在大地电磁测深中观测得到的电磁场信号十分微弱,具有非稳定特性,观测信号易受到噪声的干扰,使用基于稳定电磁信号稳定的频率域阻抗张量的估计方法,导致计算的电阻率准确度差。为了能保证非稳定信号阻抗的准确性和可靠性,从频率域传递函数出发并对其求解,利用傅里叶变换得到时域传递函数,经过推导得到时间域中求解阻抗的表达式。最后模拟得到了层状介质中时域大地电磁测深曲线,并与频率域大地电磁理论曲线对比分析。结果表明:时域比频域估算阻抗或电阻率更准确。

选取位于"衡邵干旱走廊"上的湖南省邵东县蔼竹村为例,研究和分析利用综合物探方法在贫水板岩地层内找水的可行性。通过采用视电阻率联合剖面法、高密度电阻率法和激电测深法相结合的综合物探方法进行探测,可有效地查明区内赋水相对有利的断层构造等部位,从而实现间接找水的目的。研究结果表明:在板岩地区,先通过视电阻率联合剖面法和高密度电阻率法确定区内异常的大致位置,再结合激电测深,既能查明异常在垂向上发育状况,又可根据极化率参数来分析判断出低阻异常到底是"水"还是"泥",找水效果良好,为类似地区物探找水提供了实际经验。

介绍了应用可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)解决地表覆盖层较厚地区深部地热勘查的问题。利用该方法抗干扰及高分辨率的优势,消除了覆盖层的影响,并在总结勘查区区域地层构造、地质构造、地热地质、地球物理条件等基础上,根据CSAMT反演电性结果推断出地层及断裂构造的分布情况。根据异常设计钻孔,钻探证实了该方法寻找深部地热的可行性。

城市垃圾填埋造成的地下污染已成为影响城市环境和人民健康的重大问题,运用地球物理方法对地下垃圾填埋场进行高效探查是当前城市环境治理中的一项重要工作。为进一步提高填埋场地的探查效率,提出以高密度电法作为剖面测量控制、以高频电磁法(GEM-2仪器)作为面积性快速探测手段,对福建某地垃圾填埋场进行了快速平面探查工作。由高频电磁法得到测区电导率的平面分布特征,与两条关键剖面测量的高密度电法反演结果确定的边界具有很好的一致性,两者结合较好地推断了测区垃圾填埋场的分布边界。两种方法通过剖面和平面结合的测量方式提高了工作效率和综合解释结果的可信度,为类似问题的勘探和研究提供了实践依据。

目前,地铁隧道下穿已有建筑物桩基础的工程越来越多,探测和确定桩基参数是隧道施工的首要任务。针对建筑物旧有桩基及障碍物探测,常规地面物探技术很难保证探测的精确性,且物探方法应用较少,本文采用跨孔超高密度电阻率CT法研究建筑桩基的人工直流电场分布规律与特征。首先简述了超高密度电阻率CT法的原理及技术特点,对不同尺寸的单桩、多桩桩基进行地电模型的数值模拟。然后将跨孔超高密度电阻率CT法应用在深圳市地铁9号线泥红区间下穿九明大厦桩基探测中,把观测结果进行数值滤波和反演计算,求解出桩基础的介电特性探测剖面,并与桩基地电模型的数值模拟结果进行对比和校核,最终确认了旧有桩基的直径和埋深,为地下隧道工程的施工提供了参考和依据。与以往常用的CT法工作不同,本次研究综合运用了现场CT勘测与理论有限元分析手段,将理论解析与工程实际应用相结合,验证了桩基地电数值模拟的有效性,同时解决了工程中桩基尺寸与埋深问题。取得了较好的应用效果,为盾构区间施工提供详细的桩基参数。结果表明,该方法在建筑物旧有桩基探测及障碍物探测中具有一定的应用和推广价值。

双湖地区石墨矿体赋存于东海岩群班庄组大理岩段,通过开展大功率激电工作,圈定激电异常,并对低阻高极化激电异常特征进行分析,研究石墨矿的激电异常特征,确定矿体的位置及空间赋存状态。经槽探与钻探验证,低阻高极化的激电异常与石墨矿(化)体无论在平面及空间位置都高度吻合,说明激发极化法在该区石墨矿勘查中合理有效。结合石墨矿的激电异常特征,通过开展井中激电推测盲矿体的位置、规模及其延伸情况,为后续工作开展提供了重要依据。

