磁性大定源回线装置的全区、全期视电阻率的计算研究

发布时间：2024-03-02 02:11

　　瞬变电磁法(TEM)是一种以电磁感应原理为基础的时间域电磁法，是目前应用最为广泛的电磁方法之一。定源回线装置是TEM最常用的装置之一，其具有工作效率高、发射磁矩大、随机干扰小、勘探深度大、分辨率高等优点。现在广泛应用于环境、工程、矿产、水文等领域。 目前，TEM定源回线装置的视电阻率通常采用晚期近似公式计算，然而晚期近似公式计算的视电阻率由于受边界影响及不满足晚期条件时会产生畸变，针对该问题，本文研究了在全空间和全时间上均能连续和直观的反映地下电性结构变化特征的全区、全期视电阻率的计算。文中将大定源回线装置的时间域响应看成是多个水平电偶极子的时间域响应累加而成，即利用电偶源时间域响应的叠加来计算定源回线装置的TEM响应。基于该正演理论，利用水平电偶极子叠加的时域垂直磁场通过二分搜索算法计算的回线内不同位置的视电阻率就解决了边界影响问题及早、中期视电阻率的计算问题。 本文利用两种方案来验证了上述正演计算方法的可行性。方案一：把该方法计算的结果与均匀半空间下回线中心点的解析解作对比验证；方案二：把该方法计算的结果与定源回线的一维正演软件RECTAN的计算结果作对比验证。验证结果表明：由水平...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 瞬变电磁法一维正演研究现状
    1.3 瞬变电磁法视电阻率计算的研究现状
    1.4 研究思路与研究内容
第二章 定源回线瞬变电磁场的正演理论
    2.1 水平电偶极子源在地表形成的谐变电磁场
        2.1.1 均匀大地表面上形成的谐变电磁场
        2.1.2 各向同性水平层状大地上形成的谐变电磁场
    2.2 水平电偶极子源在地表形成的瞬变电磁场
        2.2.1 频域电磁场与时域电磁场的关系
        2.2.2 均匀大地表面上形成的瞬变电磁场
        2.2.3 各向同性水平层状大地上形成的瞬变电磁场
    2.3 定源回线瞬变电磁响应的数值计算方法
        2.3.1 定源回线瞬变电磁响应的表达式
        2.3.2 汉克尔型积分的计算
        2.3.3 正弦积分和余弦积分的计算
        2.3.4 方法验证
第三章 定源回线瞬变电磁场的正演模拟
    3.1 均匀半空间的瞬变响应特征分析
        3.1.1 共中心点不同发射线框面积的电磁场响应曲线
        3.1.2 不同大地电阻率的电磁场响应曲线
        3.1.3 不同发射电流的电磁场响应曲线
        3.1.4 响应值空间分布特征
        3.1.5 总结
    3.2 各向同性水平层状大地瞬变响应特征分析
        3.2.1 计算水平层状介质的瞬变响应的 FORTRAN 程序的验证
        3.2.2 不同地电模型随时间变化的时间域电磁响应
        3.2.3 总结
第四章 TEM 定源回线装置的视电阻率计算研究
    4.1 前言
    4.2 视电阻率的定义及计算方法
        4.2.1 TEM 定源回线装置的视电阻率定义
        4.2.2 视电阻率计算方法的理论基础
        4.2.3 二分法求解视电阻率
    4.3 误差函数的处理
    4.4 实测感应电动势转换成垂直磁场
        4.4.1 垂直磁场计算公式的推导
        4.4.2 计算方法的选取
        4.4.3 计算方法的细节处理
        4.4.4 计算方法的验证
    4.5 视电阻率计算方法的验证与模型试算
        4.5.1 均匀半空间模型的视电阻率曲线
        4.5.2 两层模型的视电阻率曲线
        4.5.3 三层模型的视电阻率曲线
        4.5.4 四层模型的视电阻率曲线
        4.5.5 小结
第五章 实际资料处理
    5.1 工区地质与地球物理特征
        5.1.1 工区地层
        5.1.2 工区构造
        5.1.3 主要可采煤层
        5.1.4 地球物理特征
    5.2 仪器参数
    5.3 资料处理结果
    5.4 小结
第六章 结论和下一步工作计划
    6.1 主要研究成果及结论
    6.2 下一步的工作计划
参考文献
攻读学位论文期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3916167