小回线瞬变电磁法正演及非线性精细反演方法研究

来源 :徐正玉 |
小回线瞬变电磁法在城市地下空间调查、浅地表岩溶勘察、川藏铁路地质调查以及南水北调工程堤坝渗漏等国家重大工程中有巨大的应用前景。该方法具有施工效率高,装置影响小,不受场地范围限制以及分辨率高等特点,作为一
小回线瞬变电磁法在城市地下空间调查、浅地表岩溶勘察、川藏铁路地质调查以及南水北调工程堤坝渗漏等国家重大工程中有巨大的应用前景。该方法具有施工效率高,装置影响小,不受场地范围限制以及分辨率高等特点,作为一种新技术是当前研究热点。但是,该方法的正演理论和精细化数据处理方法研究滞后,严重制约在浅表地质工程调查中的应用效果,使之成为亟需解决的关键问题。本文采用理论分析、数值模拟和野外试验相结合方法,开展小回线瞬变电磁法正反演理论和应用研究,取得以下结论:(1)针对小回线瞬变电磁法正演响应计算问题,提出采用电偶极子积分叠加方法进行求解。将场源剖分成无数个电偶极子组成,推导了电偶极子所满足的电磁场各分量计算表达式,解决了小回线瞬变电磁法层状模型正演计算问题。采用Euler变换进行频-时转换计算,耗时仅为正余弦变换算法的十分之一,计算效率和精度高。建立层状模型分析小回线瞬变电磁场衰减规律,并与大回线装置响应进行对比。结果表明,小回线瞬变电磁法不仅能准确反映地层深部异常信息,而且对浅表目标体探测更灵敏。研究内容为开展小回线瞬变电磁法反演研究提供正演理论基础。(2)采用时域有限差分算法模拟典型地质异常体小回线瞬变电磁场三分量传播规律并进行分析。结果表明:均匀介质中,磁场水平分量Hx和Hy的传播规律犹如“蝴蝶”翅膀一样,向四周扩散;磁场垂直分量Hz以47度倾斜圆锥主剖面向下向外传播,犹如“烟圈”扩散一样;当异常体位于场源正下方时,磁场水平分量感应产生正负响应,且正负响应的极大值位于异常体端点,而磁场垂直分量感应产生正响应;当异常体位于场源左侧时,磁场水平分量感应产生负响应;当异常体位于场源右侧时,则感应产生正响应;覆盖层和低阻层的存在延缓了瞬变电磁场向地层深部扩散时间,存在低阻屏蔽作用。(3)针对“烟圈”快速成像方法或者线性迭代方法存在近似计算和反演精度低等问题,提出将非线性优化算法应用到小回线瞬变电磁法反演计算中,采用粒子群和萤火虫两种优化算法。对算法最优参数组合和收敛特性进行了分析,针对PSO算法精度低,FA算法计算效率低等问题,提出一种改进的PSO-IFA混合优化算法(PSO-IFAH)。结果表明:与PSO和FA算法相比,改进的PSO-IFAH优化算法计算精度提高了87.62%,效率提高了65.22%,具有高精度和高效率特点。(4)将“烟圈”快速成像方法,Occam线性迭代方法,PSO算法,FA算法以及PSO-IFAH算法应用到小回线瞬变电磁反演中。对三种优化算法的抗噪能力和初始模型搜索范围不同对算法精度和速度的影响进行分析。结果表明:非线性优化算法反演效果优于线性反演方法和快速成像方法;改进的PSO-IFAH优化算法对覆盖层和低阻薄层模型反演精度高,稳定性好;对三维异常体模型进行反演处理。研究表明,低阻异常体存在体积效应影响,使其反演结果范围大于真实模型;受低阻异常体影响,高-低阻异常体模型反演结果呈现低阻异常;改进的PSO-IFAH算法抗噪能力优于FA算法和PSO算法;当模型搜索范围小且接近真实值时,非线性优化算法计算效率和精度高;反之则算法效率低,误差大。(5)针对PSO-IFAH算法初始模型搜索范围问题,利用快速成像方法和线性迭代反演方法约束PSO-IFAH算法计算,提出一种精细化FLCPSO-IFAH联合反演方法。结果表明,FLCPSO-IFAH联合反演方法计算效率提高了61%以上,计算精度提高55%以上,算法精度和速度得到进一步提升。以实测数据为例进行反演计算,从反演结果来说,FLCPSO-IFAH精细化联合反演方法效果和精度最好,异常细节突出明显。研究内容解决了小回线瞬变电磁法精细化反演方法难题,为实现浅层精细探测和处理提供了有效方法。(6)将小回线瞬变电磁法应用到城市地面塌陷应急调查项目中,采用FLCPSO-IFAH联合反演方法进行精细化数据处理,结合地质和钻孔资料进行解释,精确有效的反映出浅表电性结构分布情况,推断了基岩面和溶蚀发育带分布情况,圈定了主要溶蚀发育带。研究内容丰富和发展了瞬变电磁法理论,促进了瞬变电磁法技术发展,有效解决了实际工程应用难题,为人民生命财产安全和社会安全稳定提供了专业技术保障。
