三峡库区上地壳S波衰减成像研究

利用三峡数字地震台网2009年1月—2015年2月记录的1300多次M_L>1.5小震事件6000多条射线的S波数据, 利用S波衰减层析成像技术获得了三峡库区秭归—巴东段上地壳Q_S成像分布图． 结果显示, 三峡库区上地壳Q_S值存在明显的横向不均匀性, 沿水库近岸区主要为Q_S高值区, 外围NE, NW, SW和SE 等4个方向上均存在Q_S低值异常区, 这是由于这些异常区位于不同地层转换带, 岩层较易破碎, 易于库水渗流所致． 在巫山—秭归段剖面上, 本文Q_S成像结果与人工地震测深剖面上基底至上地壳底部之间岩层的Q值变化形态基本一致, 前者均值比后者低, 反映了上地壳深部介质对地震波衰减特性的影响． 2013年巴东M_S5.1震群活动和2014年秭归M_S4.5, M_S4.7震群活动均分布在Q_S高值与低值过渡区, 这种区域的地下介质位于“软”、 “硬”转换带上, 岩层易破碎, 应力和能量易集聚, Q值易受水的渗透引起变化, 从而降低发震断层抗剪切强度而诱发地震．      

基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类

海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。     

瞬变电磁法对隐伏岩溶探测的影响因素研究

发育于地下灰岩地区中的隐伏岩溶给隧道、桥梁以及高速公路等工程的建设与运行带来了极大的安全隐患.城市中常见的路面塌陷情况,多数也是由于岩溶发育导致.利用岩溶与其周围灰岩之间的物性差异,多种地球物理探测方法对隐伏岩溶结构进行有效探测.瞬变电磁法由于其探测效率较高、勘探成本低且对低阻异常体灵敏等特点,近年来在地下隐伏岩溶探测...     

高次互感响应对瞬变电磁系统标定的影响

本文建立了标定环与接收线圈之间互感模型,推导出互感响应的一般表达式,讨论了地面和航空瞬变电磁(TEM)标定系统中标定环与接收线圈之间高次互感响应对标定结果的影响.研究结果表明:地面TEM标定系统中一次场引起的高次互感响应TRLR较强,严重影响早期标定精度;航空TEM标定系统中标定环与接收线圈之间的高次互感响应较弱,对标定精度的影响可以忽略.本文的研究可为优化标定系统参数,抑制高次互感响应对TEM系统标定的影响提供理论指导.     

瞬变电磁传感器的噪声特性

为了提高瞬变电磁(TEM)系统的灵敏度,增大探测深度,对瞬变电磁传感器的噪声特性进行了研究.建立了瞬变电磁传感器本底噪声模型,理论计算表明传感器本底噪声为带限白噪声,其谱密度在谐振频率点处最大,近似等于匹配电阻的热噪声.采用反向串联的小线圈替代TEM接收线圈以抑制环境噪声的影响,实现对本底噪声的测量,通过理论与实测的对比验证了本文噪声模型的正确.利用该噪声模型估算了自制TEM传感器的本底噪声为9.8 nV/m~2,分析了瞬态叠加和抽道叠加对本底噪声的改善,表明经瞬态叠加和抽道叠加后的本底噪声可达7.5 pV/m~2,远远低于环境噪声.通过建立屏蔽模型证明,对线圈进行屏蔽可以有效抑制环境噪声,显著提高传感器的灵敏度.     

雄安新区附近主要隐伏断裂第四纪活动性研究

雄安新区建设是调整优化京津冀城市布局和空间结构的重大举措,雄安及邻区内主要隐伏断裂活动性研究对保障新区的规划、建设具有重大意义。通过可控源音频大地电磁测深、浅层地震、高密度电阻率法综合地球物理探测,结合钻孔地层剖面记录,基本查清雄安新区外围保定—石家庄断裂及徐水—大城断裂的几何分布特征与第四纪活动性。结果表明:1)保定—石家庄断裂为走向NE–SW,倾向SE,倾角45°～75°的正断层; 2)徐水—大城断裂为走向WNW–ESE,倾向S,倾角约70°的正断层; 3)保定—石家庄断裂第四纪以来不活动,徐水—大城断裂晚更新世以来不活动,雄安新区整体处于构造稳定区。     

城镇有限场地条件下的物探找水试验

为在城区强干扰环境、有限场地条件下进行物探方法找水,特利用等值反磁通瞬变电磁法,在湖南郴州市某城镇进行了野外试验。在地表调查和周边人文环境基础上,常规电测深等找水有效手段在城镇区域难以施工,面对这个难题利用等值反磁通瞬变电磁法进行试验,其利用对偶中心耦合装置消除了收发线圈感应耦合来消除干扰。首先根据地质信息设计了近似南北向的4条剖面,然后进行了发射频率试验并进行单点连续探测,最后利用探测结果绘制了多测道曲线和二维模拟断面等值线图并设计了钻孔。钻探验证结果表明:等值反磁通瞬变电磁法在强干扰、场地受限的城镇区域找水效果较好,是一种值得推广的新方法。     

1920年海原8.5级地震震中区地电阻率各向异性研究

通过海原8.5级地震震中区环行电测深研究,发现在断层破碎带有明显的电阻率各向异性,垂直断层走向呈现明显的高电性,断层走向呈现明显的低电性.根据电性差异讨论了断层地表的变形特征.研究结果表明：环形电测深工作,对研究地面附近地层物性变化有重要意义.     

瞬变电磁快速成像解释系统研究

为了提高瞬变电磁测深法对地探测的垂向分辨能力,文中研究了磁偶源瞬变电磁法快速成像的方法.详细讨论了电磁波与地震波在介质中的传播规律,分析了磁偶源瞬变电磁场在远区的响应特性.根据磁偶源瞬变电磁场与反射地震波的传播规律的相似性,提出了TEM资料拟地震快速成像解释的思路.理论模型正、反演计算结果表明方法理论是可行的,野外实测资料处理结果进一步说明了该方法是有效的.     

从瞬变电磁场到波场的优化算法

在波场的正变换中,保证瞬变电磁场的计算精度的同时,应用两步最优化算法,成功地控制和减少了积分系数个数和离散数字积分的采样点个数,解决了在波场反变换式中,由于积分系数过多而产生的欠定方程组的问题,同时改善了第一类算子方程的不适定性.在波场反变换中,将正则化算法用于逆变换过程的计算中,通过采用偏差原理和Newton迭代格式选出最优的正则化参数,使得反变换所得到的波场稳定、可靠.通过对数值计算结果与已知波场函数对比,证明了该方法的有效性和实用性.