基于高频大地电磁法相位信息压制静态效应方法研究

由于浅地表电性不均匀体造成的静态效应严重影响高频大地电磁数据处理精度,通过有限元方法模拟浅地表电性不均匀体对于层状模型高频大地电磁数据的影响规律,发现静态效应对于高频大地电磁相位信息影响较小,提出利用地表辅助电性资料结合相位信息静态校正方法,实例证明该静态校正方法能有效压制高频大地电磁静态效应。     

音频大地电磁法在宜万铁路隧道勘察中的应用效果

以云雾山隧道为例 ,重点介绍了音频大地电磁方法数据采集、数据处理和复杂地形条件下对地层、构造、岩溶的探测效果。     

天然源大地电磁法在构造勘察中的应用研究

研究目的:近年来,随着铁路的建设,铁路线位深入到丘陵山区的情况越来越多,在铁路断层构造勘察中,传统物探方法的局限性越来越明显.针对断层构造勘察,对天然源(音频)大地电磁法(AMT)的处理和解释等方面进行深入的研究,目的是提高物探对断层构造勘察的精度及使断层构造勘察基本不受限制.研究结论:(1)在铁路断层构造勘查中,天然源(音频)大地电磁法(AMT)与传统物探方法相比,具有受地形影响小,快捷,勘探深度大,成本低等优势;(2)自主研发的数据处理方法,将天然源(音频)大地电磁法(AMT)与人工源(可控源音频)大地电磁法(CSAMT)使用同一平台进行数据处理,解决了以往存在反演过于平滑,异常均一化的缺陷,断层构造勘察效果更加明显,查明了断层构造分布格局;(3)为对铁路选线提供了有力的依据,对类似情况的铁路断层构造勘察具有很强的指导意义.     

二维大地电磁静位移估算及其在隧道勘探中的应用

研究目的:在长大隧道的音频大地电磁勘探中,如何客观地识别与处理静态位移引起的虚假电性异常是主要技术难题之一。考虑到二维结构中阻抗相位不受静态位移影响的特点,提出了基于阻抗相位的静态位移因子估算方法,以期可以对静态位移量进行更为客观地估算。在此基础上,开展了静态位移因子在二维反演中的应用研究,以确保反演模型的电性结构更为合理。研究结论:(1)与目前其他静态校正方法相比,以阻抗相位为基础估算得到的静位移因子客观真实、人为随意性较小;(2)使用位移因子对异常区实测曲线进行平移,根据平移曲线的一维反演结果可以为二维反演构建较合理的初始模型;(3)对原始数据进行二维反演,既能有效地消除静态效应对反演模型深部结构的影响,也能在反演中获得正确的浅部电性结构;(4)模型验算以及工程实例表明:本文提出的静态位移因子估算算法及其在反演中的应用方法可以有效地压制二维大地电磁静态效应。     

大地电磁二维正则化反演研究

研究目的:在大地电磁反演方法的研究中,模型与观测数据一般是非线性关系,观测数据的有限性及含噪声使得反演结果具有非唯一性,地球物理建模理论的近似和先验信息的不足使得各反演方法难以兼顾解决全局收敛和高效收敛问题。通过在目标函数中采用正则化方法,可以使得不适定反演问题具有稳定的反演结果,改善解的稳定性和非唯一性问题。因此,寻求一种合适的二维正则化反演方法显得尤为重要。研究结论:(1)求解适定的大规模反演线性方程组时,为了改善高斯-牛顿法的局部收敛,可以采用阻尼高斯-牛顿迭代算法,通过对理论模型的试验,基于阻尼高斯-牛顿算法的大地电磁二维正则化反演计算结果真实地反映了模型的地电参数,准确地把握住异常体的深度及大小,说明该反演算法是有效的;(2)将模型反演计算的预测数据与实际的观测数据进行对比分析,无论是预测视电阻率数据,还是阻抗相位数据,都与其实际观测数据基本吻合,说明了反演算法的准确性,适用于大地电磁的二维资料解释;(3)利用GCV法可以有效地确定出较优的正则化参数,将不适定问题转化为适定问题进行求解,保持数据目标函数和模型约束目标函数之间的平衡关系,进而使模型方差和分辨率之间达到最佳折衷;(4)该反演方法适于近似水平地形条件下进行大地电磁二维正演模拟,可用于铁路、公路等勘察领域二维大地电磁数据资料解释中。     

