高密度电阻率法高分辨率成像与解释
发布时间：2021-10-08 15:49
高密度电阻率法（简称“高密度电法”）是一种常用的地球物理勘探方法。相较于传统的电阻率法,高密度电阻率法可实现测量过程中电极装置类型、电极间距和测点的自动切换,从而提高探测精度和工作效率。在实际应用中,通常采用光滑约束最小二乘法对高密度电阻率法的探测数据进行反演。然而,根据反演结果虽可得出探测区域内的电阻率分布情况,但难以准确地确定不同电阻率区域之间边界的具体位置,进而影响探测数据解释结果的精度。为解决上述问题,本文提出了一种基于反射系数分析的高密度电阻率法高分辨率成像与解释方法。该方法可通过对反演断面数据进行有效的二次处理及分析实现异常区域边界位置处数据特征的放大,从而识别反演断面中异常区域边界的具体位置,提高数据解释结果的准确性,并为实际工程提供更为可靠的理论指导。因此,关于高密度电阻率法高分辨率成像与解释方法的研究具有较强的现实意义。当前,通过对高密度电阻率法的反演数据进行二次处理以实现高分辨率成像及解释的相关研究基本未见。（1）本文主要通过数值模拟的方式进行分析。首先采用克里金插值法对光滑约束最小二乘法的反演结果进行数据插值及网格化,继而通过分析反演断面中穿过异常响应区域的各组横...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１点电源电场分布??在电阻率法勘探中，至少有两根供电电极（正极和负极）
高密度电阻率法高分辨率成像与解释??半空间中任一点Ｍ处的电位为??ｕ＝＾￣?－——－?（２．９）??２７ｔ＼＿ｒＡ?ｒＢ．??式中，Ｍ和ｒＢ分别为两电极到电场中某一点的距离。??ｉＰＷ??电流方向??图２．２?两极供电时市场分布情况??在两极供电形成的地下半空间中，任意一点Ｍ处的电场由两个点电源??产生的电场合成。根据场的叠加原理，可得??ｕＭ?＝＾￣?—?—?（２．１０）??＾■ｎ＼．ｒＡＭ?ｒＢＭ．??点Ｍ处与另一任一点＃处的的电位差为??——－——Ｌ?＋?—１?（２．１１）??Ｚ７ｒｌｒＡＭ?ｒＢＭ?ｒＡＮ?ｒＢＮ?＿??由上式可得??ｐ?＝?Ｋ．＾ＭＬ?（２．１２）??Ｉ??式中，炙＝—ｊ————ｐ，称为装置系数。?????１???ｒＡＭ?ｒＢＭ?ｒＡＮ?ｒＢＮ??在实际探测时，一般将ｄ、５称为供电电极，Ｍ、ＡＭ乍为测量电极，此时四??个电极均布设在地面上，且通常置于一条直线上。由于实际地层中电阻率分布不??均，因此在地面通过上述装置所观测到的数据为视电阻率：??Ｐｓ＝Ｋ．＾ＭＬ?（２．１３）??视电阻率值是地下非均匀体的电阻率的综合响应，通过反演可得出地下的??１１??
山东大学硕士学位论文??“真”电阻率值，即电阻率法勘探的最终结果。??２．１．２高密度电阻率法工作流程??２－Ｄ高密度电阻率法探测通常将多根电极（２５根或以上）连接至一条或多条??多芯电缆，电缆通过一部电极转换控制装置与数据采集仪器连接。勘探过程中，??根据预设的观测序列、装置类型等采集参数自动选择相关的４根电极进行数据采??集１６６］。图２．３为将多个电极通过一条多芯电缆连接至控制及采集装置并沿一条直??线进行２－Ｄ探测的示意图。电极布设时，两相邻电极的电极距一般固定不变。??测站３２??Ｉ?Ｉ??Ａ?Ｍ?Ｎ?Ｂ??３ａ?Ｉ?３ａ?｜?３ａ??Ａ?￣??测站１８??，?Ｊ????Ｉ?Ｉ??Ａ?Ｍ?ＩＳ?Ｂ??ｉ?２ａ?ｊ?２ａ?｜?２ａ?ｉ?电极转换??￣＾￣?数据采集仪器?控制装置??测站ｌ????????Ａ?Ｍ?Ｎ?Ｂ?＼??１?１０?２０?）??测蛍层?１?＾?１?ａ?１?ａ?［?［?？：?ｊ?｜?｜?｜?ｊ?｜?ｌ?ｊ?ｌ?ｌ?｜?１?１?ｊ?／??ｎ＝ｌ?］？？？？？？？？？？？？？？？？？??ｎ＝２?１８？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？??ｎ＝３?３２參????ｎ＝４?４３？?？？？？？？？??ｎ＝５?５１？?？?？?？?？??ｎ＝６?５６?？?？??图２．３?２－Ｄ高密度电阻率法电极排列和拟断面观测序列示意图??由上图可知，随着探测深度的增加，各电极间距逐渐增大，因而各测量层上??的数据点逐渐减少，即数据剖面呈“上宽下窄”的倒梯形。??在进行实际探测时，需先敷设电缆和布置电极。连接完成后，仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于克里金插值和Chan-Vese模型边界探测的InSAR相位解缠方法[J]. 王升,朱煜峰. 金属矿山. 2019(11)
