高密度电法和地震映像法在岩溶勘察中的应用研究

发布时间：2020-05-23 01:33

【摘要】：在岩溶发育地区进行工程建设,对工区岩溶发育及分布范围的勘察工作是必不可少的。要详细查明工区内岩溶纵横向发育情况仅仅靠钻探方法难以达到理想效果。为了进一步确定场地内岩溶分布规模及产状,需要相应的物探手段进行探测。由于工区内岩性及地形复杂等因素,本次物探任务决定以高密度电法勘探为主,地震映像法勘探为辅的方式完成工作任务。本文从高密度电法装置类型的选择问题出发,从理论上探讨各类装置的探测特征及适用条件。由于工区内主要存在填充溶洞、空溶洞、断层类地质异常,首先建立高阻空溶洞、低阻填充溶洞、直立与水平断层模型,利用温纳α、β、γ及温纳施伦贝尔四种采集装置进行正反演,从反演结果上进行对比分析各种装置的探测特征。其次,根据实际情况加入地形数据,分析山脊山谷地形对四种装置探测效果的影响,为此次高密度电法探测装置的选择提供依据。针对数据采集中的噪声问题,建立加入随机噪声的正演模型,对正演计算数据采用小子域滤波方法进行去噪处理,之后进行最小二乘反演,分析数据去噪效果及对反演结果的影响。结果分析发现,去噪效果明显,但异常体边界出现畸形,于是对加噪反演结果进行小子域滤波,效果明显,提高反演剖面异常体的识别度。对于地震映像方法的研究,首先建立填充溶洞异常体的正演模型,分析地震记录的异常响应。其次对于地震记录的时频分析方法进行研究,取出一道地震记录,选取适当窗口及窗口移动步长,求出该道地震记录每个窗口的主频,分析该道记录的主频变化特性,接着绘制多个地震道的主频等值线剖面图,进而推测地层情况,为地震记录时间剖面异常体判别提供参考。最后,结合工程实例,对电法数据反演结果进行小子域滤波,效果明显,增强了反演效果。对地震映像时间剖面,进行时频分析,得出主频等值线图。结合电法反演剖面、地震映像时间剖面、地震映像主频等值线剖面,进行异常体判别,取得更准确更全面的勘探成果。
【图文】：

示意图,高密度电法,系统结构,示意图

第 2 章高密度电法的理论基础2.1 高密度电法原理高密度电法其本质也是直流电阻率法的一种，它是在常规的电阻率勘探方法基础上发展起来的，具有电测深法和电剖面法两大方面综合能力的一种勘探方法。它是在施加外电场作用的条件下，电流线经过地下介质，根据地下介质体的电性差异，高阻介质排斥电流线，低阻介质吸引电流线，研究地下电位的分布规律。其整体工作流程如下：第一步将排列上的所有电极布置在测线上，第二步利用多芯电缆将其连接到转换箱上，，根据设定的采集装置类型，自动实现相应的跑极方式进行数据采集，检查各个电极的接地电阻良好之后，就可以开始快速自动的采集数据，效率大大提高。最后一步，数据的处理与反演及异常解释。装置系统结构示意图如图 2-1 所示。

装置图,温纳,装置图,方式

式中ρs为视电阻率，K为装置系数，I为电流强度， UMN为M，N处的电位差（Yuan，2015）。2.2 高密度电法测量装置类型高密度电法测量装置系统是根据多种常规直流电法不同的跑极方式组合而来的（FayouAet al.，2014），因此在实际工作中需要根据不同的探测环境及探测任务选择恰当的装置。具体的跑极方式有：温纳装置方式(WN)—α 装置（AMNB）、β装置(ABMN)、γ装置(AMBN)三种等电极间隔装置、施伦贝尔1装置方式(SBl)、施伦贝尔 2 装置方式(SB2)、温施 1 装置方式(WSl)、温施 2 装置方式(WS2)、偶极装置方式(DP)、微分装置(DF)等（向阳等，2011）。温纳装置方式(WN)中的α、β、γ装置，其测量特点就是等电极距测量，A,B,M,N 各相邻电极间的距离相等，该测量方式为剖面测量方式，每层测点相间排列，所得断面为倒梯形（樊耀武等，2009）。测点分布见图 2-2~图 2-4。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4

【参考文献】