基于多导体回路法的牵引网电气参数计算研究

提出一种基于多导体回路法的牵引网阻抗计算方法,该方法不仅考虑了实际参与传输和回流的导体,还计及了大地回流。将包括大地在内的牵引网系统中导体按传输和回流功能进行分类,由参与传输和回流的不同导体构建回路,并求取由各回路自阻抗和互阻抗构成的阻抗矩阵,推导各回路电流分配系数和系统综合阻抗;考虑实际牵引网存在架空回流情况,分析大地对架空导体回路的影响,即将架空导体回路法、简化Carson公式及Dubanton公式计算的阻抗进行对比,结果表明大地的影响较小,可以忽略不计。针对渝黔铁路,对比分析多导体回路法和经典Carson理论推导的单位长度牵引网综合阻抗;结合渝利线丰石实际线路的短路试验进一步验证了多导体回路法开展电气化铁路计算和分析的有效性。本文提出的方法能对牵引供电系统进行较好的描述,较为精确计算牵引网综合阻抗,具有一定合理性和工程实用性。     

电磁差速耦合轮对导向机理

为解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足的导向问题,国内外学者提出了诸多耦合轮对技术方案.文中提出了一种新的电磁差速耦合轮对技术方案,该技术方案是在独立旋转车轮的基础上横向加装电磁耦合器构成耦合轮对,以实现独立旋转车轮差速控制.利用电磁耦合器的等效电路计算电磁耦合器传递的电磁耦合力矩,通过对电磁差...     

EH4大地电磁技术的适用及应用效果

首先对EH4大地电磁方法的特点及相关的适用情况进行了理论及实践层面的探讨,通过工程应用实例,论述EH4大地电磁方法在不同目标条件下的应用效果。     

Matlab工具箱在大地电磁测深二维正演中的应用

介绍了MATLAB软件中的PDE工具箱，并将其用于大地电磁测深二维正演问题中视电阻率和阻抗相位计算。有限元求解的精度主要受网格剖分，特别是三角形尺寸的影响，过密的网格剖分使得计算机求解需要过长的时间及较大的内存。MATALB有限元工具箱中采用自适应网格剖分，能克服其缺点。理论模型求解结果表明，MATLAB是进行有限元计算的有效工具。     

高铁站台内部钢筋对相邻股道互阻抗的影响分析

高铁车站内股道间电磁信号邻线干扰防护是列车安全运行控制的要求，两线间互阻抗是邻线干扰的重要参数。对高铁站内轨道电路邻线干扰较为严重的工程问题进行理论研究，定量分析站台基础设施结构钢筋差异带来的电磁环境影响；推导相邻轨道电路互阻抗表达式，并对影响互阻抗大小的因素进行仿真分析；在某高铁站对两轨道电路互阻抗进行现场测试。仿真分析结果和现场实测结果均表明：站台内钢筋的存在，使相邻股道间互阻抗增加，且互阻抗增加量随工作频率的提高而增大。     

大地电磁法与地质钻孔法在铁路隧道勘察中的对比分析

大地电磁成果能够对岩体的完整性情况、富水情况进行宏观描述,指导钻探。大地电磁成果会受到静态效应的影响,静态效应有时可高达两个数量级,近似于电场正常场与异常场的比值平方,严重影响CSAMT方法的定性解释结果,出现虚假的陡立深大断裂或垂向大延伸的异常体。因此,大地电磁成果资料存在如上异常体时,应细致分析,避免与异常混淆。     

电磁阻抗法检测钢轨踏面硬度中提离效应的研究

电磁无损检测钢轨踏面硬度中，检测信号对提离效应极其敏感，所以必须对提高效应加以抑制。本文针对电磁法铁磁材料硬度无损检测中的提离效应问题，提出了利用阻抗法，根据差动探头散射阻抗解析模型，对阻抗平面利用计算机图像处理进行处理，从而抑制提高效应，提高阻抗法进行铁磁材料检测的精度，并建立了用于钢轨踏面度无损检测的电磁场数学模型，实现了钢轨踏面硬度的定量检测。     

