跨孔直流电阻率法CT勘探技术研究

常用电阻率法的空间效应和视电阻率拟断面记录点对应深度方面的经验性,使其工程应用受到限制.根据电场的基本理论和地震CT勘探的原理,提出了利用在平行钻孔中布设电极、然后利用一孔的电极供电、另一孔的电极同时测量的拟震式单极--单极跨孔直流电阻率法CT勘探技术,并编制了相关的数据处理软件.通过对砼模型在水压致裂过程中电阻率变化的测试,证明了该技术的可行性.     

不良胶结水泥环缝隙中高阻流体的过套管电阻率测井响应

考虑不良胶结水泥环缝隙中高阻流体对地层横向电阻的影响后,由传输线方程实现了缝隙中含流体的过套管电阻率测井响应的计算,并考察了缝隙中高阻流体的过套管电阻率测井响应.算例表明:水泥环不良胶结缝隙中的高阻流体对低阻地层视电阻率测量结果会有较大的影响;地层视电阻率曲线与流体包围套管的扇环张角呈非线性关系,高阻流体环比高阻流体扇环有更高的电阻率测井响应.     

地电阻率观测各类干扰源的分析与研究

地电阻率观测是我国地震前兆监测的重要手段之一,目前已积累了大量的观测资料和强震震例。但随着农村经济的发展和城市现代化轨道交通设施的建设,使得部分地电台站观测环境发生较大变化,导致地电阻率前兆观测资料受到较强的干扰。本文通过对国内现有地电阻率观测资料的分析、干扰源的调研,研究了各类干扰产生的原因及识别方法。并根据已有的研究成果,对地电阻率观测抑制干扰的技术和方法及数据使用与处理提出了相应的建议。     

土壤电阻率测量影响因素的试验研究

实验室测量的土壤电阻率准确性受到电极布置以及测试信号类型等影响。选取5种不同质地土壤,比较了四极法与二极法测量以及四极法测量中电压极探针渗入深度的影响,分析了直流信号与交流信号的测试差别以及电流强度及交流频率的影响。结果表明,二极法测量结果包含了土壤与电极的接触电阻,且随土壤含水率降低接触电阻不断增大;四极法可在电压极渗入深度较浅,即土壤扰动较小的情况下测量;土壤在直流电压下存在极化效应,土壤电阻率测量宜采用交流;土壤热容量有限,对电阻率在200 Ω•m以内的土壤测量的电流密度不宜超过1 mA/cm2;土壤电阻率随测量频率增加而逐渐下降。     

多同性源阵列电阻率法隧道超前探测方法与物理模拟试验研究

直流电阻率法以其对含水构造响应敏感且适应性强的特点,是隧道施工期超前地质预报的常用方法.针对目前定点源三极观测方式易受到测线附近旁侧异常干扰与聚焦观测方式探测距离过短无法三维成像的问题,提出了一种基于多同性源阵列电阻率的隧道超前探测新方法,利用环形布置的多同性源供电压制隧道掌子面后方的异常体的干扰,同时增强掌子面前方远处异常体的敏感度,阵列电极测量可为含水构造的三维反演成像提供三维数据.首先,开展了含水构造超前探测的数值正演模拟,发现多同性源方法的视电阻率纵向微分曲线极小值以及与横轴的交点位置可对异常体位置进行定性判断,探讨了多同性源方法对后方及侧向异常干扰的响应特征及识别方法.其次,将电阻率光滑约束与轨迹光滑策略引入蚁群反演算法,提出了一种最小二乘方法与改进蚁群算法相结合的混合反演算法,反演数值算例表明混合反演算法能够实现含水构造的三维成像,较好地反演出不同距离的含水构造位置,并使其边界较为清晰.为了验证多同性源探测方法的探测效果开展了物理模型试验,多同性源阵列电阻率法能较好的反映含水构造的存在,与实际含水构造的位置较为相符.     

