现代高速铁路对大地电磁测深的影响及多点远参考压制方法研究

发布时间：2020-11-21 03:26

　　 大地电磁测深法使用天然交变电磁场作为场源,这使得该方法极容易受到各种人文噪声干扰的影响。在进行大地电磁测深的野外采集工作时,如果遇到明显的干扰源,如高压输电线、大型工业设备等,尽管可以选择避开一定距离以减少噪声影响,但是随着我国经济水平的飞速发展,交通也越来越便利,尤其在大中城市周围,高速铁路网十分密集,这使得在城市周围进行大地电磁测深工作变得十分困难。在无法避开高速铁路影响的情况下,如何获得高质量的大地电磁测深数据是一个亟须解决的问题。因此,开展在现代高速铁路干扰信号影响下的大地电磁测深数据处理技术研究非常有意义。本文以京广高速铁路的北京-涿州段为例,重点研究受高铁影响的大地电磁测深数据特征及对应的去噪方法。为了研究高速铁路对大地电磁测深的影响,本文依托中国地质科学院物化探所承担的“冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价”地质调查项目,开展针对高铁干扰源的大地电磁抗干扰方法技术试验。在试验中,获取距高铁线路不同距离试验点观测到的大地电磁数据,并在时间域分析高速铁路产生的噪声信号特征,在频率域对比各点视电阻率-相位曲线形态,得出高速铁路对大地电磁测深数据的干扰频段、干扰距离等特点,研究了高速铁路的影响规律。在常规远参考处理技术的基础上,验证了地质噪卢对远参考法的影响,并依据远参考的原理,开展远参考试验,选取不同方向、不同距离的多个远参考点,与试验点同时进行数据采集,分别对试验点数据进行处理并对处理结果进行对比分析,选择有效的远参考点并总结远参考点的选取原则,但是对比结果发现,单一远参考难以改善全频段的数据质量。针对远参考法存在的问题,提出了多点远参考处理技术,选择合适的多个远参考点对受噪数据进行处理,得到了全频段数据质量都较好的视电阻率曲线及相位曲线。相比于常规的单点远参考法,多点远参考的处理效果更好,能够得到更为可靠的数据。为了验证对多点远参考法的有效性及可靠性,在实测试据的基础上,将理论与实践相结合,选择了一条受高铁干扰较为严重的剖面,分别用常规方法、多点远参考法进行处理,并将反演结果与地震剖面进行对比,发现多点远参考大地电磁地质解释结果与地震的地质解释结果基本一致,证明了该方法时可行的,并对试验剖面进行了地质解释。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：U238;P631.325
【部分图文】：

第１章绪论??噪数据，验证方法的有效性及可攀性，井对试验剖面做出解释６??１．４研宄方法与技术路线??本文依托中国地质科学院物化探所承担的“冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调査评价”地质??调查顶貝，开展现代高速铁路干扰信号对大地电磁测深的影响以及多点远参考压制方法研??：究。技术路线如下＊??（ｉ＞针对现代高速铁路带来的龟磁干扰，设计并开展干扰源试验，分折翕遽铁路干扰??＇滅特征及惠时大地电磁爾逾齒：果的干扰．方：式。??（２）依托远参考法的理论，以大地电磁测深理论为指导，在考虑各种影响大地电磁场??信号的因素基础上，，综合考虑地质、人文、地形、噪声、拟定探测探度等固素，选取合适??的远参考点，以儀号对比和实际地质剖面对比为研究目标的总体思路，选取造宣的仪器开展??鑛远参考．试骏。??（３＞总结远参考处理效果，选择合适的远参考点进行多点远参考处理》对处理结果进??＆对比分析。??（４?）利用实测剖面进仃多点远参考法的可行性及有效性验证。??观测试验ｐ??＼??＞??Ｉ??干扰信号分析。??Ｖ．???Ｊ??Ｉ???Ｉ?Ｉ???时间域波形４?ｆ频率域范围／??Ｖ?／?、?＿?Ｊ??ｒ????Ｉ??Ｉ??远参考试验??Ｖ??／???１?——１?１????常规处理．?单点远参考．，?多点远参考ｐ???，?＾＾￣＾???对比分析ｐ??Ｉ???Ｎ??剖面验证ｆ??图１．１研宄路线图??６??

