基于双频高动态探地雷达技术的道路地下病害检测研究

探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)以其快速、无损和高分辨率等优势已被广泛应用于道路地下病害体的排查应用.针对传统时域单主频天线GPR在勘探深度和分辨率上的局限性,本文提出了一种基于双主频高动态GPR检测系统的道路地下病害检测方法,通过二维正演,模拟道路地下典型病害体的电磁响应,获得病害体的典型GPR特征图谱,为实际病害的客观判读和科学解译提供理论依据.并以某区道路地下病害的实测GPR数据为例,给出了双主频高动态GPR采集的参数设置及数据分析流程.钻探验证结果表明,高频回波信号对浅部薄层具有较高分辨率,能较清晰地识别3 m以上浅部病害体,低频回波信号具有较高信噪比,能有效识别3 m以下深部病害体,兼顾了探测深度和纵向分辨率的双主频GPR检测系统,能较好地识别地下病害类型、位置、埋深及影响范围,可为城市道路病害排查与防治提供技术支持.     

电阻率二维神经网络反演

由于非线性特性地球物理反演一直以来都是一个比较困难的问题. 近十年来,非线性反演方法如人工神经网络、遗传算法在地球物理数据解释中得到越来越多的应用,但目前基本仍限于一维反演问题. 对于二维反问题,反演参数较多,神经网络反演运用较少. 本文利用BP神经网络优化方法,实现了电阻率二维非线性反演. 与传统线性化的迭代反演比较,神经网络反演能够克服传统方法的不足、获得更好的反演结果.     

三维高密度电阻率E-SCAN法有限元模拟异常特征研究

工程电法勘探中,常需要探测埋深不大、规模较小、分布复杂的目标体,对探测方法的精度要求较高.由于三维高密度电阻率法数据采集密度大,可对目标体进行多方位观测,是目前工程探测中常用的方法之一.本文对三维高密度电阻率E-SCAN法的视电阻率异常特征进行研究.设计几种典型地质体模型,利用有限单元法进行正演计算,并分析其异常特征和分布规律.算例结果表明,E-SCAN法对低阻体的分辨能力强于高阻体.无需对所有电极进行扫描供电观测,即可分辨地质体电性特征及水平位置,但观测结果难以分辨地质体纵向延伸.     

藏北高原地壳及上地幔导电性结构——超宽频带大地电磁测深研究结果

为了研究西藏中、北部壳、幔导电性结构,讨论高原中、北部岩石圈热状态,1998年和1999年（INDEPTH（Ⅲ） MT）在西藏中、北部完成了德庆—龙尾错（500线）和那曲—格尔木（600线）超宽频带大地电磁深探测剖面的研究.研究结果表明,西藏中、北部以昆仑山断裂为界,其南北壳、幔电性结构有很大差异.昆仑山断裂以北地壳和上地幔为高阻区.而昆仑山以南,地壳和上地幔的导电性有明显的分层结构：地壳上部以不连续的高阻体为主,夹有局部低阻异常体,沿南北方向上地壳的电性结构复杂,具有不连续、分块的特点;但中、下地壳为大范围的高导异常区,区内发育有大规模、不相连续、产状各异的高导体,其电阻率均小于4Ωm;在班公—怒江和金沙江缝合带之下,壳内高导体都具有向上地幔延伸的趋势,存在连通壳、幔的低阻通道.根据西藏高原中、北部壳、幔电性结构的研究推断：如同藏南一样,这里也普遍存在部分熔融体和热流体,它们的成因主要与班公—怒江和金沙江缝合带的壳-幔热交换、热活动有关,这是两期形成的壳-幔热交换通道.其中,班公—怒江缝合带的壳-幔热交换通道形成时间比金沙江缝合带早.因此,研究区壳、幔的热活动是从南边和西边开始,向北、向东扩展,导致现今西藏中、北部地壳和上地幔的热流分布由西向东、由南向北增大.     

一种多前缘多阈值的波形重构算法

为了改善近海测高精度,本文对近海测高波形的特征进行了研究,并在现有算法的基础上提出基于波前缘识别算法的多前缘多阈值波形重构方法.然后将该方法用于中国近海的卫星测高波形数据的处理,得到精度与分辨率更好的海面高数据.作为验证,将此海面高数据换算为重力异常并与船测重力进行比较,结果显示该方法可以明显提高卫星测高精度.     

非常规电测深法在工程地质勘查中的应用

本文提出了“非常规电测深法”的概念及实际操作过程,阐述了其应用条件和效果.存在高阻屏蔽层时电法解释较为困难.针对这一情况,本文提出了高阻屏蔽层影响的校正方法,提高了电法解释的精度和效果.     

降雨对地电阻率干扰的分析

在一些地电阻率观测台站受本身台址条件的限制，观测深度较浅，因此，观测值受到降雨等气象因素的影响。本文选取昌黎台ＥＷ向１９８３－１９９４年观测资料月均值，用褶积滤波和多元回归方法对ρｓ进行了降雨校正，将将之作为一个灰箱系统，将资料外推至１９９５４上，然后与原始观测值作残差分析，取得了一定效果。     

唐山地震应变-电阻率前兆及虚错动模式

研究了唐山地震周围240 km内16个地电台及大同6.1级地震周围50～60 km内2个台地电记录的全过程，排除了干扰，在确定可靠前兆异常的基础上，研究了地电前兆场的分布规律，证明了地电前兆场与震源应力场之间存在物理联系．对比了同震电阻率变化符号分布与震源机制结果，表明同震电阻率变化与地电前兆变化符号相反，分布相似．因而认为唐山地震前后的地电观测表明，唐山地震是一个弹性回跳过程．提出了唐山地电前兆的虚错动模式，即设想地电前兆是由一个与地震时产生的实际错动符号相反的虚错动所产生的应变积累而引起的．结合所求得的10－7～10－5应变范围内放大系数K=(/)/的非线性特性，根据断裂力学理论，选取合理虚错动参数，计算了唐山地电前兆的理论分布．与实际地电前兆对比表明，半定量的理论值与实测值基本吻合，从而证明虚错动模式对唐山地电前兆是适用的.      

地震的地电阻率动态预报方法探索

总结了20多年来我国地电工作者在地震预报方面的经验，建立了一套由动态异常等值图确定危险区的预报流程，丰富了最新的研究成果，通过对1989年DYBS-Ⅰ的修订、删改和补充，编制成地震预报的电学方法软件DYBS-Ⅱ．其特点是:依据地电信息量的空间分布及其时间变化规律判断地震异常区，在计算机屏幕上直观形象地描述地震异常发展的动态过程；增加临震预报部分，完善预报过程．最后给出了唐山震例的部分结果．