二维直流电测深反演中雅克比矩阵算法的改进及应用

对于常规的直流电测深法,由于其电极距一般以近似等对数间隔逐渐增大,使得网格单元剖分呈现出不规则性.与高密度电阻率法测量装置对比,其对电极的利用率较低,仅几个电测深点的反演就需要很长的时间.为此,在反演过程中,将互换原理和Broyden的近似计算方法相结合来计算雅克比矩阵,在不降低反演精度的情况下,可以大大减少反演时间.通过对模拟数据和实测数据进行反演试算,验证了该计算方法是可行的.

浅水域工程地质勘察瞬变电磁法正反演研究与应用

为解决浅水域综合工程地质勘察过程中勘探精度低、分辨率难以提高等难题,将瞬变电磁法引入到浅水域工程地质勘察中。通过详细分析前人研究瞬变电磁法的成果资料,以麦克斯韦方程组为理论基础,推导基于多匝矩形小框电流源的浅水域高精度瞬变电磁场响应公式,得出感应电压表达式;设计浅水层、水底层半空间仿真模型,正演计算浅水域地层的瞬变电磁响应;研究浅水域高精度瞬变电磁优化反演技术,并利用实际工程项目验证正反演方法的可行性和有效性。通过仿真模型计算结果与实测数据的对比分析,证明该正反演方法计算速度快、精度高,可有效解决工程勘察中水土界线、土石界线、岩溶、断裂等地质难题。

微动技术在大连地铁岩溶勘察中的应用

大连地铁5号线沿线区域岩溶发育,前期勘察阶段受勘察手段和钻孔间距限制,存在较多岩溶勘察空白区域,给地铁盾构施工带来极大的地质隐患和技术风险。因此采用微动新技术,查明复杂城市环境条件下地铁沿线隧道洞身影响范围内岩溶的分布及发育情况。在微动解译的岩溶异常靶区布置钻孔验证,同时采用高精度跨孔地震CT对岩溶规模进行扫描。对比分析表明,微动二维视S波速度剖面能够直观、准确地显示地下地质体高低速地球物理性质,对低速岩溶地质体的规模、形态刻画精度与钻探揭露、地震CT探测精度基本一致。由此可见,微动是一种抗干扰能力强、场地适用性广、成果解释可靠的新方法,尤其适用于复杂城市环境下地质勘察工作,具有经济、高效、无损、快速的特点,建议在城市轨道交通不良地质体勘察工程项目中推广应用。

浅层地震反射与音频大地电磁在铁路采空区勘察中的应用

采用浅层地震反射法与音频大地电磁法进行综合勘探,做出物性综合解译,并进行钻探验证,查明了某采空区的平面分布边界、埋深及规模等空间形态,为铁路地质选线及地质灾害治理工作提供了科学依据。

城市轨道交通岩溶施工勘察方法应用研究

为了提高复杂城区环境条件下岩溶勘察的效率和精度,为城市轨道交通工程建设工作消除地质灾害隐患,依托大连某地铁岩溶补充勘察项目,采用微动、高精度瞬变电磁、跨孔弹性波CT及钻探方法对岩溶发育情况进行综合研究分析。首先采用微动、高精度瞬变电磁方法进行岩溶普查;在圈定的岩溶异常靶区内,有针对性地布设验证钻孔,并采用跨孔弹性波CT进行岩溶空间结构精细探查。研究结果表明:微动和高精度瞬变电磁在城区复杂环境具有较好的适用性,对岩溶具有较高的探测精度,解译的岩溶异常形态与钻探揭示的岩溶发育情况吻合率达到72.7%,说明本次岩溶综合勘察方案设计合理,可在其他城市轨道交通岩溶勘察中推广应用。

等值反磁通瞬变电磁法在地铁岩溶勘察中的应用

为解决山区复杂地形及城区复杂环境条件下岩溶精细化探测问题,在等值反磁通瞬变电磁法原理的基础上,推导了圆形中心回线装置瞬变电磁场计算公式,结合生产实践应用效果,合理选用Hankel及全区视电阻率计算方法。反演计算基于超松弛迭代-非线性共轭梯度法,反演初始模型采用烟圈直接反演法结果与钻孔资料信息综合构建,依据上述算法编制了等值反磁通瞬变电磁法数据处理解释软件。实践证明:该软件具有操作简单、精度高、计算速度快等优点,实现了浅层100 m范围内地下地质结构的精细化探测。反演结果能够客观地反映地下岩性界面的起伏变化形态,准确地描述岩溶发育形态、规模及埋深情况。研究结果表明,等值反磁通瞬变电磁法具有受地形地物环境影响小、场地适应性广、抗干扰能力强、探测分辨率高等优点,可用于地形复杂山区及环境复杂城区的浅层岩溶勘察中,是一种经济、高效、无损、高精度探测新方法。

瞬变电磁法在平顶山—鲁山大佛景区观光铁路勘察中的应用

针对平顶山—鲁山大佛景区观光铁路工程沿线岩土地质条件勘察目的,本文在系统收集沿途萤石矿开采资料的基础上,通过布设8条高精度瞬变电磁测线,详细解析了工区中深部采空区分布深度及范围。研究表明:高精度瞬变电磁法在地表以下140 m具有良好的应用效果,在鑫钰萤石矿段共推断出6处采空区异常,在土峰沟萤石矿第四矿段共推断出8处采空区异常,采空区中心埋深大部分在60~90 m之间,研究成果为进一步施工治理提供了可靠的基础资料。