关于频率电磁测深几个问题的探讨(二)——频率电磁测深探测深度的几个问题分析

分析了天然源频率电磁测深(MT/AMT)及人工源频率电磁测深(FEM/CSAMT)的探测深度及评估方法。人工源频率电磁测深在观测点侧面有发射源,分析其探测深度的有关问题比较复杂,除受地电断面和发射频率的影响外,收-发距(偏移距)的作用很大。考虑实际应用,在探测对象已定和仪器频率范围已知情况下,通过模拟计算研究了偏移距对探测深度的影响。将偏移距和频率、地电断面参数同时考虑,综合反映出场区对探测深度的影响,通过模拟计算出典型频率电磁测深曲线。曲线特征说明:近区场仅能做几何测深,只有满足远区或中区(过渡区)的条件才能实现频率电磁测深。人工源频率电磁测深探测深度的影响因素较天然源频率电磁测深多了偏移距的作用,其深度评估式应是经验的。所阐述的频率电磁测深的探测深度及评估方法是偏重理论的,并以此指导施工设计或作半定量解释;要更准确得出频率电磁测深的探测深度应通过正确的反演解释。      

铁磁形状记忆合金研究进展与展望（Ⅱ）：本构模型

阐述了铁磁形状记忆合金（Ferromagnetic Shape Memory Alloy,简写为FSMA）本构模型研究的重要性。以时间为顺序,重点介绍了FSMA本构模型研究的发展历程和研究现状。仔细分析了各种FSMA本构模型在理论基础、适用范围、精度以及复杂程度等方面的特点,讨论了各种理论应用于FSMA本构模型的局限性,指出了它们在面向应用时存在的问题。研究表明,由于FSMA兼具磁致形状记忆效应、热弹性形状记忆效应等多种独特性能,使对其本构模型的研究存在一定困难,进一步的研究还有待开展。最后指出,对既能揭示FSMA微观机理又能预测其宏观热磁力学行为的本构模型、描述FSMA所有特性的统一模型、面向应用的FSMA简化本构模型等问题,尚有待深入研究。     

超小净距隧道爆破振动现场监测及动力响应分析研究

以南京地铁超小净距隧道为工程背景,结合国内外现有研究成果和规范,研究确保小净距先行隧道安全稳定的后行隧道爆破施工控制技术。以现代信息化施工理论为依据,充分运用现场监控量测,对先行隧道爆破质点振动速度进行监测分析和施工中爆破采用减振和隔振两方面控制技术;最终现场监测结果表明,优化后的循环进尺、段最大装药量与分段爆破差等爆破参数设计合理,该爆破设计在施工中未对先行隧道安全产生较大影响;同时,通过三维数值模拟计算,得到先行隧道壁面的质点振动速度随时间的变化规律,所得最大振速符合规范要求,也再次验证了优化后的爆破设计是合理的。通过数据分析得出隧道边墙的切向和径向振速比拱脚相应振速大,爆破面前方先行洞衬砌受爆破振动的影响稍大于后方衬砌,临近爆破点的左线隧道衬砌表面振动大于远离爆破点的衬砌表面振动。该研究成果为本工程施工提供了科学依据与技术指导,也可为类似隧道工程的爆破掘进工程在理论和施工方法上提供参考借鉴。     

地质雷达在活动断裂研究中的应用

对于快速发生沉积和侵蚀的地区,断裂附近的古地震遗迹会很快被掩埋。获取这些地区断裂的位置、上断点的埋深和标志层的断距等方面的数据至关重要。本文利用地质雷达探测技术探测这些被埋藏的古地震遗迹。以北京平原区正断性质的新夏垫断裂和青藏高原东北缘六盘山地区逆冲性质的六盘山东麓断裂为实验区。通过探测发现,对于断裂两侧地表覆盖层主要为粉土或粉质粘土的新夏垫断裂,地质雷达可精确定位断裂通过的位置,指示上断点的埋深,但无法在地质雷达剖面上识别出各套地层。对于在T1基座阶地上通过的六盘山东麓断裂,地质雷达不但可以精确定位断裂的位置,而且可以在地质雷达剖面上识别出各套地层,进而求得断裂两侧基座的断距。     

2012年新疆新源—和静M_S6.6地震极震区地质灾害特征研究

通过叙述2012年6月30日新源—和静MS6.6地震极震区内地震崩塌、滑坡、地裂缝和碎石流4种地震地质灾害规模、分布特征,结合震前极震区内地质灾害分布类型和特征,将震前与震后的地质灾害特征进行对比分析,认为虽然此次地震极震区烈度仅为Ⅷ度,但发生的地震裂缝与地震崩塌等地震地质灾害具有独特性,应与该地区的地貌、地层岩性有关。     