第３．章巍代高途铁路．电磁干扰观测．试验??第３章现代髙速铁路电磁干扰观测试验??商速铁路牵引供电系统采用单相工频５０ＨＺ、交流２５ｋＶ向动车组提供电能Ｐｓ］，其原理??是牵引交电所将电网上的高压电变为接触网上的２５ｋＶ交流电，高铁列：车通过搭在接触网上??的弓＿为自身供电，电流经过高铁列车的动力系统后流入钢轨，经由钢轨苒流回至牵引变电??所，构成回路【３６】（如图３．１）??ｒｒ??一—?｜变电所??接触线??回路?Ｖ－＜?Ｌ?■?■＿?＿■?Ｉ—／??．图３．１興铁供电方式不：意國??高速铁路供电电流在１０００Ａ左右，由宁＇电气化铁路的机车牵引电流需通过钢轨＿流，??这使得在钢轨周围会产生较强的感应电磁场［３７１。在富铁线路中，处理负载区域外的钢轨，??理论上不应有电流通过，但是经研究发现，在该Ｋ域仍有约１０％的负载电流会通过钢轨〖３８］，??由于所处位置和负载条件的区别，钢轨对大地电位的影响也会有所变化［３９］。另外髙铁速度??快，振动幅度大，会引起磁传感器的振动，影响磁场数据的爾暈。??３．１观测试验??为了研究齊铢对采集数椐的影响程度，我们选择京广高铁作为本次试验的干扰源，在痛??碑店三里铺村附近（３９°２（Ｖ４３．３８ｎ，?１１５°５８＇５１．５７ｎ）距离高铁线路分别为５００ｍ、ｌｋｍ、１．５ｋｍ、??２ｋｍ、３ｋｍ、５ｋｍ的地方进行采集（图３．２）。??１２??

ｚ交渠《?？下庄？??／？?轉圧付??／??／??／?－．．Ｉ?１１?？王庄？今??／?〇?邋寒佐代??／?明洚付??您／??ｆ?？?大遍王庄丨９?于庄》今??＾?＇＊＾ｋｍ?１ｋｍ?１．?５ｋｍ?２ｋｎ，?價付??／?＾?＜９?＜ｍ?ｍ?５ｋ，ｎ??＾．ｋｍ＾Ｙ?Ｙ?ｖ?ｖ?Ｔ?ｍ?＞？＊＊？■??／?刘ｆｋ池代?彥士?Ｉ８＃４??／??／／?小伯戌?〇＊５＊菜索＊＊??？?！?嫌庄代??／＿??〇??．?方溫市学??图３．２髙铁干扰试验实际材料图??干扰源试验的仪器设备釆用加拿大ＰＨＯＥＮＩＸ〔凤鳳）公司生产的ＭＴＵ－５Ａ?（Ｖ５－２０００）??型卫星同步大地电磁观测系统。ＭＴＵ大地电磁观测系统是街前世界上较先进的四维地琿物??理数据观测系统，包括两道通过不极化电极涵羹的电道，和三个利用探头（或线圈）测羹．的??磁遣；＃通过全球卫星定位系统（ＧＰＳ）与世界通用协调时间（ＵＴＣ）同步。其采集单元轻??便、微型、易操作，且有大的灵活性。磁场儒号采用ＭＴＣ－５０和ＭＴＣ．－８０长周期磁传感器??采集Ｓ??观测方式：采用张量铡羹方式，一个排列．至少同时观测一组Ｅｘ、Ｅｙ、Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ五??个分量。??数据采集：??①电极一般采用标准“?＋?”字形布设，因地形条件无法采用“＋”学形布设时，可采用??“Ｌ”形或“Ｔ”形方式布设；要求接地电阻小于２０００欧姆，电极线采用屏蔽线并全部或分??段压实。??（Ｄ在电磁干扰大的测点处，为了防止采集的电场数据饱和，电极距设定为５０米（个别??电磁场强度特太处采用２５米电极距在远参考点，为增强信号强度并减小静态效总电极??
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本文编号：2892451