综合物探反演解释方法在南京横溪 示范区中的应用
第36卷第2期地质调查与研究
Vol.36No.22013年06月
GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH
Jun.2013
综合物探反演解释方法在南京横溪-小丹阳
示范区中的应用
黄宁1,刘国辉2,刘一1
（1.中国地质调查局南京地质调查中心，南京210016；2.石家庄经济学院，石家庄050031）
摘
要：基于南京横溪-小丹阳示范区区域重磁数据、CSAMT 和地形、地质资料，并综合区内物性特征，建立了初始地
质-地球物理模型。在地质、钻孔资料的约束下，利用重磁电数据处理与反演软件系统，对区内典型重力、磁法、电法测线数据进行综合物探联合反演,通过不断修改地质-地球物理模型，使重、磁正演拟合数据和实测异常数据达到最佳拟合状态。结果表明，利用多种物探方法相互验证和综合解释方法，开展地质异常体的联合反演，能有效提高重、磁解释精度。
关键词：重磁电联合反演；综合物探；地质找矿中图分类号：P613
文献标识码：A
文章编号：1672－4135（2013）02－0146-05
收稿日期：2013-01-23
基金项目：中国地质调查项目:长江中下游地区深部矿勘查方法技术示范（1212011120854）作者简介：黄宁(1983-）,女，硕士，助理工程师，2009年毕业于石家庄经济学院矿产普查与勘探专业，主要从事地球物理勘探方
向的工作和研究，Email:wtgz2012@https://www.360docs.net/doc/3d11306291.html,。
地球物理勘探具有应用范围广、信息量大和高效快捷等特点，可以多层次、多角度提供大量有用的地下隐伏地质信息[1]，因此，它在地质工作的各个方面和各个领域发挥着越来越重要的作用。
在实际地质工作中，由于单一的某种地球物理异常场的分布可能对应于地下多种地质现象，因此，当对地球物理场的观测资料进行推断解释时，应注意反演问题的多解性[2-3]。在资料解释过程中，我们除了应用已有的各种物探资料外，还要综合分析工区内的其他资料，如钻孔、地质等资料，尽可能地增加已知条件和约束条件，以避免或减少反演问题的多解性或得到唯一解[4]，提高解释精度。此外，还应充分考虑到异常目标体沿走向的端点效应，才能有效地通过物探资料的解释精度，发挥物探方法在地质找矿中的优势。为此本文利用RGIS 重磁电数据处理与解释软件系统对南京横溪-小丹阳示范区某条重力、磁法和可控源音频大地电磁法（简记CSAMT 法）剖面进行了联合反演解释，取得了较好的效果。
该区处于宁芜断陷盆地，地质构造比较复杂。由于磁测受地面干扰如电线、房屋等影响较大，在资料解释中容易存在干扰异常而造成判断上的错误，而重磁存在纵向分辨率比较低、对浅部地质体的解
释精度不高等缺点，浅部的密度不均匀体或磁性不均匀体对深部有意义的异常影响很大，深部的地质体往往得不到很好的异常反应，为了获取较为真实的地下地质-地球物理模型，常采用联合反演的方法，定性和定量解释相结合，可有效限制反演问题的多解性，对产生异常的地质体从空间上做出合理而正确的地质解释和推断。
1地质及地球物理特征
1.1地质概况
横溪-小丹阳示范区是长江中下游深部矿勘查方法技术示范找矿实践的示范区之一，位于江苏省南京市西南郊，在南京市与安徽省当涂县交接地区，距南京市区约35km 。区内主要为第四系覆盖，局部有侏罗系上统龙王山组地层出露。区域内发育较多的地层有侏罗系的中下统象山群（J 1-2X n ），上统西横山组（J 3x ）、龙王山组(J 3l )和大王山组（J 3d ）；白垩系下统姑山组（K 1g ）和上统娘娘山组(K 2n )、浦口组（K 2p ）。
该区处于宁芜北东-北北东向构造岩浆带上，主要受方山-南山断裂、方山-小丹阳断裂及其伴生的纵向断裂以及晚期的横向断裂控制[5]。区内所见岩
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浆岩主要为燕山早期闪长岩、闪长玢岩。区内的矿产以玢岩型铁矿和热液性铜矿为特色，主要矿床类型均属火山-次火山热液型矿床，矿化主要有磁铁矿化、镜铁矿化、黄铁矿化，与偏碱性、碱性火山活动有关[6]。受区域构造裂隙或火山构造裂隙控制，矿床一般呈脉状沿构造破碎带或破火山口构造成群出现，陡倾斜产出，与围岩界线清楚，多属中低温热液充填型。1.2物性特征
通过收集整理前人物性资料,对该区采集标本进行实验室物性测定，获得了该区地层物性特征并列于表1。
