双分量广域电磁法在深埋隧洞工程勘察中的应用

广域电磁法是一种高效、抗干扰能力强的电磁勘探方法,常规E-Ex观测方式仅处理单分量信息,不利于复杂构造区勘探应用。开展E-Ex及E-Ey双分量观测与解释,是提高勘探精度的有效途径。为测试双分量广域电磁法的应用效果,本文以西南地区卡拉水电站深埋隧洞工程勘察为例,阐述和说明了双分量广域电磁法的基本原理、数据采集方案、数据处理及反演方法,获得了目标洞线剖面的双分量广域视电阻率及其二维反演模型;结合地质资料,对反演模型进行了推断解释。结果表明,双分量广域电磁法反演模型准确反映了目标剖面的主要电性结构,较好揭示了断裂及破碎带的位置和倾向;与常规E-Ex单分量观测相比,E-Ex及E-Ey双分量广域电磁法可在少量增加施工成本的基础上提供双倍的观测数据量,具有高效及可用信息多等优点,有利于提高复杂构造区勘探精度,是深埋隧洞勘察的一种有效手段。     

基于频点CSAMT一维最小构造反演

传统CSAMT线性反演方法,往往存在对初始模型依赖性强和对某些低阻薄层反映不灵敏的弱点,这里在CSAMT最小二乘反演的基础上,在目标函数加入光滑约束条件,构成最小构造反演。另外,根据频点个数和地表电阻率来构建初始模型,使反演的初始模型更加灵活、简单、合理、更易应用于实际数据处理中。     

斜入射平面电磁波的视电阻率及其影响

传统的大地电磁法及音频大地电磁法都假设平面电磁波垂直入射地球表面,且忽略位移电流的影响.实际中,电磁波并不总是垂直入射地球表面,在某些情况下,位移电流也不可忽略.本文以新的方式推导了全电流条件下平面电磁波倾斜入射层状介质表面时的波阻抗公式,分析了位移电流、入射角、磁导率以及介电常数对TE和TM模式视电阻率之间相对差别的影响.结果表明:电磁波垂直入射地球表面时,TE和TM模式视电阻率相等,该特性与位移电流大小、磁导率和介电常数变化无关.当位移电流可忽略时,TE和TM模式视电阻率相等,该特性与入射角、磁导率和介电常数变化无关.当电磁波倾斜入射且位移电流不可忽略时,TE和TM模式视电阻率不相等,两者的差别随位移电流和入射角的增大而增大且与磁导率和介电常数有关.一般地,当位移电流超过传导电流的5%时,其影响就不可忽略.因此,实际数据处理及反演解释中,对特殊地质条件或频率很高时,应考虑位移电流、入射角、磁导率以及介电常数对TE和TM两种视电阻率模式之间差异的影响,否则可能得不到正确的结论.     

基于非结构化网格的任意复杂2D RMT有限元模拟

射频大地电磁法(RMT)是以潜艇天线发射的射线源等作为场源的一种地球物理勘探方法,目前被广泛应用于近地表工程和环境地球物理勘探.RMT数据解释常采用基于静态假设的大地电磁法(MT)程序,往往会反演出不真实的浅层目标体.为解决这一长期困扰RMT资料解释的问题,本文实现了考虑位移电流的RMT有限元数值模拟.为了处理任意复杂模型,如起伏地形,非结构的三角形网格被用于离散RMT模型.首先通过算例对比,验证了程序的正确性和可靠性.通过Dike模型讨论了空气层厚度对RMT数值解的影响,结果表明当空气层厚度大于1/4波长即可满足精度要求.以山脊模型为例计算了位移电流对RMT响应的影响,表明位移电流的影响会随着山脊高程的增加而增大.最后通过舒家店实际模型进一步验证了位移电流在RMT中的重要性.