- 唐申强;
为了准确查明某岩溶隧道发生突水后岩溶涌水通道的分布,以便及时对岩溶水进行封堵和截流。采用探地雷达对突水后掌子面前方的岩溶构造发育情况进行了精细探测,并对采集的探地雷达数据进行了瞬时属性分析,通过希尔伯特变换提取了雷达信号中的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时属性,将三种瞬时属性结合起来对岩溶涌水通道进行了多参数综合分析。研究结果表明,瞬时振幅可以很好地显示岩溶涌水通道的边界特征和形态大小;瞬时相位分辨率最高,能够清晰显示岩溶涌水通道内部的非均质特征;瞬时频率可以从能量衰减的角度反映岩溶涌水通道的富水性。将三种瞬时属性结合起来,相互印证、相互补充,可以避免单一波形特征分析带来的解释偏差,有效提高岩溶涌水通道探测的分辨率与准确度。
2022年01期 v.19 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K] - 李卫卫;熊鑫;蒙爱军;
高层建筑物的持力层大多为基岩,基岩面附近若存在岩溶将给建筑物基础带来重大隐患。为了更好、更精确地探测岩溶,本文从基岩面附近的多岩溶探测入手,依据射线理论进行正反演模拟研究,讨论岩溶与基岩面的距离、围岩与岩溶速度差异大小以及观测系统对反演结果的影响。研究结果表明:当所有激发点和接收点都布置在基岩中时,水平排列的两个岩溶与基岩面相隔一定距离时可以分辨其空间位置;当岩溶距离基岩面较近时,两岩溶的中心距增加到一定程度时,也可以分辨多岩溶的存在;当条带岩溶水平方向贯穿到两个钻孔时跨孔地震CT可以准确探测;岩溶充填物与围岩的速度差越大,跨孔地震CT技术越易于分辨两个水平相邻的岩溶。
2022年01期 v.19 6-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K] - 孔繁良;徐超;李军;
高密度电法集电测深和电剖面装置于一体,具有采集数据量大、效率高、成本低、反演信息丰富、易于解译等特点,是大坝病险隐患探测应用较为成熟、可靠的一种物探方法。通过对新疆吉林二库坝体、坝基渗漏探测高密度电法应用成果分析,推断CX1线4处直立条带状低阻异常为坝基充水渗漏通道的反映,对低阻带位置开挖并进行灌浆处理后,渗漏隐患消除,验证了高密度电法探测大坝渗漏通道的有效性。
2022年01期 v.19 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K] - 唐灵;韦乙杰;
管线仪的定位定深方法,都是在单一线电流场的理论分析基础上提出来的。在地下管线探测中,近间距的并行管线,常会产生互感现象,它们产生的磁场相互叠加。因此基于线电流场特征的定位定深方法的应用条件得不到满足,采用通常的探测方法(极大值法确定管线的平面位置、特征点法确定管线深度),误差偏大,难以满足工程设计需求。此时根据现场管线埋设的不同特点,选择合适的激发方式,使得目标管线电流较大,干扰管线上的电流较小,并采用沿垂直管线走向布设观测剖面,按一定点距观测并记录磁场数据,采用人机对话方式进行不同管线组合参数(位置、埋深等)的反演计算,使得理论计算的磁感应强度水平分量与实际观测数值的拟合均方差最小,求解出管线的平面位置及埋深。该方法可以达到排除干扰管线,求解目标管线的目的。本文阐述了在干扰环境中探测目标管线的解决思路和方法,并在实际中得到有效应用。
2022年01期 v.19 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
- 夏秋萍;刘怀山;
当地层中填充了天然气水合物后,沉积物的一些物理性质会发生相应的改变,最终引起地震属性的变化,因此地震属性中包含了大量地质特征,是识别海底地层是否存在天然气水合物的一个重要标志。通常用来识别天然气水合物的瞬时振幅、相位、频率可以应用希尔伯特变换来获得,但单纯的希尔伯特变换获得的瞬时属性有效信息较少,为了获得更高的分辨率,提出了基于EMD算法的希尔伯特变换,由于EMD算法模态混叠严重,最终提出了改进后的CEEMDAN算法。本文利用CEEMDAN算法对地震属性信号进行分解,选择了包含有效信息的IMF分量与希尔伯特变换相结合,获得了瞬时属性,将方法用于OBS(海底地震仪)和垂直缆的天然气水合物数据中,得到的属性结果分辨率较高,清晰地表明了海底似反射BSR(Bottom Simulating Reflector)的瞬时振幅和频率信息,为识别天然气水合物提供了依据。
