重力观测的数据处理精度。     

汶川台站地倾斜变化特征提取与分析

通过多项式内插、趋势项拟合、快速傅里叶变换以及稳健最小二乘估计,计算观测值对应数学模型的相关参数,利用求解出的数学模型分析地倾斜值的趋势性、周期性以及异常残差。分析认为,地倾斜值呈现趋势性变化的主要原因是内部应力的积累和释放,周期性变化的主要来源是周期性引力和外界的环境条件;连续的倾斜残差异常值出现后,有可能发生地震,且异常值持续时间愈长,地震发生的几率愈高;随着连续异常值的增大,地震的震级会相应提高。     

Comparative Analysis of Seismic Response Characteristics of Pile-Soil-Stnicture Interaction System

The study on the earthquake-resistant performance of a pile-soil-structure interaction system is a relatively complicated and primarily important issue in civil engineering practice. In this paper, a computational model and computation procedures for pile-supported structures, which can duly consider the pile-soil interaction effect, are established by the finite element method. Numerical implementation is made in the time domain. A simplified approximation for the seismic response analysis of pile-soil-structure systems is briefly presented. Then a comparative study is performed for an engineering example with numerical results computed respectively by the finite element method and the simplified method. Through comparative analysis, it is shown that the results obtained by the simplified method well agree with those achieved by the finite element method. The numerical results and findings will offer instructive guidelines for earthquake-resistant analysis and design of pile-supported structures.