从表中可见，各组地层的物性特征有较明显的差别。龙王山组火山岩系除了凝灰岩类的密度、磁性较低外，总体呈现为高密度、较高磁性、高电阻率和低极化率的特点。西横山组和象山群均为砂岩、砾岩、粉砂岩，以较低的密度、低磁性和低阻低极化率呈现。周冲村组因不同程度矿化、变质，岩性间差异较大。大理岩呈现高密度高阻、低磁低极化特点；含磁（赤）铁矿化层呈现高密度高磁和低阻高极化的特点。1.3区域重、磁特征
研究区区域重力场的场值、形态主要受印支期地质构造制约。重力高与重力低之间的重力梯级带则与控制凹陷盆地沉积的同生断裂密切相关。区域航磁具有低值、低缓和次级异常特征，位于重力高梯
度带附近或重力等值线的扭曲地段。异常区及其附近均是有利于成矿的岩体(闪长石英岩)、围岩(如象山群、西横山组及龙王山组)及其接触带。
2重磁电联合反演
300剖面位于研究区东北部，沿北西47度方向垂直地质体走向布设，剖面总长3860m 。沿剖面方向表层为第四系覆盖，地势平坦，地质特征简单。2.1联合反演思路与方法
一般来讲，深部物质的密度、磁性异常带来的异常响应要非常小[7]，因此，重磁电的联合反演的主要作用是检验并修正其地质解释模型，获得地下较真实的地质-地球物理模型，以达到精细描述地质空间特征的目的[8]。
具体步骤为：
（1）根据已获取的区域重磁面积性数据、CSAMT 资料、地形地质资料、物性数据和其它已知资料建立起初始地质-地球物理模型，输入剖面所在的地磁场参数和剖面实际方位角，对模型体赋上物性参数（密度和有效磁化强度）。
（2）将建立的初始模型经计算所得的重磁异常剖面形态与实测重磁异常进行对比分析，优选、剥离反映主要目的层的异常区[9]，在地质、钻孔资料的约束下，对重磁反演的结果修正CSAMT 异常的反演初始
模型。
表1横溪-小丹阳示范区地层物性统计表
Table 1Material statistics of the Hengxi-xiaodanyang demonstration area
注：测试单位为南京地质调查中心实验室
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（3）以上步骤反复迭代，多次进行，通过可视化人机交互正反演，直至获得拟合度较高的正演曲线，此时，重磁异常正演曲线与实测曲线达到最佳拟合状态。该结果可作为最后推断地下未知场源体的赋存空间形状、埋深、产状和密度大小、磁化强度大小以及剖面构造形态的综合解释成果[10]。
重磁电联合反演流程如图1
所示。
2.2初始地质-地球物理模型的建立
依据对以往地质资料的认识，在已知钻孔数据的约束下，对300剖面CSAMT 法资料进行反演，电阻率反演断面图如图2所示。从图中可见，整个地层分为3层，上层为龙王山组，下层为西横山组，在剖面的124～134点段处，推测为闪长岩体。
利用反演电阻率资料确立了地质-地球物理模
型的地层分布和埋深，建立了初始地质-地球物理模型（图3）。
2.3重磁电联合反演效果分析
横溪-小丹阳300高精度重、磁剖面曲线如图4所示，从图中可见，布格重力剖面图整体表现为中间高两边低的异常图，中部重力高，且为正值，两边重力低，为负值，局部异常极大值约为0.7×10-5m/s 2，推断可能为有限延伸的球形密度不均匀体。对应重力高值区的磁测反应同为高值，“重磁同高”异常区是深部隐伏的高密度、强磁性中基性大岩体和密度稍高无磁性地层隆起的综合反映，称之为“侵入隆起”单元所引起的异常，是很有意义的指示铁成矿远景区的异常区。
将初始地质-地球物理模型和重磁剖面数据导入计算机，同时输入测区各个岩性的物性参数，发现重力剖面曲线与模型正演曲线形态大致吻合，而磁测数据则与模型有明显出入，在106～108点段和116～118点段，磁测表现为相对高值，与初始地质模型不符，推断下伏有岩体存在，为角闪闪长岩。在124～134点段，据CSAMT 法电阻率反演断面图认为是闪长岩体，钻孔资料显示在630m 处打穿闪长岩体并见西横山组砂岩，因此，
判断该区内龙王山组地层厚
图2300剖面CSAMT 法电阻率及反演解释断面图
Fig.2No.300resistivity profile and inversion profile of CSAMT
图1联合反演流程图
Fig.1The flow chart of joint inversion
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度约为600～700m ，且在测区东侧有减小的趋势。同时，按照物性数据表，在不超过其上下变化范围的原则下，适当调整模型体的密度和磁化强度。
通过反复修改物性参数，并不断调整模型体的形状、大小和位置等，获取了拟合程度较高的反演成果图，重力剖面计算曲线和实测曲线拟合均方差达1%。图5为修改后的地质-地球物理模型及通过重磁电联合反演后的成果图，吻合度较高。
2.4综合反演的地质解释