[2]高密度电阻率勘测方法分辨率研究与探讨[J]. 黄真萍,胡艳,朱鹏超,李文灵. 工程地质学报. 2014(05)
[3]武广高铁路基岩溶电测深反射系数法勘探应用研究[J]. 崔德海. 铁道勘察. 2014(05)
[4]高密度电阻率法研究进展[J]. 杨振威,严加永,刘彦,王华峰. 地质与勘探. 2012(05)
[5]高密度电法的进展与展望[J]. 严加永,孟贵祥,吕庆田,张昆,陈向斌. 物探与化探. 2012(04)
[6]基于二维高密度电阻率勘探数据的三维反演及应用[J]. 戴前伟,肖波,冯德山,刘海飞,王鹏飞. 中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化[J]. 刘斌,李术才,李树忱,聂利超,钟世航,李利平,宋杰,刘征宇. 地球物理学报. 2012(01)
[8]边界系数法在高密度电阻率法正反演解释中的应用效果研究[J]. 陈宁,雷宛,肖宏跃,吕志强,胡承林. 成都理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]瞬变电磁法三维拟地震成像信息提取技术[J]. 朱宏伟,李貅,张军,戚志鹏. 地球物理学进展. 2010(05)
[10]电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用[J]. 刘斌,李术才,李树忱,李利平. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]三维电阻率/极化率有限元正演模拟与反演成像[D]. 黄俊革.中南大学 2003
硕士论文
[1]基于克里金算法的点云数据插值研究[D]. 张靖.长安大学 2014
[2]直流电阻率法正反演对比解释及其应用研究[D]. 陈宁.成都理工大学 2012
[3]高密度电阻率法正、反演模拟及其应用[D]. 于文福.成都理工大学 2011
[4]井间电阻率成像方法研究[D]. 沈平.中南大学 2010
[5]高密度电法浅部不均匀体影响效应及校正方法研究[D]. 侯彦威.煤炭科学研究总院 2008
[6]高密度电阻率法数据处理方法研究[D]. 刘海飞.中南大学 2004
本文编号：3424475
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１点电源电场分布??在电阻率法勘探中，至少有两根供电电极（正极和负极）
高密度电阻率法高分辨率成像与解释??半空间中任一点Ｍ处的电位为??ｕ＝＾￣?－——－?（２．９）??２７ｔ＼＿ｒＡ?ｒＢ．??式中，Ｍ和ｒＢ分别为两电极到电场中某一点的距离。??ｉＰＷ??电流方向??图２．２?两极供电时市场分布情况??在两极供电形成的地下半空间中，任意一点Ｍ处的电场由两个点电源??产生的电场合成。根据场的叠加原理，可得??ｕＭ?＝＾￣?—?—?（２．１０）??＾■ｎ＼．ｒＡＭ?ｒＢＭ．??点Ｍ处与另一任一点＃处的的电位差为??——－——Ｌ?＋?—１?（２．１１）??Ｚ７ｒｌｒＡＭ?ｒＢＭ?ｒＡＮ?ｒＢＮ?＿??由上式可得??ｐ?＝?Ｋ．＾ＭＬ?（２．１２）??Ｉ??式中，炙＝—ｊ————ｐ，称为装置系数。?????１???ｒＡＭ?ｒＢＭ?ｒＡＮ?ｒＢＮ??在实际探测时，一般将ｄ、５称为供电电极，Ｍ、ＡＭ乍为测量电极，此时四??个电极均布设在地面上，且通常置于一条直线上。由于实际地层中电阻率分布不??均，因此在地面通过上述装置所观测到的数据为视电阻率：??Ｐｓ＝Ｋ．＾ＭＬ?（２．１３）??视电阻率值是地下非均匀体的电阻率的综合响应，通过反演可得出地下的??１１??