本文从三个方面比较了中外在预防犯罪观念上的差异。首先分别阐明了中外预防犯罪的概念,并加以比较。第二方面,论述了中外预防犯罪体系及其差异。第三方面,论述了中外预防犯
麸皮资源丰富,具有开发为高品质饲料原料的潜力和市场需求。利用单因素比较和响应面分析结合的方法,以产品中游离氨基酸含量为响应值优化了麸皮发酵饲料生产工艺条件。单因素
本周二,美国公司SpaceX成功发射了目前全世界运载能力最强的超级火箭——“猎鹰重型”。其中,有两枚助推器成功返回,一辆Tesla Roadster跑车被发射进太空,奔向火星轨道。$$这次发
报纸
目的观察研究舒适护理对于低位直肠癌结肠造口术患者的临床护理效果。方法回顾分析2016年12月至2017年12月在我院接受低位直肠癌结肠造口术治疗的患者90例,根据给予护理方法
目的:探讨机械通气人工气道的护理的措施。方法对35例呼吸衰竭患者通过插管前护理、插管后护理、拔管后护理等措施,改善患者通气功能能。结果行气管切开机械通气6例,行气管插管
学生的学习兴趣提高了,学习时就会迎难而上,进而养成良性循环。因此,培养学生学习的积极性就至关重要,笔者就如何培养学生学习的积极性,谈点实际工作中的一点体会。
在我国,地方政府举债受到《预算法》的严格限制,这些限制性规定不仅加大了中央财政的压力,也不利于地方财政作用的发挥地解地方财政的压力。因此,必须注意合理确定和控制债务规模
〔关键词〕 狭隘;盲目;东拼西凑;急于求成;单一模式;书面化  〔中图分类号〕 G451.2 〔文献标识码〕 A  〔文章编号〕 1004—0463(2008)07(A)—0025—01    一﹑砍掉狭隘的尾巴当前很多老师对信息技术的培训存在很多的认识误区。主要有两方面原因:一方面是面对新技术所产生的心理障碍,另一方面是观念上的误区,一些教师没有认识到信息技术在教学中的重要性。很多教学内容,经过
针对某690 t/h超高压CFB锅炉分离器中心筒悬吊存在安全问题和烟气短路分离效果不佳等问题,提出了烟气分离器的改造措施,更换了中心筒和进口烟道缩口等部件.实践表明:改造后锅
为有效减少云计算过程中不同元数据的工作量,本研究提出了一种全新的管理方案.通过改进的Chord算法和协同双层缓存机制使得元数据服务性能随着聚类上元数据服务器数量增加而
针对PCB缺陷检测系统对配准的要求,提出了一种基于图像降采样和相位相关法的配准算法.首先,为了解决使用单侧峰的相位相关亚像素配准方法在整数位移处误差较大的问题,提出根据两侧峰峰值差值占主峰的比例来判断是否需要使用双侧峰法修正的方法;其次,为了解决算法应用中的效率问题,讨论了不同降采样倍率对配准速度和精度的影响.实验结果表明,该改进算法的最大误差和平均误差均比原单侧峰法小;二千万像素的图像在五倍降采
阐述了增加群众财产性收入在《物权法》中的体现,同时指出了现有的《物权法》对保障群众的财产性收入增加的不足之处,并提出了相应的对策建议,以期对《物权法》的完善及对增
古希腊哲学家苏格拉底说,认识你自己。这句忠告放在理财中同样适用,理财的前提应是认清自身的实际能力。  选择投资不能好高骛远,要选择自己熟悉的领域。而作为老百姓,由于对投资市场的不熟悉,很难能在复杂的投资环境中规避风险的同时找到盈利点。因此,银行理财产品便成了居民投资理财的重要选择,以求通过银行专业的管理达到“钱生钱”的目的。  现在多种多样的理财产品在为居民提供更多选择空间的同时,也加大了居民的选
期刊