2022年01期 v.19 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K] - 李新斌;田辉;丁廉超;赵浩;朱一龙;韩朝辉;
岩溶水的赋存具有时间和空间分布的不均匀性,高密度电法作为一种成熟高效的地球物理勘探方法,是开展地下水资源调查的主要手段之一。为研究高密度电法勘探在岩溶储水构造识别中的应用效果,本文在对汉中地区勉县幅1∶5万水文地质调查的基础上,针对地面调查过程中遇到的极度贫水山区,充分论证区内已知地质及物性资料,确立具有岩溶水找水前景的目标区域,开展高密度电法勘探综合研究工作。划分了岩性接触带和岩溶发育带的位置,圈定了可能的岩溶赋水空间,推断了地下水补给循环模式,为岩溶山区找水定井工作提供了有力依据。工作成果表明:(1)岩溶储水构造的发育受构造活动强度、地层岩性差异和地形地势条件共同影响;(2)在利用高密度电法进行勘探研究时,应充分结合地质地貌条件,测线宜穿越构造或岩性界线布设;(3)对于向斜构造、岩性接触带和地形共同控制的岩溶储水构造,建议将钻井布设于向斜构造轴部、地势相对较低的可溶性碳酸盐岩一侧。本文的研究工作对同类地区的岩溶储水构造勘探具有参考意义。
2022年01期 v.19 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K] - 周康;吕心力;余浩;庄庆祥;
由于我国地热资源以低品位热能为主,增强型地热系统在发电方面的应用会受限于过低的热效率。理论上,如直接将超临界CO_2与有机工质进行混合,确实有可能提升热动力系统的机械效率。根据该流程设计,对部分参数范围内的CO_2跨临界—异丁烷复合循环的效率进行了估算。计算使用了流量分别为1 kg/s的CO_2和0.25 kg/s的异丁烷流体。计算结果显示,特定状态下的超临界CO_2在膨胀为气态的过程中焦—汤效应显著,流体混合使得异丁烷先蒸发汽化,然后在膨胀中发生冷凝,使得膨胀机内部出现了两相流。冷凝后的异丁烷工质可再次注入压缩机与气体CO_2接触,使得CO_2升温减缓,同时自身获得预热。可借助异丁烷工质降低CO_2的温变范围,改变CO_2膨胀和压缩过程中的多变指数,使其更接近等温过程而非绝热过程,进而提高膨胀和压缩过程的效率。因此,该循环具备显著提高低品位CO_2热动力循环效率的潜力,在未来可用于基于CO_2的地热发电技术。
2022年01期 v.19 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
- 何春舅;雍珊珊;郭琴梦;王新安;王培;
为了能够支撑在城市开展地质活动性的实时监测,克服现有技术不能开展无破坏、精细化和实时的探测和检测的困难,本文提出一种基于多分量地震监测系统AETA电磁扰动观测数据的断裂带监测和分析方法。断裂带活动会影响AETA系统电磁信号幅值和波动程度。根据各测点电磁扰动信号原始数据提取特征值,采用主成分分析方法降维处理,并基于分类算法进行活跃度分类,最后对强信号台站进行拟合,得到断裂带影响区域。在北京、丽江、青川等区域已探明的断裂带开展监测实验,实验结果表明:基于本方法得到的断裂带拟合结果与实际断裂带延伸方向一致,该方法可作为一种新的城市断裂带监测手段。
2022年01期 v.19 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K] - 马为;
本文应用水上瞬变电磁方法探测承德坝上地区月亮湖水文地质结构。为了解浅湖区深部地层、断裂及导水构造特征,在总结前人开展的水(海)上瞬变电磁勘探经验的基础上,采用晚期道信噪比较高的中心回线(大定源)瞬变电磁装置,对水下岩层垂向结构及隐伏断裂进行了探测。通过采集试验确定了有效的工作参数,在严格数据采集过程、选用合理的数据处理方法基础上取得了较好的应用效果。结果表明:大定源瞬变电磁装置在浅湖区可达到200 m的探测深度,垂向可分辨厚度为21～50 m的玄武岩层,剖面深部地层横向连续性好,不存在导水断裂,湖区下方探测结果受"低阻屏蔽效应"影响存在相对低阻异常,地质解释须结合地质资料综合研判。本次工作可为其他浅水区瞬变电磁勘探提供借鉴。
