等值反磁通瞬变电磁法在浅部岩溶探测中的应用研究——以惠州市龙门县某地区为例

传统瞬变电磁法受关断时间和互感的过渡过程影响,存在较大浅部盲区;新近发展迅速的等值反磁通瞬变电磁法从理论和仪器上实现了纯二次场的观测,大大提高了浅部区域的探测精度。为研究等值反磁通瞬变电磁法在100 m以浅岩溶探测的应用效果,以惠州市龙门县某岩溶发育区为靶区,开展了方法有效性研究,取得主要成果与结论:(1)界定的土石界面和圈定的岩溶发育区与已知钻孔揭露情况吻合较好,验证了基于等磁反磁通瞬变电磁法在100 m以浅岩溶探测的有效性;(2)反映区内岩溶具有一定连通性,岩溶大小约1~20 m,岩溶主要发育于20~40 m及60 m以下埋深。研究结果一方面有效圈定了研究区100 m以浅岩溶发育区,对后续桥梁工程的安全建设具有重要意义;另一方面等值反磁通瞬变电磁法具有施工便捷、采集高效、抗干扰强等优势,未来有望在城市浅部空间探测领域实现更大作为。

等值反磁通瞬变电磁在既有铁路路基岩溶探查中的应用

灰岩地区由于其地下空洞、溶洞和裂隙等地质特征,对既有铁路路基的稳定性构成严重威胁。本文采用等值反磁通瞬变电磁法进行探测,结合区域地质资料,圈定了既有铁路路基下方病害的分布位置、大小及形态,通过钻探资料验证了物探结果的可靠性,表明使用等值反磁通瞬变电磁法探测铁路路基岩溶分布是可行且高效的。

瞬变电磁共中心零磁通线圈研制与试验

基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点,而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明,该方法实测早延时信号明显失真,所计算的视电阻率值严重偏离实际,从而造成该方法对浅层地电信息的探测能力缺失,存在勘探盲区。为克服该技术缺陷,首先重建了共中心观测方式下仪器记录的瞬变场信号,基于理论分析研究了接收系统暂态过程和一次场对瞬变场观测信号的影响特征。结果表明,接收系统暂态过程和一次场是引起早延时数据失真的2个原因;与前者相比,后者对瞬变场有效分辨时间滞后的影响更大,为关键因素。同时指出在调制接收系统阻尼匹配情况下,进一步消除一次场干扰是减小勘探盲区的有效途径。基于此,考虑到发射线圈内、外磁场极性相反的特点,建立了共中心零磁通线圈的绕制方法,明确采用内、外接收线圈串联的方式可实现接收线圈内一次场总磁通量趋向于零(即零磁通);并通过公式推导,给出了内、外接收线圈匝数比的理论计算方法。现场试验结果表明:(1)内、外接收线圈匝数比的理论值较为可靠,但因线圈绕制存在误差,实际中还需结合线圈实测信号特征进行修正;(2)与中心线圈相比,所绕制的零磁通线圈受一次场干扰明显减小,瞬变场有效分辨时间大幅前移,早延时信号得到高度保真;在此基础上,通过增加内、外接收线圈匝数,可有效改善晚延时数据信噪比;(3)与中心线圈相比,零磁通线圈实测数据对试验区浅层地电信息的分辨能力明显增强,较好地解决了瞬变电磁方法存在浅层勘探盲区的技术难题,体现了零磁通线圈的可靠性和优越性,可为实际探测提供装备支撑。

等值反磁通瞬变电磁法在煤矿水文地质勘查中的应用

为了研究煤矿地下煤系地层与含水层之间的水力联系,以甘肃庆阳宁正矿区为例,根据主采煤层底板平均埋深在700~1000 m之间、顶板洛河组地层为主要的含水层、地质构造发育程度中等的条件,在分析研究煤矿地质及物性特征的基础上,选用等值反磁通瞬变电磁勘探法替代常规瞬变电磁法,根据电性值差异推断出断裂或地质体边界构造,判断其相互间的水力联系,最终圈定煤系地层与洛河组含水层之间的含(导)水通道,并通过钻孔验证其有效性。

基于等值反磁通原理的浅层瞬变电磁法

基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种新的探测地下纯二次场的方法.该方法采用上下平行共轴的两个相同线圈通以反向电流作为发射源,且在该双线圈源合成的一次场零磁通平面上,测量对地中心耦合的纯二次场.理论计算和物理实验论证了该方法能够有效消除接收线圈本身的感应电动势,从而获得地下纯二次场的响应.理论推导和数值计算证明了该方法采用的双线圈源比传统瞬变电磁法采用的单线圈源对地中心耦合场能量更集中,因而有利于减少旁侧影响、提高探测的横向分辨率.实测试验表明该方法是浅层探测的一种有效方法.