为了在甘肃省肃南县黄沙泉铁矿开展探矿工作,首先对矿区的地质特征和岩(矿)石磁性特征进行分析,然后在矿区进行1∶10 000高精度磁法测量,通过磁测剖面测量,对磁铁矿体及隐伏矿体埋深及产状进行进一步推测。结果表明,磁法测量是该区寻找磁铁矿和隐伏矿体的最直接、最有效的方法之一,可以为探矿工程提供依据。

全球岩石圈磁场模型可以辅助航空与地面磁测数据处理。为了挑选出适用性较高的模型,进一步为广西及邻区航磁异常数据的处理与解释以及磁异常场建模等提供参考资料,选取三个代表性的高阶全球岩石圈磁场模型,将其解算磁异常数据与航空磁异常数据进行对比分析,包括差异性分析和相关性分析。分析结果表明,NGDC720v3p1、WDMAMv2与EMM2017三个最新的全球岩石圈磁场模型在广西地区的适用性均较差,相比而言,EMM2017模型较优。

界面深度反演是重力异常定量地质解释的常用方法,学者们针对界面反演问题提出了多种经典算法。以密度随深度变化的直立长方体为基本单元搭建了合成模型,在此基础之上对比了经典的Bott法与非线性反演方法,分析了它们各自的特点和适用环境。模型试验表明:1)Bott法所需要的迭代次数比非线性反演多;2)界面节点个数较少时,非线性反演与Bott法所需计算时间接近,界面节点较多时,Bott法所需计算时间明显小于非线性反演;3)二者反演效果接近。在实际勘探中,需要根据不同客观条件选择具体的界面深度反演方法。

传统动校正通常应用于叠加前的共中心点道集(CMP),是地震资料处理环节中至关重要的一步,动校正的效果将直接影响到后续的叠加及其他处理。在浅层和大偏移距情况下,传统动校正引起的子波拉伸、波形畸变尤为明显,其直接导致频带向低频方向移动,严重影响了叠加效果。解决动校正拉伸的问题通常选择的方法是外切除,然而,对于浅层地震同相轴而言,数据量本身就少且动校拉伸严重,使用外切除必然影响浅层地震数据的分辨率和保真度。基于此阐述了一种无拉伸动校正的方法,即将CMP道集变换到频率域,取零偏移距道的相位谱替换其他偏移距道的相位谱,并保持振幅谱不变,之后通过反傅里叶变换得到动校正后的CMP道集。该方法自动避免了传统动校正中的拉伸现象及其导致的大偏移距数据切除效应,产生了更好的叠加效果,且可以有效保持地震数据的AVO现象;同时,不需要地下介质的速度信息。合成模型和实际数据的处理结果进一步验证了本文方法的有效性。

在三维地震观测系统设计中,覆盖次数是保证资料品质和地质目标体成像的关键性参数,但是高覆盖次数意味着强化的施工参数和高昂的经济成本。以线束状三维观测系统覆盖次数计算公式为基础,利用成组加密宽方位三维观测系统设计的方法,在纵横向覆盖次数不变的情况下,通过等比例的改变接收线距、单排横向炮点数、束线距等参数,对比分析不同观测系统的属性特征,优选适合工区的观测系统,寻求完成地质任务和施工效益的最佳结合点。

在场地工程勘查中,井间地震勘探是一项前沿勘探方法技术。本次井间地震勘探的场地试验是在充分调研和分析广西柳北换流站场地地质条件与干扰源的情况下,采用优化的观测系统和采集参数,完成了井间数据采集。基于层析成像基本理论,通过对比分析两种射线追踪方法的反演成像结果而选择效果最佳的方法,获得了各井的速度分布剖面。结合工程钻孔资料,对二维速度场进行了标定和定量解释分析研究,并充分采用多个井位连井剖面验证。结果表明:在工程勘查中,井间地震层析成像拾取基岩面和探测岩溶是行之有效的地球物理方法,可获得异常体空间分布,且具有较高的分辨率。

在地震勘探项目中时常出现找点、定位需要调配测量人员设备的情况,会影响施工进度。为了方便随时随地找点定位,介绍了将奥维互动地图运用到地震勘探项目中的方法,使手机变成了一部简单易操作的手持GPS,即使不懂测量的人员都可以通过这种方法找点、定位。该方法作为常规测量的辅助方法,在施工中解决了一些常见问题,减少了由于人员设备调动造成的消耗。