2022年01期 v.19 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] - 周超;刘怡;赵思为;
城市地下空间地质调查工作目前在全国许多城市中如火如荼地开展,选择合适的调查手段会使得这项工作事半功倍。一些物探方法凭借其无损、高效、抗干扰能力强等优点在城市地质调查工作中备受青睐,但是面对城市复杂的工况,单一的物探方法往往无法有效探明城市地下地质构造,须通过多种物探手段联合开展勘察,相互佐证,才能真正有效地对城市地下地质构造进行精细查找。等值反磁通瞬变电磁法和微动法是近几年来发展较快的物探方法,广泛地应用于各个领域。本文以成都市地下空间调查工作中包江桥隐伏断层探测工作为背景,将等值反磁通瞬变电磁法和微动法联合起来探测该隐伏断层的具体位置和走向,最后将综合物探成果与以往地质调查资料作对比,结果吻合性基本一致,证明该综合物探组合在强干扰的城市环境中能够有效识别隐伏断层位置,为城市地下空间调查工作提供了一种行之有效的物探组合手段。
2022年01期 v.19 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K] - 杨梦琼;王泽峰;许辉群;李欣怡;魏文斋;
为了了解同一断层检测模型在不同插值方法下的检测效果和同一插值方法在不同断层检测模型的检测效果。对比视觉几何组VGG(Visual Geometry Group)、多层感知机MLP(Multi-layper Perceptron)、支持向量机SVM(Support Vector Machine)三种断层检测模型在linear、nearest、cubic、area四种插值方法下的检测效果,其实现过程是利用CNN卷积层提取特征,全连接层分别用MLP、SVM作为分类器,建立MLP、SVM模型,根据地震剖面数据和断层数据构建样本,对VGG、MLP、SVM模型进行训练,训练好后通过模型数据测试。发现相同插值方法下SVM模型检测结果较好,同时发现同一模型中area插值法下检测效果最好。该测试表明:在选择的模型数据中使用area插值方法可以提升断层检测的性能。
2022年01期 v.19 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K] - 田府川余;张刚;周亚东;葛凯波;张新海;张文广;
为查明受地壳运动和人类工程活动影响而改变原有地貌,进而成为隐伏断层的柏树溪断层在宜宾县城内的分布情况,本文采用电阻率成像(Electrical Resistivity Tomography, ERT)、地震反射波法(Seismic Reflection)两种物探方法综合调查研究区深部结构,并利用地质钻探(Geological Borehole)对物探结果进行验证,对工作区内的断层性质及地质状况进行联合解释。首先电阻率成像技术结果表明,研究区在SE方向的两条测线(Z3,Z4)无明显破碎异常带,主要异常集中在NW方向的两条测线(Z1,Z2);基于此结果再圈定地震测线范围,地震探测结果只在D1测线上有明显异常,最终在D1测线上由SW-NE方向分别布设5个钻孔(G1～G5)加以验证,所得断层破碎位置和深度与D1测线上发现的异常较为吻合,最终得出断层分布情况。结果表明,本文选择的两种综合物探方法在本区域活动断层调查具有较好的探测效果。
2022年01期 v.19 77-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
- 侯俊韬;刘军;李伟;顾汉明;
在诸多断裂刻画的案例中,往往是利用相干体对断裂进行刻画与描述,但是相干体在一定程度上对断裂的识别不够精细准确。因此本文提出了基于导向滤波的分频相干体的断层自动提取技术(Auto Fault Extraction, AFE),并针对特定工区改进了断裂识别的技术流程。首先在原始地震记录的基础上使用频谱分解技术生成多个分频数据体,再对分频数据体进行构造导向滤波,之后采用高精度相干算法对每个分频数据体求取相应的分频相干体,通过对比不同分频相干体选择出刻画工区内断裂带的优势频段,并使用带通滤波技术进行切除,最后在带通滤波的数据体上再次计算相干体数据,并在该相干体数据上做AFE属性提取。应用此技术在实际地震资料断裂刻画中,与常规相干体技术相比,对断裂带的刻画更加精细准确,与地质认识以及实际钻井勘探结果吻合度更高。
