12584.瞬變電磁法矩形框發(fā)射源一維正反演研究

1、分類號(hào)UDC學(xué)校代碼：幽密級(jí)學(xué)號(hào)：201i050125成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文瞬變電磁法矩形框發(fā)射源一維正反演研究高陽(yáng)同P口指導(dǎo)教師姓名及職稱雷宛(教授)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱地質(zhì)工程論文提交日期201404論文答辯日期201405學(xué)位授予單位和日評(píng)閱人選越籃絲二零一四年五月摘要瞬變電磁法矩形框發(fā)射源一維正反演研究摘要瞬變電磁法勘探(TransientElectromagneticMethod簡(jiǎn)稱TEM)或時(shí)間域電磁法(TDEM)是建

2、立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的時(shí)間域人工電磁探測(cè)方法，利用不接地線框或接地線源發(fā)送一次脈沖電磁場(chǎng)，地下導(dǎo)電介質(zhì)在一次脈沖電磁場(chǎng)的激勵(lì)作用下產(chǎn)生感應(yīng)渦流(感應(yīng)渦流強(qiáng)弱由地下導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率決定)，感應(yīng)渦流又向外輻射電磁場(chǎng)，即二次場(chǎng)。利用接地電極或多匝線框接受二次電磁場(chǎng)，并對(duì)二次場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行分析就可以得到地下地質(zhì)體的地電信息，由此，可以解釋地下地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及其相關(guān)地球物理參數(shù)。該方法觀測(cè)的是純二次場(chǎng)，分辨率較高、勘探深度較大，目前廣泛應(yīng)用于地質(zhì)

3、勘探的各個(gè)領(lǐng)域。本文首先論述了瞬變電磁法的理論研究進(jìn)展、儀器設(shè)備情況，以及方法原理、數(shù)據(jù)采集處理一解釋、特點(diǎn)以及工作裝置，推導(dǎo)了圓形線框發(fā)射源的頻率域及時(shí)間域電磁場(chǎng)解析式，利用電磁學(xué)中的互易定理將矩形框發(fā)射源的瞬變電磁響應(yīng)轉(zhuǎn)化為一系列圓形框發(fā)射源瞬變電磁響應(yīng)的積分形式，從而完成了對(duì)矩形框發(fā)射源的瞬變電磁解析式的推導(dǎo)。其解析式是一個(gè)雙重積分：內(nèi)層積分是含有含貝塞爾函數(shù)的hankel型積分，外層積分為余弦積分。本文對(duì)比了hankel型積分的

4、47點(diǎn)、140點(diǎn)的GuptasarmaSingh的濾波變換以及800點(diǎn)的Anderson數(shù)值濾波變換，余弦型積分的Guptasarma系數(shù)濾波變換算法和正余弦數(shù)值線性濾波法的計(jì)算速度和精度，最終采用Guptasarma和Singh線性數(shù)值47點(diǎn)濾波算法和正余弦變換數(shù)值濾波算法來(lái)進(jìn)行瞬變電磁響應(yīng)的正演計(jì)算。利用本文正演算法的理論研究結(jié)論，編寫矩形框發(fā)射源瞬變電磁一維正演程序，并進(jìn)行均勻半空間、二三層地電模型的正演模擬，對(duì)比分析不同觀測(cè)條件

5、和不同地電模型下的響應(yīng)曲線：發(fā)射線框越大，早期的二次場(chǎng)越小，而晚期的二次場(chǎng)越大，并且瞬變電磁響應(yīng)進(jìn)入晚期越晚，反之亦然；發(fā)射電流與響應(yīng)值存在正比關(guān)系；瞬變電磁法勘探對(duì)低阻體的探測(cè)能力要優(yōu)于高阻體；瞬變電磁法勘探中仍然存在低阻屏蔽問(wèn)題并且低阻屏蔽層越厚屏蔽作用越強(qiáng)。早期視電阻率和晚期視電阻率的計(jì)算公式簡(jiǎn)單、計(jì)算速度快，在不同的時(shí)間段內(nèi)能夠反應(yīng)層狀大地的真實(shí)大地電阻率趨勢(shì)，晚期視電阻率還可以大致的反應(yīng)出地下介質(zhì)的分層情況，有助于野外的現(xiàn)場(chǎng)旌