广域电磁法在深埋隧道勘察中的应用研究

研究目的:广域电磁法是一种适应艰险复杂山区勘察并满足工程勘察精度要求的大深度勘察方法,本文通过对广域电磁法基本原理和特点的分析,并通过九天山隧道多测线的勘察应用以及与音频大地电磁法和大地电磁法的成果对比,旨在研究广域电磁法在艰险复杂山区深埋隧道勘察中的效果。研究结论:(1)广域电磁法在本次勘察中,有效深度达到2. 8 km,完全满足大深度隧道勘察的需要;(2)本次工作最大发射电流达到20 A,对地形和地表不均匀体产生的静态效应进行了较好的压制;(3)通过和大地电磁法(MT)以及音频大地电磁法(AMT)的对比,浅部信息比AMT丰富,深部信息比MT丰富,纵向分辨率提高很多,可以实现大深度隧道全范围的精细化勘察;(4)广域电磁法有效进行了地层的精细化划分,推断了构造位置与倾向,提示了软弱风险区,适用于艰险复杂山区深埋隧道地质勘察。     

EH-4电导率成像系统在铁路长大隧道中的应用

EH-4系统是一种可控源人工场和天然场相结合的大地电磁测深方法。通过引进此项新技术并应用天然场进行大地电磁测深，成功地解决了长大隧道勘察中遇到的构造断裂、岩溶、地下水及土石分界等问题。     

高频大地电磁法在屏峰山隧道勘察中的应用

高频大地电磁法在长大深埋隧道隐伏断层破碎带等异常区域的物探工作中,具有良好的探测效果。以高频大地电磁法在屏峰山隧道勘察中的实际应用,揭示屏峰山隧道的地质构造特征,指导屏峰山隧道异常区域的钻探布置工作。     

大地电磁技术在太行山隧道勘察中的应用

全长27．87km的太行山隧道，最大埋深为450m，为国内目前最长的铁路山岭隧道。隧道区内存在大量特殊地质问题。介绍了可控源音频大地电磁（CSAMT）、高频大地电磁（HMT）技术方法的原理，以及在解决太行山隧道洞身附近的地层、地下水、构造及岩溶发育等地质问题方面的应用。通过深孔钻探，对发现的构造、地下水等异常进行了验证。总结出了各种不同地质问题所反映的大地电磁异常特征，为长大深埋隧道的勘察提供了一种有效的勘察手段。     

音频大地电磁测深法在大金山隧道勘探中的应用

隧道的勘探技术研究,一直是我国铁路隧道勘探研究的热点和难点,传统钻探及调绘等手段在隧道勘探中有较大的局限性,采用新方法技术是提高隧道勘察水平的重要手段之一。结合玉(溪)磨(憨)线特长隧道—大金山隧道音频大地电磁测深工作,阐述了音频大地电磁测深的方法原理、资料采集、地形校正等内容。以音频大地电磁法为主、结合钻探及地质调绘等手段,宏观上查明隧道的地质条件,为深孔钻探孔位布置和隧道设计提供了详实的基础资料。     

高频大地电磁法在云雾山隧道勘察中的应用

云雾山隧道是成渝高速公路复线的关键节段工程,按设计属于特长深埋双洞隧道。隧址区工程、水文地质条件复杂,岩溶、断层较为发育。高频大地电磁测深具有不受高阻屏蔽、探测深度较大、受地形影响较小、分辨率较高、操作较为便捷等优点。介绍以EH-4电导率成像系统为代表的高频大地电磁法在云雾山隧道勘察中的应用情况,其结果表明:高频大地电磁法(EH-4)在特长深埋隧道勘察中能够有效用于识别并圈定数百米范围内的不良地质体,从而为隧道的设计、施工提供地球物理依据。     

采空区物探方法新探

介绍三个采空区物探实例,分别采用瞬变电磁法、高频大地电磁法和微重力法探测。详细介绍了物探工作布置、数据采集及资料处理解释,取得了较好的探测效果。     

大地电磁测深进行隧道围岩分级的可行性研究

研究目的:以往工作中,物探专业通过开展浅层地震折射法取得岩体纵波速度,但浅层地震折射法受理论以及震源能量限制无法取得深埋隧道洞身附近的岩体速度,使得围岩等级的划分缺少依据。寻求利用电性差异即应用大地电磁测深技术进行隧道围岩分级的研究是十分必要和迫切的。研究结论:浅层地震折射法在取得深埋隧道围岩的纵波速度方面存在很大限制;大地电磁测深法在铁路地质勘察中已成为主要方法,在电阻率区分上是有效的,其成果可以成为判断岩石完整性的依据,应用大地电磁测深技术进行隧道围岩分级是可行的。