探地雷达技术是桥梁预应力管道定位的重要手段。在复杂条件下,雷达原始剖面分辨率降低、直观性较差,不能确定预应力管道的实际位置,需要进行进一步的数据处理。反褶积技术通过压缩雷达子波延续时间可抑制预应力管道外侧钢筋引起的多次反射波,这不仅能够在很大程度上提高探地雷达图像的时间分辨率,还有助于识别来自深部预应力管道的反射特征;克希霍夫偏移通过将分散于双曲线两叶的能量汇聚于其顶部来提高雷达剖面的空间分辨率,经过处理后的雷达剖面能为准确找到预应力管道中心位置提供可靠依据。结合某混凝土桥梁实例说明了探地雷达在预应力管道定位中的应用,并对原始雷达剖面中经过反褶积与克希霍夫偏移处理后才发现的15根预应力管道进行了钻孔验证,验证结果与实际情况吻合,说明探地雷达定位误差小于2 cm,适用于桥梁预应力管道定位。

胶西北地区是我国最大的金矿集区,近年来深部资源勘探在胶西北地区取得重大成果。深部勘探显示,胶西北深部金矿体的产出规律与浅部一致,严格受区域走滑断裂控制,因此深部资源的增储极大程度上依赖于对深部成矿构造形态、分布与结构等的认识程度。本文提出深部成矿构造三维建模方法,综合利用地质、地球物理、地球化学勘查等数据,建立浅部建模与深部推断相结合的初始模型,进而,采用多源数据耦合处理的方法,构建胶西北金矿集区三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂三条断裂带地下3000 m以浅的深部成矿构造三维模型。基于深部成矿构造三维模型,圈定了研究区深部金矿的12个找矿靶区,对深部找矿具有重要意义。

在隐伏矿体三维预测中,预测模型的准确性在很大程度上取决于找矿指标对矿化富集部位的指示性。然而,找矿指标容易受到找矿概念模型可靠性和成矿信息提取有效性限制,从而影响预测的准确性。论文以山东大尹格庄金矿隐伏矿体三维预测为例,基于深度学习方法,构建矿床深部隐伏矿体三维预测模型,旨在利用深度网络模型,学习获得对矿化具有显著指示性的找矿指标,提升三维预测的准确性。该方法将三维地质模型及其形态特征转换为适合卷积网络二维图像,采用卷积神经网络实现找矿指标的自动提取,并构建三维地质模型到矿化富集地段的定量关联。利用该方法建立了大尹格庄金矿的三维预测模型,经与几种人工建立找矿指标预测模型的对比分析,表明基于深度学习的预测模型较大地提升了预测准确性。

为了更好地提高地质雷达在隧道衬砌检测中的准确性,通过理论分析并结合大量的实测数据,讨论了地质雷达在隧道衬砌结构定量分析和定性分析两方面的应用。定量分析主要讨论总结了隧道衬砌钢筋、拱架、界面等目标体的图像特征;定性分析主要讨论总结了隧道衬砌层间脱空和空腔等结构缺陷的图像特征。通过应用研究表明,总结各类目标体的特征波形能较好地服务于工程实践,为确定隧道二衬钢筋间距、初支拱架间距、二衬厚度值以及衬砌结构缺陷的处治工作等提供依据。

交通高等级公路隧道长期超负荷运载,受大型重车的作用以及隧道地基变形沉降的影响,路面沥青层损坏频繁,而沥青层损坏频繁往往是路基层内部结构存在病害所导致。由于公路隧道路基结构的复杂性,其养护标准更高,对隧道路基层病害探测的精细程度提出了更高的要求。对于路基层内部病害的探测,探地雷达具有全面、快速、无损、分辨率高等优点。本文将不同频率的探地雷达天线进行有机组合,应用于某公路隧道的路基病害精细探测中;结合三维可视化交互解释技术,立体直观地展示了隧道路基层分层、地下病害分布等情况,为后续公路隧道的保养和维护提供科学依据。

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。

贵州烂泥沟金矿是中国黔桂滇"金三角"区内已知最大的卡林型金矿床,资源储量大(大于126.25 t),达到超大型规模,大地位置处在扬子准地台西南缘右江盆地北侧,由赖子山背斜、板昌逆冲断层与册亨构造带所组成的三角形构造变形区的北部顶点。本次研究系统剖析烂泥沟金矿的成矿地质背景与成因类型,建立找矿地质模型,并依据资料基础建立三维地质模型,进而在模型上开展成矿地质异常信息定量提取与三维空间重构,建立找矿预测模型,采用"立方体预测模型"方法,通过三维证据权与找矿信息量相结合的综合圈定办法减少预测结果的不确定性,共圈定找矿靶区5处,其中A类靶区2处, B类靶区3处,为该区的进一步勘查提供了参考。