通过重磁电联合反演，基本查明了地下地层的分布特征，各个地层分布的厚度以及密度、磁化强度的大小等。
综合分析重、磁、电曲线图，认为该区异常主要为铁矿（化）闪长岩体上侵的矿致异常，范围位于124～134点段，宽度约1km 。在钻孔处，剥去表层覆土即见闪长岩体，其出现的下界深度约为550～650m ，
其
图3300剖面初始地质-地球物理模型
Fig.3Initial geologic geophysical model of the No.300
profile
图4300重、磁剖面曲线图
Fig.4Gravity magnetic profile curve graph of the No.300profile
群
图5重、磁异常剖面联合反演成果图
Fig.5The joint-inversion result of gravity magnetic anomaly profile
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下为西横山组砂岩、砂砾岩，下界深度大约在1000～1300m，随后为象山群砂岩，下界深度不详。
3结论及建议
通过对横溪-小丹阳示范区实测重力、磁法和电法剖面的重磁电联合反演研究，修正了地质模型认识中存在的差误，对获得正确的地质认识提供了帮助。
在重磁异常不能清晰揭示深部地质体信息时，可通过钻孔约束或电法反演结果等其它地球物理勘探方法作为辅助手段判定地下地质模型的岩性、深度、位置等提高解释的准确度[11]。
综合各种地球物理勘探方法的应用，发挥各自的优势，相互验证，相互补充，减少反演问题的多解性，是现今公认的有效技术手段[12]。重、磁、电联合反演的过程是一个地质模型不断被修改拟合的过程，其对于认识剖面构造、岩体范围的圈定，以及全区的地质界面的深度研究[13]，具有一定的帮助。同时，联合反演方法可在检验面积性资料解释结果是否存在问题和区域地质研究中发挥着重要作用。
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Application of Integrated Geophysical Inversion Methods
in Hengxi-xiaodanyang Demonstration Area
HUANG Ning1,LIU Guo-hui2,LIU Yi1
(1.Nanjing Center of China Geological Survey,Nanjing，210016，China;2.Shijiazhuang University of Economics,
Shijiazhuang,050031,China)
Abstract:Based on the regional gravity-magnetic and topographic data of Nanjing Hengxi-xiaodanyang demon-stration area,integrate physical properties,an initial geologic geophysical model is established.In the constraint of geology and drilling data，using gravity magnetic resistivity data processing and inversion software system,we did the integrated geophysical joint-inversion for a typical gravity magnetic electrical line data of the area.By continually modify the geologic geophysical model,made the gravity magnetic forward data and measured data to achieve the best fitting condition.The results show that,by using multiple mutual authentication and compre-hensive interpretation of geophysical exploration methods,it is very essential to carry out joint-inversion of geo-logical anomalous body.It can effectively improve the interpretation accuracy of gravity magnetic.
