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基于非结构有限元的电阻率超前探测中旁侧异常影响特征研究
1
作者
陈海文
叶益信
+1 位作者
杨烁健
覃金生
《物探与化探》
CAS
北大核心
2023年第4期975-985,共11页
为了进一步探究旁侧异常体在巷道电阻率超前探测中的影响规律,提高探测精度,采用基于对偶加权后验误差估计的自适应非结构有限元法进行三维正演研究。首先通过无限大垂直板状体模型验证了该方法在超前探测模拟中的适用性和准确性,建立...
为了进一步探究旁侧异常体在巷道电阻率超前探测中的影响规律,提高探测精度,采用基于对偶加权后验误差估计的自适应非结构有限元法进行三维正演研究。首先通过无限大垂直板状体模型验证了该方法在超前探测模拟中的适用性和准确性,建立无旁侧异常体模型模拟巷道中的超前探测响应;然后分别对高低阻旁侧异常体的方位、与巷道h和掌子面的距离、巷道大小、不同供电和接收方式以及在多层介质中对超前探测的影响进行了数值模拟。结果表明:巷道前方异常体的实际位置可由异常曲线极值推断出;高低阻旁侧异常体的响应总体上不会掩盖巷道前方的异常响应特征,但会使对应范围内的异常曲线出现凸形或凹形畸变,畸变位置与实际位置相符合;巷道空腔的存在加强了底板异常响应,不同巷道大小对顶板异常影响不同,总体上不会影响巷道前方的异常响应;多层地层中,异常响应曲线仍能反映出旁侧异常体的实际位置,巷道前方的异常响应特征是否会被掩盖要视各层电阻率大小情况而定。干扰异常的辨别需要结合实际进一步开展研究。
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关键词
电阻率超前探测
旁侧异常体
巷道
自适应有限元
异常幅度
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职称材料
基于GPU混合反演的隧道电阻率超前探测成像研究
被引量:
8
2
作者
聂利超
张欣欣
+5 位作者
刘斌
刘征宇
王传武
郭谦
刘海东
王厚同
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第12期4916-4927,共12页
隧道施工期超前探测对于避免突涌水灾害的发生具有重要作用,为满足隧道三维电阻率超前探测快速化解译与成像的要求,本文提出了一种基于GPU并行的蚁群算法与最小二乘方法相结合的混合反演算法.该方法结合线性反演与非线性反演的优点,利...
隧道施工期超前探测对于避免突涌水灾害的发生具有重要作用,为满足隧道三维电阻率超前探测快速化解译与成像的要求,本文提出了一种基于GPU并行的蚁群算法与最小二乘方法相结合的混合反演算法.该方法结合线性反演与非线性反演的优点,利用蚁群算法全局搜索能力强的优点为最小二乘反演提供较优的初始模型,以克服最小二乘算法容易陷入局部最优的缺点,提高了隧道三维电阻率反演成像的精度.同时,基于蚁群算法的天然并行性,提出了CUDA环境下的GPU并行策略,实现了三维电阻率反演的快速化成像.其次,开展了基于GPU混合反演的数值算例,与传统最小二乘线性反演进行了对比,基于GPU并行计算的混合反演计算效率得到了显著提高,对含水构造的位置、形态有较好的反映,压制了三维反演的多解性.最后开展了物理模型试验,结果表明基于GPU混合反演探测的低阻异常体与实际含水构造的位置较为相符,发现基于GPU加速的混合反演方法在提高探测精度与加快反演速度方面具有显著优势,为三维电阻率混合反演方法在隧道超前探测实际工程中的应用奠定了基础.
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关键词
隧道含水构造
三维
电阻率超前探测
GPU并行计算
混合反演
蚁群算法
模型试验
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职称材料
巷道掘进直流电阻率法超前探测技术应用探讨
被引量:
32
3
作者
张平松
李永盛
胡雄武
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2013年第1期135-140,共6页
直流电阻率法在巷道超前探水中起到了重要的作用,但受巷道测试条件限制,依据点电源电场球壳理论的超前探测在实际应用中仍存在诸多问题。论文在对直流电阻率法超前探测中数据采集方式、非均质地质条件、巷道干扰因素等进行讨论的同时,...