埋地钢质原油集输管道检测技术探讨

对岔-任原油输送管道内检测数据的分析表明,漏磁内检测技术相对准确,但检测实施过程中存在卡堵风险,为此深入分析了卡堵原因。对古-龙原油输送管道防护层缺陷外检测数据的分析表明,影响管中电流法(PCM)、直流电位梯度法(DCVG)检测的因素较多,检测准确率相对较低。通过对管体缺陷外检测数据分析,认为瞬变电磁法(TEM)检测技术还需要进一步完善。在集输管线内、外检测技术的实际应用情况中,D219 mm以上的管线可通过内检测掌握管体缺陷状况,并配合PCM技术检测防护层缺陷;D159 mm以下管线可采用外检测技术。

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境空间电磁干扰的研究

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境周围存在着多种电磁干扰,特别是悬浮磁场的漏磁和车辆运行时磁浮轨道感应产生的端部涡流磁场,这些磁场有可能通过检测线圈的耦合进入传感器的电路,影响悬浮间隙的检测。文中研究了这两种电磁干扰,在单磁铁模块模型的瞬态磁场仿真基础上,分析认为它们是一种低频干扰,并从屏蔽和滤波2个方面提出了解决方法。基于传感器检测频率与干扰频率的差异性,设计了一种FIR高通滤波器,仿真结果表明其抑制干扰效果良好。

等值反磁通瞬变电磁法在水下探测中的应用

等值反磁通瞬变电磁法作为一种纯二次场探测方法,能够有效获取地层浅部信息,在工程勘察中具有独特优势。首先介绍了方法的基本原理和浅水域等值反磁通设备,然后通过几个典型工程实例证明了其在工程勘察中的有效性。该方法应用于水下断层探测,能够较好地推断断层位置和产状;应用于水下岩溶探测,基本查明了岩溶发育位置与规模;应用于海底输油管道探测,能推断出管道位置与埋深。结果表明,等值反磁通瞬变电磁法是一种有效的水域工程勘察技术,适用于包括滩涂、沼泽在内的各种水域条件,能够实现水陆勘察无缝衔接,提供无盲区的工程地质资料。

基于等值反磁通瞬变电磁法的岩溶探测分析

瞬变电磁法早期二次场是浅层地质信息的反应,一次场关断产生的自感电场会与早期二次场进行叠加形成一个浅层盲区,造成探测结果不能真实反映浅层地层信息。对早期纯二次场的探测能够从根本上消除浅层盲区。文中首先介绍了等值反磁通瞬变电磁法的线圈装置,通过零磁通面积感应电压规律的分析,对该方法如何实现早期二次场采集进行了说明。以某水电站公路边坡岩溶探测为研究背景,通过对测试数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。事实证明等值反磁通瞬变电磁法能有效避免一次场关断对二次场的影响,基本消除了浅层盲区,实现了浅层地层的准确探测。

等值反磁通瞬变电磁法对石膏矿采空区的探测分析

为了研究等值反磁通瞬变电磁法对临澧某石膏矿采空区的探测效果,在矿区布置了两条测线进行等值反磁通瞬变电磁法实验。通过两条测线的结果对比可知,在等值反磁通瞬变电磁法的反演电阻率剖面中,不存在采空区的区域电阻率等值线较平缓、呈层状,基本反映了地层的层状特性;存在采空区的区域电阻率等值线呈明显的下凹特性,且电阻率值较低,为低阻异常带。可见,等值反磁通瞬变电磁法对临澧某石膏矿的采空区探测效果较好,能够确定采空区的基本位置,可以在该矿区或类似矿山开展采空区探测工作。

浅层等值反磁通瞬变电磁在煤窑采空区中的应用

铁路勘察设计中,查明煤窑采空区的分布对铁路设计以及后期运营具有重要意义。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种探测地下二次场的新方法。该方法通过将接收线圈至于反磁通平面,消除其暂态过程,接收纯净地下二次场。为此,从等值反磁通瞬变电磁法原理出发,立足于在实际铁路工程勘探中的应用,利用煤窑采空区与周围完整岩体的瞬变电磁法反演相对视电阻率的差异,在新建铁路渝昆线昭通车站的地球物理勘探中,准确探明采空区位置。通过与同测线地质资料对比,展示其良好的浅层勘探效果。

开关磁阻电机振动分析

开关磁阻电机的电磁噪声来源于电磁振动,通过改变电机定转子结构,从而改变定转子气隙磁密,减小气隙中的径向磁密,同时减小径向电磁力与转矩脉动,达到抑制电磁振动的目的,减小了开关磁阻电机振动,并通过傅里叶分解径向磁密观察径向磁密谐波含量,分析定子振动。通过Ansoft求得电磁力密度加载到Ansys Workbench瞬态结构中定子上,观察定子结构应力变化。得到了新定子、转子结构能有效的改善电机的振动情况。