Key words:gravity magnetic resistivity;joint-inversion;geophysical prospecting;geological prospecting
我矿采空区与物探异常区情况
安县郁山煤业公司采空区与物探异常区情况 一、矿井简介： 义煤集团新安县郁山煤业有限公司是义马煤业集团股份有限公司下属子公司，位于新安县县城西南6公里的郁山村。2008年11月以来，公司基本处于停产状态。2012年核定生产能力36万吨/年，矿区面积6.2087平方公里，开采标高＋350～-400米。截止2012年12月底，保有地质储量1581.4万吨，可采储量897万吨，尚可服务21年。矿井“六证”齐全有效。 1、矿井采用斜井分水平开拓方式。主、副斜井位于工业广场内，主井井口标高+372m，落底标高+172m，斜长580m;副井井口标高+372m，落底标高+172m，斜长560m;南风井位于井田南部，井口标高+373m，落底标高+180m，井筒斜长470m；二水平标高-20m。 2、矿区内地质构造简单，为一单斜构造，地层走向150°～190°左右，倾向240°～280°左右，倾角16°～28°左右。主要开采二1煤层，煤层厚度0～8m，平均厚度3m。矿井瓦斯等级为低瓦斯，根据我矿2011年瓦斯等级鉴定，矿井相对瓦斯涌出量为2.14m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.10m3/min，煤尘具有爆炸性，煤层自燃发火等级为：三级，无自燃倾向性煤层。 3、矿井水文地质条件中等，根据河南省煤田地质局物探测量队2010年6月编制的水文地质报告，影响煤层开采的含水层主要为顶板砂岩水和底板灰岩水，-400m预计正常涌水量约233m3/h，最大涌水量约350m3/h。目前矿井正常涌水量约80m3/h，最大涌水量约120m3/h，矿井深部开采时，受寒武纪灰岩含水层影响，水压增大，主要搞好疏
水降压、加固底板。采用物探与钻探相结合。 4、矿井为三级排水，一水平泵房主排水泵4台，型号为MD280-43*6；二水平泵房主排水泵三台，型号MD280-43*6；三3采区泵房（-150水平）三台，型号MD85-45*5。各水平泵房三阀二表齐全，满足一台工作、一台备用、一台检修的要求。 5、矿井第一水平标高为+172m，此水平目前无采矿活动。第二水平标高为－20m，目前本矿主要生产地点在二3采区和三3采区上部回采。本矿井老空区预计积水量17.2万方。其中主要分布在三2采区7.2万方，二水平南翼下山采区10万方。 二、矿井采空区与物探异常区 我矿是1958年建矿，所以采空区相对比较多，按时间和区域划分14处（后附明细表），总面积110.76万平方米，其中位于二水平南翼下山采区的9#采空区积水量10万立方，位于32采区的14#采空区积水量7.2万立方。除赵峪井与仙桃井采空区有少量积水外，其它采空区无积水。 根据地面瞬变电磁成果显示，我矿下部（23采区、21采区、南采区下山以下）异常区共计11处（后附明细表），总面积473729平方米。 附表1 采空区编号位置面积（万m2）1# 主副井以南17.6 2# 南翼风井以北 2.28 3# 南翼风井以南 4.05 4# 南翼风井以南，3#采空区下部。 1.0
采用综合物探和钻探方法查明章丘矿山采空区
采用综合物探和钻探方法 查明章丘矿山采空区 3 刘建胜,李树荣,王爱民 (山东省地矿工程勘察院,山东济南 250014) 摘要:采空区与围岩具有明显的波阻抗界面,为应用地震反射波法、瞬态面波法及电阻率测深法在采空区的勘测,具备了有利的物理前提和应用条件。通过现场钻探验证,揭示采空区的空间位置,对下步设计工作具有指导意义。关键词:矿区;采空区;综合物探;钻探;月宫桥;济南章丘中图分类号:P631.4+25;P631.3+22 文献标识码:A 1 工程概况及地质条件 S244省道月宫桥新桥址位于山东省章丘埠村 镇南2k m 西巴漏河河床上,旧桥已经不能满足经济发展的需要,济南市公路局拟在原桥西边扩建1座新桥,设计4跨5墩。据业主提供的有关信息,在新桥址处一采空区分布范围不明。为保证工程建设顺利进行,2006年6月,受业主委托,山东省地矿工程勘察院组成项目组进入工地,采用反射波法浅层地震、瞬态面波法和电阻率测深法3种物探方法,结合钻探方法对采空区进行了相关工作,并提交了该区 的工程勘察报告① 。 场区位于泰山断块凸起的西北缘,是一个以古生代地层为主体的N 斜单斜构造。区内中生代燕山活动强烈,以断裂活动为主,断裂及裂隙多为NNW ,NNE 向。 工作区位于西巴漏河河床,上覆地层主要为第四纪卵石及碎石层,最大厚度8.0m 以上;下部为石炭纪砂、泥岩,呈互层状分布,夹薄层煤和铝土矿,采空区推断位置应系采煤所致。 2 工作区地球物理特征 该区第四系与下覆的石炭纪砂泥岩层构成了明显的波阻抗界面,采空区与围岩也形成波阻抗界面。 当地震波遇到岩层采空区或破碎带时,地震波速明显减小,地震波振幅大为降低。该区水位约60m ,采空区处于水位以上,较其他围岩有较高的电阻率值,在曲线上呈现高阻畸变点。因此该区具备了应用地震反射波法、瞬态面波法及电阻率测深法在采空区的勘测物理前提。2.1 浅层地震反射波法2.1.1 方法及原理 浅层地震反射技术是利用人工激发的地震波在弹性介质不同的地层内的传播规律,根据勘探地震学的基本原理,只要不同介质或地质体间存在密度和地震波速度差异,就有应用地震探测的物理前提。