基于共轭梯度的全通道3D井地井电阻率成像研究

发布时间：2018-11-22 19:41

【摘要】：随着城市工程勘探及煤矿采矿区勘探要求的不断提高,二维地面及孔间电阻率成像无法确定电性异常沿垂直剖面方向延伸范围,三维地面电阻率成像面临着纵向分辨率小、空间覆盖不均匀等问题.本文提出井地井三维全通道电阻率成像方法,该方法计算时采用除去2个供电电极外其余全部接地电极所采集数据进行反演计算.在成像时首先采用有限差分方法求解3D静电场方程,并基于伴随矩阵方法计算非线性灵敏度矩阵,最后利用牛顿共轭梯度反演方法实现全通道电阻率层析成像.通过理论数据测试表明:全通道3D井地井联合观测方式能有效的对孔间电性结构三维成像,具有较好的纵横向分辨率,可以较好的解决实际工程地质问题及采空区在空间的分布形态难题.
[Abstract]:With the increasing requirements of urban engineering exploration and exploration in coal mining areas, 2-D surface and inter-hole resistivity imaging can not determine the range of electrical anomalies extending along the vertical profile, and 3D surface resistivity imaging is faced with a small vertical resolution. Space coverage is uneven and so on. In this paper, a 3-D full-channel resistivity imaging method for well ground wells is presented. In this method, the data collected from all the grounding electrodes except two power supply electrodes are used for inversion calculation. The 3D electrostatic field equation is solved by finite difference method, the nonlinear sensitivity matrix is calculated based on adjoint matrix method, and the full channel resistivity tomography is realized by Newton conjugate gradient inversion method. Through theoretical data testing, it is shown that the combined observation method of 3D well and ground well through the whole channel can effectively image the electrical structure between holes, and has a good longitudinal and horizontal resolution. It can solve the problem of engineering geology and the distribution of goaf in space.
【作者单位】： 中国科学技术大学地球和空间科学学院;三峡大学土木与建筑学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(41474039)资助
【分类号】：P631.322

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本文编号：2350341