淺層不均勻體大地電磁響應(yīng)及約束反演研究.pdf

1、本文主要針對大地電磁在鐵路長大隧道應(yīng)用中遇到的實際問題，進(jìn)行探討研究，分析了靜態(tài)效應(yīng)和地形影響的原理，討論了靜態(tài)校正和地形校正方法，并通過模型正演研究總結(jié)了實際應(yīng)用中的一些規(guī)律，并將這些規(guī)律應(yīng)用到實際資料處理中，提高了資料解釋的可信度；同時將鉆孔、地質(zhì)等先驗信息轉(zhuǎn)換為電性資料，進(jìn)行電性參數(shù)約束反演研究，提高了大地電磁方法的分辨率。
　　 論文首先重點(diǎn)對靜態(tài)效應(yīng)問題及其校正方法進(jìn)行了研究，分析了靜態(tài)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制，總結(jié)了靜態(tài)效應(yīng)的

2、幾個典型的特征：淺部的小規(guī)模的電性不均勻體在大地電磁測深過程中會產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)；靜態(tài)效應(yīng)只影響電場數(shù)據(jù)的觀測，而不影響磁場數(shù)據(jù)的觀測；在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，視電阻率曲線會沿視電阻率軸上下整體偏移，不改變曲線形態(tài)，而相位曲線不受影響；靜態(tài)效應(yīng)容易與異?；煜？紤]了多種方法進(jìn)行靜態(tài)校正，通過模型正演研究，主要對五點(diǎn)（七點(diǎn)）濾波、二維中值濾波和自適應(yīng)漢寧濾波等數(shù)值分析方法和曲線平移進(jìn)行了靜校正效果分析，討論了各種校正方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出采用多種靜態(tài)校

3、正方法組合方式，并通過實例對靜校正的效果進(jìn)行了分析評價。
　　 然后對起伏地形模擬理論進(jìn)行了論述，并對起伏地形視電阻率進(jìn)行了定義，通過建立斜坡地形模型、不同背景電阻率的正、負(fù)地形模型和復(fù)雜地形含高阻模型進(jìn)行了正演模擬研究，得出對于TE模式：在負(fù)地形處和臺階底部，視電阻率值偏小；在正地形處和臺階頂部，視電阻率值偏大；且起伏落差越大、電阻率值越小，畸變越大。對于TM模式：地形畸變主要表現(xiàn)在正、負(fù)地形處。在負(fù)地形處視電阻率值偏大；在正

4、地形處視電阻率值偏?。磺移鸱洳钤酱蟆㈦娮杪手翟叫?，畸變越大。對比值法地形校正進(jìn)行了介紹和模型研究。
　　 將地質(zhì)、地球物理等前期成果資料轉(zhuǎn)換為大地電磁資料處理所需要的電阻率分布先驗地電模型，在OCCAM反演算法的目標(biāo)函數(shù)中加入先驗地電模型作用項——即迭代過程中在已知電性分布的區(qū)域不斷的向先驗地電模型靠攏，形成了利用先驗信息的電性參數(shù)約束反演算法，詳細(xì)推導(dǎo)了目標(biāo)函數(shù)的迭代公式，并對最終形成了電性參數(shù)約束反演模塊進(jìn)行了介紹。通過模

5、型對比來說明約束反演的有效性。以渝利線方斗山隧道為例，主要是利用鉆孔、測井等信息轉(zhuǎn)換為電性參數(shù)約束反演所需要的電性約束文件，進(jìn)行約束反演對比研究，通過詳細(xì)對比約束反演前后的效果，說明了電性參數(shù)約束反演可以在一定程度上提高大地電磁方法在鐵路長大隧道中勘探的分辨率。
　　 最后，將以上討論的方法應(yīng)用到南涪線梓里隧道的實際處理中，對于梓里隧道針對該工區(qū)位于構(gòu)造發(fā)育，地下情況復(fù)雜等特點(diǎn)，對野外原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去“飛點(diǎn)”和地形校正等操作，采用