测区内,因为当地开采煤矿形成了较多的采空区,其与围岩有不同的密度和地震波传播速度,即有波阻抗差 [1] 。 2.1.2 仪器设备及装置选择 该次地震勘探使用SE2404EP 综合工程探测仪,其主要技术参数如下: 通道数:24道;采样率:0.005～50m s;采样长度:512～16K;频带:0.1～5000Hz;前置放大器:16dB ,37d B;道间抑制比:≥100dB;谐波失真:≤0.05%。 野外采集时所采用的装置:6道数据接收采集,60Hz 检波器接收;经现场试验后确定采用道间距 第23卷第3期 山东国土资源 2007年3月 3收稿日期:2006 0825;修订日期:20070309;编辑:孟舞平 作者简介:刘建胜(1970-),男,山东招远人,工程师,主要从事水文地质及岩土工程勘察工作。 ①山东省地矿工程勘察院,S244省道月宫桥采空区工程地质勘察报告,2006年。
物探方法简介
物探方法简介 一、瞬变电磁法简介 1、瞬变电磁法技术原理 瞬变电磁法（Transient ElectromagneticsMethod, TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。下图即为瞬变电磁法原理的图解。 2、瞬变电磁法应用领域 瞬变电磁法施工简便、低阻探测能力强、精度高、探测深度大（地面1000m、井下150m），井下、井上均可施工。具有许多传统直流电法不可比拟的优点，可应用于： ◆地下水探测。瞬变电磁法可用于找水、咸淡水区分、地下电性
分层、圈定地下充水溶洞； ◆寻找金属矿床； ◆煤层顶底板富水性探测、巷道迎头超前探、圈定煤层采空（塌陷）区； ◆陡倾角、断层、岩脉等地质构造探测。 二、高密度电法简介 其原理与普通电阻率法相同，不同的是在观测中设置了高密度的观测点，工作装置组合实现了密点距陈列布设电极，是一种阵列勘探方法，现场测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，增加了空间供电和采样的密度，提高了纵、横向分辨能力和工作效率。 在众多直流电阻率方法中，高密度电阻率法以其工作效率高、反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势，在物探领域中发挥着越来越重要的作用。主要应用于： ◆寻找地下水、管线探测、岩土工程勘察； ◆煤矿采空区调查，煤矿井下富水性探测； ◆水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测、建筑地基勘探； ◆涵洞和溶洞位置勘查、岩溶塌陷和地裂缝探测 三、矿井直流电法简介 主要应用于井下，其原理与地面直流电法相似，不同之处为：矿井直流电法属全空间电法勘探、采用本安防爆设备，它以岩石的电性
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算法： 432()600550200201f x x x x x =-+--为连续函数，且由题意可知[0.1，1]为含根区间， 令a=0.1，b=1，取p=(a+b)/2。若f(p)=0则p 是方程f(x)=0的解；若f(a)f(p)<0则根在(a,p)内，取a 1=a,b 1=p ；否则根在区间(p,b)内，取a 1=p,b 1=b 。重复上述过程直到达到精度要求为止。 程序： Newton 法 算法： 建立牛顿迭代格式 432132 ()600550200201 ()600*4*550*3*40020 n n n n n n n n n n n n f p p p p p p p p f p p p p +-+--=-=-' -+- 直到1||n n p p +-小于精度要求时迭代结束，将1n p + 作为结果输出。
工程物探常用方法及技术
工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同，工程物探技术又分为三大分支，即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探（简称工程物探），我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多，它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同，随着科学技术的进步，工程物探技术的发展日趋成熟，而且新的方法技术不断涌现，几年前还认为无法解决的问题，几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某种程度上讲，它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探：包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等； ②探地雷达：可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等； ③地震勘探：包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法； ④弹性波测试：包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等；地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等； ⑤层析成像：包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等； 