进入2017,建筑业改革发展重磅利好消息频出,全过程工程咨询成为其中热点之一.2月,国务院办公厅出台《关于促进建筑业持续健康发展的意见》(国办发〔2017〕19号),提出培育全过
期刊
随着科技的快速进步,如今我国已迈入了互联网新时代,无论是衣食住行还是娱乐教育,互联网科技为我们的日常生活带来了巨大的改变,特别是在教育方面,由互联网技术衍生出的微课
我们每天看着身边的自然环境逐渐被侵蚀,等下一次泥石流发生的时候,我们就会知道那些政治家有谁是真为我们的利益着想  作者为香港大学亚洲全球研究院高级研究员,香港证监会前主席  在今年10月两股五级飓风(哈维和厄玛)先后登陆美国后,紧接着飓风玛利亚又重创了波多黎各,这让人们深感自然灾害的可怕。三场飓风累计造成约3850亿美元损失,其中只有不到一半能获得保险赔偿;受灾最严重的是穷人,因为他们不像富人一样
期刊
本论文针对Ga2O3/HZSM-5催化剂应用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢反应中的稳定性问题开展研究工作。研究了催化剂的表面酸性、活性(脱氢活性和裂解活性)以及积碳行为三者之间的关系,发现了有效抑制积碳和消除积碳的方法,能够提高催化剂的稳定性。本文首先对Ga2O3/HZSM-5(22)催化剂的积碳行为与再生进行了研究。通过激光拉曼、TG-MS和NH3-TPD等表征手段对反应过程中的积碳种类和速率进行表征
学位
为了更好地揭示青少年抢劫犯罪的现状,对B市中院2005年—2007年审理的青少年实施的抢劫犯罪案件进行了实证调查,希望通过此次实证调查,揭示青少年重大抢劫犯罪的某些现状,通
纸板纹向是影响纸盒外观及其性能的重要因素。根据纸板纹向形成机理,通过对各类结构的折叠纸盒进行分析,论述了纸板纹向设计所应把握的基本规律。从而确保在实际生产过程中,
武术作为中华民族传统文化的重要表现形式,有着厚重的文化属性,也有着形式、功能多样的体育属性,因此武术在学校体育教学中的教育价值也就体现了出来。武术教育作为我国民族
化肥的施用对农业生产的突破性发展功不可没,但长期大量、单一地施用化肥特别是化学氮肥所带来的肥料利用率降低、农产品品质下降和环境污染问题正日益突出,已经对农业的可持续
物流人才是多类型、多层次人才的综合体。面对目前物流管理人才紧缺的局面,国内的高等院校如何结合自身资源状况,改变原有的人才培养模式,创新性培养出能够适应社会需要的实
伴随着我国加入世贸组织,外商直接投资模式发生了很大变化,其资本、产业、来源结构变化十分明显,这必然给我国经济带来新的影响和不稳定因素。本文通过对外商直接投资对我国国际
炮掘过空巷冒落区一直是安全管理的薄弱环节,王庄煤矿根据过空巷冒落区的现状、掘进过程中出现的问题进行深入分析研究,完善了施工措施,取得了较好效果。
目的探讨大肠侧向发育型肿瘤(laterally spreading tumor,LST)的内镜下诊断及治疗。方法对我中心2008年11月~2010年12月常规内镜检查发现的12例LST行染色内镜、超声内镜及共聚焦
目的探讨普萘洛尔试验阳性与运动试验之间的关系.方法分析106例健康飞行人员普萘洛尔试验和活动平板运动试验心电图资料.结果普萘洛尔试验阳性者,活动平板运动试验均呈阴性,
院外急救是公共卫生体系和医疗卫生服务的重要组成部分,主要承担着社区群众的院外急救医疗服务,重大活动会议的医疗保障,公共突发事件的应急处理等工作.
〔摘要〕公共政策目标分解过程中的“层层加码”现象长期存在。在煤炭消费总量控制政策分解过程中,鉴于下级执行者弹性执行政策而致使目标难以实现的状况,本级政府倾向于采取“对下加码”的策略来满足上级的刚性要求,进而形成指标“层层加码”的现象。“层层加码”本质上是常规刚性要求的变异,会带来新的执行不力问题。要走出“层层加码”误区,使刚性要求回归正常轨道,则应积极创造刚性执行的可行条件,通过协调“控煤”政策和
期刊