基于等值反磁通瞬变电磁法的城镇岩溶探测研究

受岩溶发育影响,湖南某地突发地面塌陷,形成几处塌陷坑,对道路和居民的生命财产安全构成威胁。为了了解该处岩溶分布情况,在调查区布置了2条等值反磁通瞬变电磁法测线。通过对数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层的相对电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。钻孔验证结果与推断结果吻合性较好,表明该方法在城镇房屋密集区具有较强的抗干扰能力,能够为城镇区岩溶探测提供地球物理科学依据。

拟三维超浅层瞬变电磁在岩溶塌陷地区中的应用

浅层勘探一直是电磁法领域的难点之一。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法通过将接收线圈置于反磁通平面,消除其暂态过程,接收纯净地下二次场,实现浅层勘探。从等值反磁通瞬变电磁法原理出发,立足于在实际铁路工程岩溶塌陷地区中的应用,通过拟三维数据重建瞬变电磁反演资料,直观准确地展示塌陷腔体立体结构特征,成功实现中国西南岩溶地区拟三维超浅层瞬变电磁勘探。

等值反磁通瞬变电磁与地质雷达组合在塌陷渗漏探测中的应用

探地雷达与等值反磁通瞬变电磁相结合,能够快速准确的查找堤防浅部脱空及富水薄弱地质体的分布情况,具有数据采集高效、资料解译便捷等优点,是一种较理想的堤防探测物探方法组合。

等值反磁通瞬变电磁法在城市岩溶精细探测中的应用研究

采用等值反磁通瞬变电磁法对城市中一处岩溶发育区进行探测、数据处理以及三维成像展示,结果准确地反映出岩土界面、地下岩溶的位置、形态和规模,可为后期地质灾害防治提供可靠的基础资料,通过应用研究表明,等值反磁通瞬变电磁法可在城市浅表岩溶精细探测中发挥重要作用,符合未来城市精细化探测、立体化展示的发展趋势。

等值反磁通瞬变电磁法在浅层地质结构探测的应用

在复杂地质结构区域实施的工程建设,受气象环境、水文环境、地形地貌、地质构造等因素影响,岩土极易发生变形,严重时可能因受力过大而开裂,进而导致地基和建筑物发生变形,给建筑物带来安全隐患。因此,工程建设实施前,必须要充分掌握浅层地质结构变化情况与规律,从而为工程设计与工程施工提供全面准确的参考依据。等值反磁通瞬变电磁法是地下浅层地质结构探测的关键技术手段之一,该法采用双线圈源建立一次场零磁通接收平面来消除一次场对接收线圈的影响,以观测到地下纯二次场响应,从而提高瞬变电磁探测的准确度,缩小浅层盲区,达到精准探测地下地质变化情况与规律的目的。该方法具有野外工作简便快捷、不受施工场地限制及抗干扰能力强等特点,并通过工程应用证实探测精度和结果的可靠性,在工程地质勘察领域具有很好的应用前景。

等值反磁通瞬变电磁法在成都市地下空间资源地质调查中的应用

成都市钙芒硝、富水砂砾卵石层等不良岩土体以及隐伏断裂构造对地下空间的利用形成严重制约。据现有钻孔资料显示钙芒硝层多分布在30~150m深度、砂砾卵石层多分布在10~100m深度,属于等值反磁通瞬变电磁法的有效探测范围。首先对城区电磁干扰源进行了调查,总结了提高数据采集质量的具体措施;然后布置了过已知钻孔的等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,过井剖面反演视电阻率值与不同深度的测井视电阻率值吻合较好,说明反演初始模型参数选取正确,定量反演精度较高;最后布置了三条等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,试验结果表明等值反磁通瞬变电磁法结合钻探和其它物探手段,能有效划分出不良地质体的分布范围和对隐伏断裂进行识别。

综合物探及三维可视化处理技术在岩溶塌陷调查中的应用分析——以连州镇某小区塌陷为例

为查明连州镇某小区塌陷区基岩埋深及岩溶发育的整体情况,采用综合地球物理方法进行勘探,基于综合物探解译与钻孔资料的分析成果,验证基岩界面埋深情况与岩溶发育部位,同时推断其他可能的岩溶发育区。在此基础上,对物探反演数据进行三维可视化处理,及对二维断面图和三维体渲染图、等值面图、不同深度的切片图进行综合分析。研究表明,在岩溶塌陷调查中综合利用多种物探方法,能够相互补充和验证;通过三维可视化处理可以更加直观地展示基岩埋深及起伏特征、岩溶或溶蚀发育区的空间分布情况。为岩溶塌陷处理工作提供更加全面的综合物探成果。

高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法在临武县矿区采空区勘查中的应用

在修建临武县工业大道过程中,遇到采矿巷道口,为查明工业大道下采空区的分布,本文采用高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法对采空区分布范围及埋深进行了勘查,最终确定公路下矿层采空区的空间展布,为公路前期设计、治理提供了依据.