地下管线探测 主要检测内容： （1）金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测，管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点；探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 （2）非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术，可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异，采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术，探测的精度高，在小面积精确定位方面有无可比拟的优势；磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌，结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分，加以典型影像校正，能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案，主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。
《应用计算方法教程》matlab作业二
6-1 试验目的计算特征值，实现算法 试验容：随机产生一个10阶整数矩阵，各数均在-5和5之间。 （1） 用MATLAB 函数“eig ”求矩阵全部特征值。 （2） 用幂法求A 的主特征值及对应的特征向量。 （3） 用基本QR 算法求全部特征值（可用MATLAB 函数“qr ”实现矩阵的QR 分解）。 原理 幂法：设矩阵A 的特征值为12n ||>||||λλλ≥???≥并设A 有完全的特征向量系12,,,n χχχ???(它们线性无关)，则对任意一个非零向量0n V R ∈所构造的向量序列1k k V AV -=有11()lim ()k j k k j V V λ→∞ -=， 其中()k j V 表示向量的第j 个分量。 为避免逐次迭代向量k V 不为零的分量变得很大（1||1λ>时）或很小（1||1λ<时），将每一步的k V 按其模最大的元素进行归一化。具体过程如下： 选择初始向量0V ，令1max(),,,1k k k k k k k V m V U V AU k m +===≥，当k 充分大时1111,max()max() k k U V χλχ+≈ ≈。 QR 法求全部特征值： 111 11222 111 ,1,2,3,k k k k k A A Q R R Q A Q R k R Q A Q R +++==????==??=???? ??????==?? 由于此题的矩阵是10阶的，上述算法计算时间过长，考虑采用改进算法——移位加速。迭 代格式如下： 1 k k k k k k k k A q I Q R A R Q q I +-=?? =+? 计算k A 右下角的二阶矩阵() () 1,1 1,() (),1 ,k k n n n n k k n n n n a a a a ----?? ? ??? 的特征值()()1,k k n n λλ-，当()()1,k k n n λλ-为实数时，选k q 为()()1,k k n n λλ-中最接近(),k n n a 的。 程序
二三维联合反演技术应用
二三维联合反演技术应用 发表时间：2018-11-24T15:30:21.957Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：王丹丹[导读] 结合甘肃省南康地区地质地球物理资料及磁测数据，通过简单的地球物理反演进行异常解释。 甘肃省地矿局第一地勘院甘肃天水 741020 摘要：结合甘肃省南康地区地质地球物理资料及磁测数据，通过简单的地球物理反演进行异常解释。根据磁异常等值线图及三维曲面图的形态特征，推断该区两处较大磁异常断裂，并结合地质地球物理对其成因作出相应解释，推断异常体的位置关系；根据磁测剖面数据估计了异常体的形态特征、走向以及延伸。 关键词：异常体；断裂；岩浆侵入 引言 运用磁法可以圈定断裂带、破碎带，因为断裂的产生或者改变会改变岩石的磁性，沿断裂会伴有后期及同期的岩浆活动，或者沿断裂两侧具有不同的构造特点，因磁异常特征的不同在划分断裂时也有所不同，整体而言断裂可分为“干断裂”与深大断裂。“干断裂”因断块活动复杂程度的不同，所引起的异常特征有所不同。在破碎范围较大，构造应力比较复杂，且有垂直变位、水平变位以及扭转现象时，会造成雁行排列的岩浆活动通道。在断块活动比较复杂区域，有放射状异常带组，每一线性异常代表一断裂岩浆活动线。在深大断裂中往往可能是一个巨大的金属或者成矿带，如郯城-庐江深大断裂。因此，通过磁法找断裂，确定相应的断裂特征，在找矿中有重要的意义。 