2022年01期 v.19 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K] - 鲁宁琦;卢思同;黄俊革;张彧;刘宇;
工业污染中,重金属污染物因滞留时间长、难以降解,对环境造成的负面影响尤其严重,因此,为了对重金属污染范围、深度及扩散情况进行检测,探究重金属对土壤激发极化性质的影响,需要分别对不同浓度的重金属污染物溶液进行试验研究。首先,通过对室内试验与原位测量的数据对比,采用了数据稳定的原位污染试验;其次,选择不同浓度的硝酸镉和硝酸铅溶液进行原位污染试验,对重金属镉和铅的污染土壤进行电性测试;最后,观测其电阻率、极化率,并分析其变化规律。结果显示,硝酸镉与硝酸铅溶液均使得土壤电阻率有较大程度的下降,且使得土壤极化率提高;高浓度污染场地的极化率衰减速率普遍高于低浓度;衰减完成后,高浓度镉溶液仍保持较高极化率,低浓度镉溶液与铅溶液趋近无污染情况。综上可知,重金属对土壤的污染情况,不仅可以通过电阻率检测,也可以通过极化率进行检测,激发极化性质在实际的重金属污染检测中,具有应用价值。
2022年01期 v.19 95-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K] - 李磊;吴桂桔;谈洪波;
大地电磁(MT)法的二维反演算法种类较多,在实际应用中如何选取合适的二维反演方法仍是一个关键问题。通过对比典型理论地电模型与不同反演方法的应用效果,可为实际MT探测反演方法的选择提供参考。本文对数据空间共轭梯度法(DCG)、非线性共轭梯度法(NLCG)以及有限内存拟牛顿法(L-BFGS)三种常用的MT二维反演算法进行对比。首先描述了三种方法的基本原理,然后设计了两个典型的地电模型,对TE、TM、Tzy三种不同模式的数据组合进行了反演试算,分析了这三种模式下不同反演算法的效果。得出3点结论:(1)三种方法均能较好地反演地下异常体的位置和大小,其反演效果大体相当,但无论是低阻异常体还是高阻异常体都会向四周发散;(2)L-BFGS和NLCG反演结果更接近真实值,且L-BFGS更适用于复杂介质模型;(3)三种反演方法在计算迭代过程中,数据拟合差RMS值都呈下降状态,NLCG的拟合差RMS值最小、且收敛速度最快。
2022年01期 v.19 106-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K] - 王钧;朱国维;
三维高密度电法基于地下介质电性的差异,能对地层中存在的空间视电阻率变化特征进行探测。为了对其成像效果进行分析,本文首先基于正反演理论介绍了有限差分法、有限元法,以及光滑约束最小二乘法的原理。然后在Res3dinv软件中选择单极-偶极装置进行三维反演成像,具体分析了异常体埋深、尺寸大小、高低阻互换、形状边界,以及地形起伏不平带来的反演成像变化,得到了异常体的响应规律,说明了在实际工作中应当注意探测的体积边界效应以及反演过程中误差的控制问题。算例与实例结果均表明,三维高密度电法可以对可能存在的地质体空间电阻率异常进行反映,但要注意多解性现象。为更好地圈定异常体的位置和范围,应当加强高密度电法正反演精度以及开展多方法分析或联合反演的研究。
2022年01期 v.19 117-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K] - 孙文斌;杜雯莉;牛云飞;张瑞瑞;
为了充分挖掘各类物探成果包含的信息,改变以往物探成果解释对技术人员经验过于依赖的不足,提高综合物探成果解释的效率和准确率,真正实现物探成果的综合解释,利用聚类分析算法,对瞬变电磁法和无线电波坑道透视法探测成果预处理后的数据进行聚类分析,将综合物探探测数据分为若干个类别,结合地质资料判断各组数据异常程度,实现物探成果综合解释。在山东某矿开展了瞬变电磁法与无线电波坑道透视法综合探测,利用聚类分析算法对物探成果重新进行了综合解释,保留原有异常区1处,新解释异常区1处,经矿方实际回采验证,证明聚类分析考虑影响因素更加全面,异常区划分更加合理、准确、无遗漏,能够避免传统解释方法对分析解释人员经验依赖较高,可能存在人为遗漏异常区的风险。
2022年01期 v.19 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 738K] 下载本期数据