综合物探方法在滑坡地质勘探中的应用研究

综合物探方法在滑坡等地质灾害的勘探中发挥着重要的技术作用。这里以河南省某地滑坡勘探为例,利用高密度电阻率法和地质雷达法等综合物探方法,分析两种物探方法的技术原理、联合解释,并结合地质钻探、地质调查等资料,查明该场地滑坡体的分布情况。结果表明,综合物探方法能有效地减少物探的多解性,提高成果解释精度,其综合物探解释成果与地质情况较为吻合,显示出综合物探方法在滑坡等地质灾害勘探中的重要作用。最后,对综合物探方法及综合解释进行了简要的总结和展望。      

浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战

地球物理勘探方法在岩土工程的应用已有很长一段时间,但其成效与工程师的期待往往有不小的落差,以致于在一般的工程应用上仍不普遍.近年来浅地表地球物理技术有显着的进展,特别是在走时速度层析成像(Traveltime Tomography)、电阻率层析成像法(Electrical Resistivity Tomography)及多道瞬态面波法(Multichannel Analysis of Surface Wave).本文首先介绍这些方法在台湾岩土工程的应用,主要包括地层土壤液化潜能评估、坝体的安全检测、土壤与地下水污染调查及地基改良的质量管控等,应用案例以台湾常使用的地球物理勘探方法逐一介绍.虽然许多成功案例与新的应用方向对于浅地表地球物理技术在岩土工程应用的推广起了鼓舞作用,本文从工程师的角度提出地球物理勘探工程大量应用的挑战与瓶颈,包括如何提升探测数据的客观性、数据反演非唯一性问题、探测深度与分辨率的限制、实际条件违背反演基本假设的情况、以及地物性质与工程性质链接的不确定性问题,并进一步针对这些问题说明相关研究的进展与实务对策.希冀透过上述探讨,降低物探师与工程师认知上的差距,提升地球物理勘探在工程的应用的合理性与普及性.     

一维电阻率各向异性对海洋可控源电磁响应的影响研究

地下介质的电阻率常常表现为各向异性,海底裂隙地层和层状沉积序列可能形成宏观电阻率各向异性.在解释海洋电磁资料时,电阻率各向异性的影响不应该被忽略,否则可能会得到错误的海底地电模型.作者编写了电阻率任意各向异性一维层状介质海洋可控源电磁场计算程序,计算了电阻率各向异性层状模型的海洋可控源电磁响应,讨论了覆盖层和高阻储层分别具有电阻率各向异性时的电磁场响应特征.     

中强地震前周至台地电阻率的异常变化

通过对三个震例的分析,笔者得到了周至台地电阻率观测在地震发生前出现的一些异常变化。其具体表现为:1在汶川地震发生前,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈缓慢下降,幅度为1.0%—3.9%,从异常变化出现至发震的时间间隔为1月左右。2在芦山地震和岷县漳县地震发生前,从2011年9月开始,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈显著下降且幅度较大。其中,芦山地震发生在异常变化恢复(上升)的过程中,从出现异常到发震的间隔为16个月;而岷县漳县地震也发生在异常恢复(上升)的过程中,但从异常出现到发震的间隔为19个月。表明周至台地电阻率观测能较好地反映出地震的前兆信息,具有一定的映震能力,这对陕西及相邻地区的地震监测和预报可以起到一定的作用。     

CSAMT测量中磁场对测量结果的影响

CSAMT的标量测量中常采用共磁道测量方式,即同步观测测量剖面上多个电道信号和垂直测量剖面的一个磁道信号,由此计算各测点的Cagniard视电阻率。因磁场测量位置的不同,势必对测量结果产生影响。计算了均匀半空间条件下不同测量位置的磁场强度,以及对视电阻率的影响;模拟了存在局部三维异常体时,赤道装置下不同位置的磁场对视电阻率的影响。结合野外实测资料分析认为,由磁场测量位置偏差引起的视电阻率误差难以校正,在实际工作中应尽量采用单电单磁的测量方式;当在大收发距且浅层电性结构单一的条件下,可以采用三电一磁的测量方式。研究对CSAMT标量测量方式的改进及实际勘查工作具有一定的指导意义。