1 地质概况 1：10000磁法普查区位于西秦岭南带的东段，地层分区属巴彦喀拉－－秦岭区、南秦岭分区、同德－－武都地层小区。大地构造位置位于秦岭印支期近东西向褶皱带与北东向断裂带的复合部位。区域上出露地层有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系及第三系。与成矿关系密切的岩石地层主要有志留系、泥盆系及石炭系，在区域位置上从南向北依次分布。区内岩浆活动强烈，主要为印支期中酸性岩浆岩，中酸性小岩株、岩脉，岩株和岩脉的侵位均与断裂活动有关。区内的岩浆和热液活动与铜、金矿化作用关系非常密切，区内断裂构造在晚古生代地层内异常发育，纵横交错。主要有近东西向、北东向、北西向及近南北向四组，以近东西向断裂为主，规模大，常为不同时代地层或构造单元分界线。 2 磁测异常等值线图及异常解释 2.1磁异常等值线图 在地球物理数据资料中，等值线图可以较为准确的反应出异常体的走向、延伸以及在区内的大致分布情况，其应用比较广泛。图1是南康1：10000磁测区内部分磁异常数据的等值线图，此等值线图未经过圆滑处理，等值线僵直，严重受测网中测点坐标位置的影响，在实际资料中影响对异常体的圈定以及解释。
采空区综合物探技术方案
采空区综合物探技术方案 一、技术路线 充分搜集矿山地质勘查及开采状况资料，对各类资料进行分类整理及深入研究，并结合地面调查，确定重点勘查区（段）和调查工作内容。具体路线为：资料收集→地面综合调查→重点地段地形测绘→地球物理勘探→施工设计→治理工程施工和监理→竣工验收→项目总结。 二、工作方法 1、资料收集 在收集过程中既要做到全面又要保证资料的针对性和实用性，在此基础上深入分析研究所收集到的资料，进行二次开发利用，避免投入不必要工作，确保有限的资金得到有效利用。为此，须全面收集以往开展的水、工、环研究成果，地质矿产、物化探成果以及矿山环境恢复治理经验等方面的系统资料。 ①地形地貌、气候条件、区位优势、居民状况、交通及经济概况、土地利用及规划等背景资料； ②区域地质环境条件资料：包括区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质及环境地质等； ③矿产资源及其开发状况资料，包括探矿权登记数据库和采矿权登记数据库等； ④矿业活动对地质环境影响方面的有关调查资料； ⑤矿区地质环境恢复治理资料，包括现状治理面积，达到的治理效果，产生的社会经济效益等。 2、综合调查 综合调查针对矿区及附近地质灾害易发区及其生态环境问题严重 区进行，重点调查历史上民采活动集中、生态环境问题突出地段，为治理工作的具体施工奠定坚实的基础调查面积1km2。主要工作内容： ①进行全区地表调查，查明地表微地貌特征。 ②在查清区内地层、岩性、地质构造特征及岩土体空间分部规律、结构类型、工程地质条件的基础上，调查历史及目前采空塌陷、地质地貌景观破坏的现状、产生条件、发展演变过程等内容。 ③调查区内地下水资源分布特征，开发利用现状，地表水以及客水资源的工程分布、开发利用规划等，确定治理区水源条件。 ④进行治理区及其周围生长植物的适宜性调查，筛选优势树种。 地面调查技术要求如下： ①以1:2000~5000地形图为工作手图，主要采用线路穿越法，对重要地质地貌界线可辅以追索法，采用定点描述与沿途观测相结合的方法，原则上垂直于地质地貌单元布设调查线路。
计算方法与软件应用1
数学计算方法与软件的工程应用 第一章 MATLAB 软件基础介绍 MATLAB 是Matrix Laboratory （矩阵实验室）的缩写，最初是专门用于处理矩阵计算的软件。目前，它是集计算、可视化及编程等功能于一身的一个最流行的数学软件。其特点是： 1、功能强大 它不仅具有强大的数值计算功能，可以处理如：矩阵计算、微积分运算、各种方程的求 解、插值和拟合计算、完成各种统计和优化问题，最新的版本甚至可以进行数字图象处理、小波分析等；同时它还有方便的画图功能和完善的图形可视化功能。 2、使用方便 MATLAB 语言灵活，它将编译、连接和执行融为一体，是一种演算式语言。与其他语言不同，在MATLAB 中各种变量不需先说明变量的数据类型或定义向量或矩阵变量的维数。此外，MATLAB 的帮助系统使用也十分方便，用户可以通过演示和示例学习如何使用该软件。 3、编程容易效率高 MATLAB 具有结构化的控制语句，又具有面向对象的编程特性。它允许用户以数学形式的语言编程，比其他语言更接近书写计算公式的思维方式。MATLAB 程序文件是文本文件，它的编写和修改可以用任何字处理软件进行，程序调试也非常方便。 4、扩充能力强 MATLAB 软件是一个开放的系统，除内部函数外它的其他函数的源程序都是可以修改的；同时，用户自行编写的程序和开发的工具箱可以象库函数一样任意调用。MATLAB 也可以方便地与FORTRAN 、C 等语言进行对接，实现不同语言编写的程序、子程序之间的相互调用。 本章主要介绍MATLAB 的基础应用，在后面的各个部分中，我们将详细介绍MATLAB 在这一部分的调用，编程或计算。 一、数据和变量 1、表达式 在命令窗口做一些简单的计算，就如同使用一个功能强大的计算器，使用变量无须预先 定义类型。如 设球的半径为2=r ，求球的体积3 3 4r V π= ，则在命令窗口中输入：
电阻率法和电磁法联合反演进展