基于地面磁信标的水平定向钻进实时定位方法

为提高非开挖水平定向钻进定位的精度和适用范围,提出一种基于地面永磁体信标的定位导向方法,在地面布置Φ50 mm×300 mm永磁体信标,永磁体轴线与水平面平行,利用钻具上安装的由5个三轴磁强计、1个三轴加速度计和1个三轴陀螺仪构成的传感器阵列测量磁信标在钻头附近的磁梯度张量解算钻头的位置.对该定位模型进行仿真实验表明该定位方法在深度和水平方向的定位精度均较高,理论上通过调整磁信标位置、永磁体数量、磁强计精度和基线长度在足够大的钻进深度和距离内保持定位误差小于1%,同时证明在有限钻具空间内基线相对越长,定位精度越高.实测实验表明环境干扰磁场对该方法的影响非常小,具有良好的实际效果.该定位方法满足非开挖水平定向钻进施工时的实时定位导向要求,操作简单,对场地条件要求低,大大提高了水平定向钻进定位的效率和适用范围.      

黔东南金矿与圈定的黔湘桂新元古代火山构造特征及地质意义

黔东南金矿地质勘查及找矿研究程度低,为之利用区域重磁资料,研究深部成矿环境,圈定区内可能存在一处大型的中心式喷发火山环形构造或隐伏岩浆岩体分布群。岩体异常北东向分布,覆盖面积广,组合形态复杂,分带特征明显,跨越黔湘桂三省区,主体异常在贵州,部分在湖南和广西,并受控于3条深大断裂,见中心环带、内环带、过渡环带、外环带,4带发育齐全,火山岩相配套出现,岩体异常分枝发育。研究发现天柱—锦屏—黎平及丹寨—三都与湘西会同—怀化等地区金矿,极有规律地分布于相应构造环带和地表背斜区及有利赋矿地层内,由内环向外环依次出现石英脉型、蚀变岩型、微细粒浸染型金矿。所圈定的潜火山构造或隐伏岩体群,将对黔湘桂交界地区地质特征及金矿成矿规律产生新的认识,具有重要的地质意义。     

基于Fisher判别分析和质心距评价法的矿井水源判别

矿井突水是影响煤矿安全生产的灾害之一,快速准确地判别突水水源对于水害治理至关重要。Fisher判别分析法在判别混合水时,只能将此确定为最相像的某一分组,从而发生误判,因此在Fisher判别分析理论的基础上引入了质心距评价法,剔除可能为混合水样的样本数据,可以提高判别结果的准确率。为此选取13种水化学离子作判别因子,30个有代表性的水样作为训练样本建立判别函数模型,应用判别函数模型及质心距辅助评价指标对6个取自特定含水层的单一水样和4个取自水仓的混合水样验证分析,引入质心距评价分析后判别准确率从60%提高到83.3%。研究结果表明,在Fisher判别分析后进行质心距评价分析可提高判别结果的准确度。      

鞍山—本溪地区眼前山铁矿床深(边)部错断隐伏矿体磁法和瞬变电磁法联合定位及预测

随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼前山典型BIF型铁矿深(边)部隐伏铁矿体为研究对象,基于前期地质和地球物理研究成果,采用地面高精度磁法、基于大定源中心回线装置和多匝重叠回线装置的瞬变电磁法进行联合探测应用研究。探测研究成果表明,地面高精度磁法可以圈定隐伏铁矿体的平面边界,从而缩小找矿靶区,在眼前山铁矿东部及西部偏南区圈定了两处成矿预测区;其中东部异常区通过瞬变电磁法进行定位识别隐伏铁矿体的埋深及形态,并经过钻探验证,发现一处埋深320～410 m的厚大隐伏磁铁矿体,表现为向东稳定延伸并有逐渐增厚的趋势;据此推测具有相似异常特征表现的西部偏南异常区具有较大的找矿潜力。本研究为类似金属矿山常见的不同级别构造错断隐伏矿体的高效定位识别提供了理论支撑和应用依据。瞬变电磁法的多匝重叠回线装置比中心回线装置具有更高的分辨率,也更适合对盖层下隐伏金属矿体的探测定位。     

地震监测人工源极低频电磁技术(CSELF)新试验

2009年利用大功率人工源极低频电磁技术(CSELF)在位于华北、华南、东北、西北和西南的12个地震台站和几个流动观测点进行了连续30天新的观测试验.结果表明,利用CSELF技术可以在1700 km之外测量到人工源电磁场信号,计算得到的电、磁场功率谱密度和视电阻率与天然源信号相比,抗干扰能力更强,观测信号更稳定,特别有利于识别和捕捉地震等诱发的电磁异常现象,在地震预测监测中具有很大的研究应用潜力.试验还发现,各地震台站和流动测点观测的CSELF信号的强度,与台站或者测量的电、磁场分量相对于发射源的距离、方位有明显的关系;发现在离开发射源的相对近区,场强随距离的衰减,比在相对远区更快;发现接收磁场信号比电场信号较易获得更高信噪比的数据.