激发极化法地质勘探仿真

发布时间：2017-04-19 13:08

  本文关键词：激发极化法地质勘探仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着交通网络的不断发达,隧道工程和地下工程如火如荼的发展起来。但由于工程地质环境的复杂性和未知性,使得掘进工程变得异常困难,且安全性也受到限制。为了满足现代自动化和机械化的掘进要求,并更好的为超前施工提供科学依据,因此加强对超前地质勘探技术的研究和应用是非常必要的。本文针对激发极化法超前地质勘探问题进行深入研究。综合分析激发极化法的极化机理,掌握BEAM超前地质勘探的工作原理及系统组成,应用ANSYS有限元仿真软件对影响探测结果的各参数进行正演仿真研究,搭建实验系统,根据仿真结果和实验结果探究BEAM超前地质勘探的探测能力。本文详细介绍了激发极化法的探测原理及运用激发极化法进行探测的主要方法。本课题以BEAM超前探测法为研究核心,介绍了BEAM法的探测原理、探测装置和探测过程。为了探究在BEAM掘进过程中,地质状况对探测结果的影响,本文采用ANSYS有限元仿真软件对BEAM法工作过程进行正演仿真,介绍了ANSYS仿真软件在电场模块下的仿真求解过程,以及后处理器中对仿真结果的分析和处理。通过模拟BEAM装置的探测原理,在ANSYS中建立仿真模型。在二维电场中,仿真验证了保护电极的作用。通过改变异常体的性质、位置、尺寸和探测区域内围岩的性质,来求解这些参数对仿真结果的影响。利用ANSYS,仿真求解不同情况下电压和电场的分布云图,绘制电压传递曲线,得出异常体性质、位置、尺寸变化和围岩性质变化对仿真结果的影响,为实验提供参考。最后搭建实验平台,设计电压可调、频率可调的激励源信号,向长方体地质模型中加入激励电压,利用采集卡和示波器测量数据,利用LabVIEW处理、保存实验数据。在实验环境下研究异常体各参数对实验结果的影响,分析计算频率效应百分比,与正演仿真的结果作对比。通过对比仿真结果和实验结果,对BEAM法的探测能力和适用性进行验证,为BEAM法超前地质勘探增加理论依据。
【关键词】：激发极化法 BEAM勘探 二次场电压 正演仿真
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.324
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的目的和意义9-10
• 1.2 激发极化法国内外发展及应用现状10-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-13
• 第2章 BEAM探测原理及方法13-25
• 2.1 激发极化机理13-16
• 2.2 激发极化法探测方法16-18
• 2.2.1 直流激发极化法16-17
• 2.2.2 交流激发极化法17-18
• 2.3 BEAM工作原理18-19
• 2.4 BEAM系统组成及应用19-22
• 2.4.1 BEAM系统探测装置19-20
• 2.4.2 BEAM法应用20-22
• 2.5 激电异常电场理论分析22-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 地质异常勘探的正演仿真25-44
• 3.1 ANSYS有限元仿真软件简介25-26
• 3.2 模型的建立26-28
• 3.3 加载与求解28-29
• 3.4 仿真结果分析29-43
• 3.4.1 点电源电场分布29-32
• 3.4.2 激电异常的地质仿真分析32-35
• 3.4.3 异常体性质变化对仿真结果影响35-37
• 3.4.4 异常体位置变化对仿真结果影响37-39
• 3.4.5 异常体尺寸变化对仿真结果影响39-41
• 3.4.6 围岩变化对仿真结果的影响41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 实验验证44-53
• 4.1 搭建实验平台44-45
• 4.2 激励源设计45-47
• 4.3 实验过程47-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 结论53-54
• 参考文献54-57
• 附录A ANSYS仿真求解程序57-64
• 在学研究成果64-65
• 致谢65

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3 何继善;双频道交流激发极化法初步研究[J];中南矿冶学院学报;1978年02期

4 周立功,桂和荣;激发极化法在淮南六方堤稳性检测中的应用[J];煤田地质与勘探;2001年02期

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本文编号：316343