高密度电法对地下空洞的探测数值模拟研究

发布时间：2024-02-25 12:28

　　随着我国经济的快速发展，大量的基础设施建设工程也在迅猛发展，工程建设场地会跨越存在地下空洞的区域，因此探明不同类型地下空洞在地下的空间位置、规模以及成因等，对保证工程建设的顺利完成具有十分重要的意义。 本文基于数值模拟方法针对高密度电法对地下空洞的探测进行了数值模拟研究。首先，依据高密度电法正演理论对稳定电流场微分方程进行了推导。引入robust反演方法并同常用的最小二乘反演法进行了比较分析，得到了两者的适用条件并进行了验证。其次，通过ANSYS的稳态电流传导分析模块，对高密度电法不同装置参数的选取以及不同类型的地下空洞对探测效果的影响进行了数值模拟研究。引入了影响因子μ来评价不同装置类型的探测效果，并讨论了装置的电极间距、最大极距的选取以及地下空洞不同埋深、分布形态、电阻值、覆盖层厚度及分辨率对探测效果的影响。最后，结合富阳市杨家煤矿和桐庐县朝阳煤矿采空区探测实例，以2测线地电条件为背景，将模拟结果和实地探测结果进行了对比分析，并通过钻孔柱状图来验证其正确性。

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1点电源二维区域示意图

第二章高密度电法正反演理论研场的正演有限元模拟微分方程边值问题演模拟即为确定点电源场二维地电断面的边示，X轴为垂直于地质体走向的方向，Y轴为维情况下一般设地下导电性沿Y轴方向无变XOZ平面上。这时，虽然地下介质的电导率（x,y,z）所满足的微分方程及边界条件为....

图2-2平滑约束和robust模型约束反演结果示例

9(c)robust模型约束反演结果图2-2平滑约束和robust模型约束反演结果示例Fig.2-2Exampleofinversionresultsusingtheinversionsmoothandblockyinversionmodelc....

图2-3视电阻率数据点及模型子块Fig.2-3Apparentresistivitydatapointsandsub-blockmodel

这种情况下并不是合适的[42]。图2-2（a）反映了在模型的左下侧有一带电阻率为10m的地质断裂带，以及在右侧的电阻率为2m的小矩形岩体，岩体周围介质的电为10m。图2-2（b），（c）反映了含有锐利边界的模型反演结果，可以看出利用rob型约束反演方法的结....

图3-1ANSYS地电场有限元分析流程图

11图3-1ANSYS地电场有限元分析流程图heflowchartofANSYSfiniteelementanalysistoth析主要有以下三个步骤：块中选择PLANE230单元，单元的自由度为阻率。对于地电模型的网格划分，通常在地较大的地方采用较密的....

本文编号：3910310