山东大学硕士学位论文??“真”电阻率值，即电阻率法勘探的最终结果。??２．１．２高密度电阻率法工作流程??２－Ｄ高密度电阻率法探测通常将多根电极（２５根或以上）连接至一条或多条??多芯电缆，电缆通过一部电极转换控制装置与数据采集仪器连接。勘探过程中，??根据预设的观测序列、装置类型等采集参数自动选择相关的４根电极进行数据采??集１６６］。图２．３为将多个电极通过一条多芯电缆连接至控制及采集装置并沿一条直??线进行２－Ｄ探测的示意图。电极布设时，两相邻电极的电极距一般固定不变。??测站３２??Ｉ?Ｉ??Ａ?Ｍ?Ｎ?Ｂ??３ａ?Ｉ?３ａ?｜?３ａ??Ａ?￣??测站１８??，?Ｊ????Ｉ?Ｉ??Ａ?Ｍ?ＩＳ?Ｂ??ｉ?２ａ?ｊ?２ａ?｜?２ａ?ｉ?电极转换??￣＾￣?数据采集仪器?控制装置??测站ｌ????????Ａ?Ｍ?Ｎ?Ｂ?＼??１?１０?２０?）??测蛍层?１?＾?１?ａ?１?ａ?［?［?？：?ｊ?｜?｜?｜?ｊ?｜?ｌ?ｊ?ｌ?ｌ?｜?１?１?ｊ?／??ｎ＝ｌ?］？？？？？？？？？？？？？？？？？??ｎ＝２?１８？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？?？??ｎ＝３?３２參????ｎ＝４?４３？?？？？？？？？??ｎ＝５?５１？?？?？?？?？??ｎ＝６?５６?？?？??图２．３?２－Ｄ高密度电阻率法电极排列和拟断面观测序列示意图??由上图可知，随着探测深度的增加，各电极间距逐渐增大，因而各测量层上??的数据点逐渐减少，即数据剖面呈“上宽下窄”的倒梯形。??在进行实际探测时，需先敷设电缆和布置电极。连接完成后，仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于克里金插值和Chan-Vese模型边界探测的InSAR相位解缠方法[J]. 王升,朱煜峰. 金属矿山. 2019(11)
[2]高密度电阻率勘测方法分辨率研究与探讨[J]. 黄真萍,胡艳,朱鹏超,李文灵. 工程地质学报. 2014(05)
[3]武广高铁路基岩溶电测深反射系数法勘探应用研究[J]. 崔德海. 铁道勘察. 2014(05)
[4]高密度电阻率法研究进展[J]. 杨振威,严加永,刘彦,王华峰. 地质与勘探. 2012(05)
[5]高密度电法的进展与展望[J]. 严加永,孟贵祥,吕庆田,张昆,陈向斌. 物探与化探. 2012(04)
[6]基于二维高密度电阻率勘探数据的三维反演及应用[J]. 戴前伟,肖波,冯德山,刘海飞,王鹏飞. 中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化[J]. 刘斌,李术才,李树忱,聂利超,钟世航,李利平,宋杰,刘征宇. 地球物理学报. 2012(01)
[8]边界系数法在高密度电阻率法正反演解释中的应用效果研究[J]. 陈宁,雷宛,肖宏跃,吕志强,胡承林. 成都理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]瞬变电磁法三维拟地震成像信息提取技术[J]. 朱宏伟,李貅,张军,戚志鹏. 地球物理学进展. 2010(05)
[10]电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用[J]. 刘斌,李术才,李树忱,李利平. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]三维电阻率/极化率有限元正演模拟与反演成像[D]. 黄俊革.中南大学 2003
硕士论文
[1]基于克里金算法的点云数据插值研究[D]. 张靖.长安大学 2014
[2]直流电阻率法正反演对比解释及其应用研究[D]. 陈宁.成都理工大学 2012
[3]高密度电阻率法正、反演模拟及其应用[D]. 于文福.成都理工大学 2011
[4]井间电阻率成像方法研究[D]. 沈平.中南大学 2010
[5]高密度电法浅部不均匀体影响效应及校正方法研究[D]. 侯彦威.煤炭科学研究总院 2008
[6]高密度电阻率法数据处理方法研究[D]. 刘海飞.中南大学 2004
本文编号：3424475
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