直流电阻率法在巷道超前探水中起到了重要的作用,但受巷道测试条件限制,依据点电源电场球壳理论的超前探测在实际应用中仍存在诸多问题。论文在对直流电阻率法超前探测中数据采集方式、非均质地质条件、巷道干扰因素等进行讨论的同时,通过改变数据采集观测系统,利用多次覆盖方式、巷孔联合方式增加数据量,提高了对前方含水异常体的综合认识及预测能力。巷道超前探测实践表明,直流电阻率法探测应增大激励场对前方地质体的影响力,这样可以获得较为可靠的观测数据。改进后的观测系统增强了对前方含水异常体的判识能力,其预报结果准确可靠,对巷道掘进安全生产指导意义大。同时指出巷道直流电法超前探测需加大对聚焦电流方式研究,并结合多方法配合综合预报与解释。
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关键词
直流
电阻率
法
超前
探测
多次覆盖系统
巷孔联合观测系统
含水异常体
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职称材料
题名
基于非结构有限元的电阻率超前探测中旁侧异常影响特征研究
1
作者
陈海文
叶益信
杨烁健
覃金生
机构
东华理工大学地球物理与测控技术学院
出处
《物探与化探》
CAS
北大核心
2023年第4期975-985,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42274104)。
文摘
为了进一步探究旁侧异常体在巷道电阻率超前探测中的影响规律,提高探测精度,采用基于对偶加权后验误差估计的自适应非结构有限元法进行三维正演研究。首先通过无限大垂直板状体模型验证了该方法在超前探测模拟中的适用性和准确性,建立无旁侧异常体模型模拟巷道中的超前探测响应;然后分别对高低阻旁侧异常体的方位、与巷道h和掌子面的距离、巷道大小、不同供电和接收方式以及在多层介质中对超前探测的影响进行了数值模拟。结果表明:巷道前方异常体的实际位置可由异常曲线极值推断出;高低阻旁侧异常体的响应总体上不会掩盖巷道前方的异常响应特征,但会使对应范围内的异常曲线出现凸形或凹形畸变,畸变位置与实际位置相符合;巷道空腔的存在加强了底板异常响应,不同巷道大小对顶板异常影响不同,总体上不会影响巷道前方的异常响应;多层地层中,异常响应曲线仍能反映出旁侧异常体的实际位置,巷道前方的异常响应特征是否会被掩盖要视各层电阻率大小情况而定。干扰异常的辨别需要结合实际进一步开展研究。
关键词
电阻率超前探测
旁侧异常体
巷道
自适应有限元
异常幅度
Keywords
resistivity-based advance detection
side anomaly
roadway
adaptive finite element
anomaly amplitude
分类号
P631.3 [天文地球—地质矿产勘探]
下载PDF
职称材料
题名
基于GPU混合反演的隧道电阻率超前探测成像研究
被引量:
8
2
作者
聂利超
张欣欣
刘斌
刘征宇
王传武
郭谦
刘海东
王厚同
机构
山东大学岩土与结构工程研究中心
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第12期4916-4927,共12页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB046901
2015CB058101)
+6 种基金
国家重大仪器设备研制专项(51327802)
国家自然科学基金(51479104
41502279
51739007)
国家重点研发计划(2016YFC0401801
2016YFC0401805)
山东省重点研发计划(2016GSF120001)共同资助
文摘
隧道施工期超前探测对于避免突涌水灾害的发生具有重要作用,为满足隧道三维电阻率超前探测快速化解译与成像的要求,本文提出了一种基于GPU并行的蚁群算法与最小二乘方法相结合的混合反演算法.该方法结合线性反演与非线性反演的优点,利用蚁群算法全局搜索能力强的优点为最小二乘反演提供较优的初始模型,以克服最小二乘算法容易陷入局部最优的缺点,提高了隧道三维电阻率反演成像的精度.同时,基于蚁群算法的天然并行性,提出了CUDA环境下的GPU并行策略,实现了三维电阻率反演的快速化成像.其次,开展了基于GPU混合反演的数值算例,与传统最小二乘线性反演进行了对比,基于GPU并行计算的混合反演计算效率得到了显著提高,对含水构造的位置、形态有较好的反映,压制了三维反演的多解性.最后开展了物理模型试验,结果表明基于GPU混合反演探测的低阻异常体与实际含水构造的位置较为相符,发现基于GPU加速的混合反演方法在提高探测精度与加快反演速度方面具有显著优势,为三维电阻率混合反演方法在隧道超前探测实际工程中的应用奠定了基础.
关键词
隧道含水构造
三维
电阻率超前探测
GPU并行计算
混合反演
蚁群算法
模型试验
Keywords
Water-bearing structure in tunnel 3D resistivity ahead prospecting GPU parallel computing Joint inversion Ant colony algorithm Model test
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
下载PDF
职称材料
题名
巷道掘进直流电阻率法超前探测技术应用探讨
被引量:
32
3
作者
张平松
李永盛
胡雄武
机构
同济大学土木工程学院
安徽理工大学地球与环境学院
出处
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2013年第1期135-140,共6页
基金
国家科技支撑计划资助项目(2007BAK28B03)
文摘
直流电阻率法在巷道超前探水中起到了重要的作用,但受巷道测试条件限制,依据点电源电场球壳理论的超前探测在实际应用中仍存在诸多问题。论文在对直流电阻率法超前探测中数据采集方式、非均质地质条件、巷道干扰因素等进行讨论的同时,通过改变数据采集观测系统,利用多次覆盖方式、巷孔联合方式增加数据量,提高了对前方含水异常体的综合认识及预测能力。巷道超前探测实践表明,直流电阻率法探测应增大激励场对前方地质体的影响力,这样可以获得较为可靠的观测数据。改进后的观测系统增强了对前方含水异常体的判识能力,其预报结果准确可靠,对巷道掘进安全生产指导意义大。同时指出巷道直流电法超前探测需加大对聚焦电流方式研究,并结合多方法配合综合预报与解释。
关键词
直流
电阻率
法
超前
探测
多次覆盖系统
巷孔联合观测系统
含水异常体
Keywords
advanced detection technology of DC method
observing system of multiple coverage
uniting observing system of laneway and borehole
water containing abnormality
分类号
P631.3 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于非结构有限元的电阻率超前探测中旁侧异常影响特征研究
陈海文
叶益信
杨烁健
覃金生
《物探与化探》
CAS
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
基于GPU混合反演的隧道电阻率超前探测成像研究
聂利超
张欣欣
刘斌
刘征宇
王传武
郭谦
刘海东
王厚同
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
下载PDF
职称材料
3
巷道掘进直流电阻率法超前探测技术应用探讨
张平松
李永盛
胡雄武
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2013
32
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职称材料
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