电阻率法和电磁法联合反演进展 地球物理反演过程是一个将观测数据转换为地质-地球物理模型的过程，其首要解决的问题之一就是尽可能的减少地球物理场的多解性，从而得到一个可靠的地质模型。然而，地球物理方法所采集到的数据集通常受到地表干扰或方法自身缺点的影响，使得反演结果难以全面的认识地下地质概况。直流电阻率法( DirectCurrent Ｒesistivity，DC) 在浅层勘探中具有较高的灵敏度，但是由于装置展布的限制和深部传导电流受到极大的削弱，因此很难获取到深部的有效信息。电磁法，受到地形起伏和近地表横向电性分布不均匀，易产生静态效应，极易混淆真假异常，增加地质解释的难度。由此可见，单一地球物理方法的反演容易造成地下地质解释的模糊性。在综合地球物理中同时运用多种地球物理数据进行同步、顺序、剥离、伸展等方式计算同一地质体的物性特征和几何展布称为联合反演，联合反演是综合地球物理工作中不可或缺的一种重要的定性和定量解释工具。结合多种地球物理数据进行联合反演能够有效的减少模型解空间。这主要是由于: (1) 不同地球物理方法获得的解空间不尽相同。利用不同地球物理方法的优势，一种方法中的零空间可以通过联合反演在另一种方法中得到补充。 (2) 不同地球物理方法测量的物性参数不尽相同。地下岩矿石包含了多种物理属性，通过在同一区域对不同物性参数的测量，从不同的侧面提高对该区域岩性及其范围的识别。 (3) 不同地球物理方法所受的干扰因素不尽相同。某种方法部分受到强干扰的数据可以用另一种方法的数据经行校正，有时比单一方法采集更多数据更为有
效。 自1975年V ozoff和Jupp首次提出进行MT和DC数据联合反演(V ozoffandJupp，1975)以来，中外学者对联合反演从理论到应用都做了许多研究:Sasaki(1989)、Sharma(SharmaandKaikkonen，1999；SharmaandVerma，2011)等对大地电磁和直流数据进行了联合反演研究。Zeyen和Pous(1993)进行了带有先验模型的磁法和重力联合反演研究。Hering等(1995)详细论述了DC与浅层地震的联合反演算法。Bosch等(2006)运用蒙特卡洛方法进行了三维重磁的联合反演研究。Moorkamp等(2011)提出了一种适用于地震、MT和重力的三维联合反演框架。国内学者对联合反演也做了许多贡献，于鹏等(2007)利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法，实现了重力和地震资料的约束同步联合反演。万玲等(2013)提出地面磁共振MＲS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法，提高了解释结果的准确度。彭淼等(2013)研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法。陈晓等(2010)采用非线性模拟退火方法实现了加入有效模型约束的大地电磁与地震的同步联合反演，使反演的解更实际更稳定。陈华根等(2012)在实际资料处理中应用了MT和重力的模拟退火联合反演并取得了较好的效果。刘彦等(2012)在对国内外大地电磁与地震数据联合反演的研究现状分析的基础上，总结了电震联合反演算法的类型。 回顾联合反演的发展历史，联合反演是综合地球物理定量解释的重要工具，是未来地球物理学的一个发展方向。从总体上来说国内的联合反演主要集中在重磁电磁与地震方法的结合，而更具有合理性的基于相同物性基础的联合反演较为少见。
采空区地球物理勘探技术方法
采空区地球物理勘探技术方法 发表时间：2018-11-27T17:37:34.883Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：张家瑜[导读] 煤矿采空区对铁路工程设施安全有不良的地质影响，如地面沉降、地层的水平移动及变形、地面开裂、构筑物下沉等。 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆市 400039 摘要：煤矿采空区对铁路工程设施安全有不良的地质影响，如地面沉降、地层的水平移动及变形、地面开裂、构筑物下沉等。其中，小煤矿的不合理开采和越界开采，对已建和拟建工程设施存在极大的安全隐患。为了减少采空区的危害，并且采取相应的治理措施，首先需要采用适宜的物探方法来准确判定采空区的位置及规模。 关键词：物探技术;采空区;勘查;应用;分析 引言： 对于采空区勘查作业而言，各种物探技术的应用优势及适用性有所不同。特别是对于地质条件相对复杂的采空区勘查作业而言，应当在条件允许的情况下尽量选取综合化的物探方式，确保采空区勘查作业的有效性与精确性。 1 采空区形成机理 地下矿层采空后形成的空间称为采空区。当采空区出现后，打破了原有的应力平衡，上覆岩层失去支撑，产生移动变形，直到破坏塌落。采空区塌陷后，形成采空塌陷区。以煤层采空塌陷区为例，可将它分为3个带:①垮落带:煤层采空上部岩层出现坍落;②断裂带:冒落带上方岩体因弯曲变形过大，在采空区上方产生较大的拉应力，两侧受到较大的剪应力，因而岩体出现大量裂隙，岩石的整体性受到破坏;③弯曲带:裂隙带以上直到地面，在自重应力作用下产生弯曲变形而未破裂。 2 地球物理勘探技术 地球物理勘探技术作为原位测试方法，具有简单、快速、易大面积施测等特点，是岩土工程勘察中的一种重要手段。物探方法种类繁多，包括电法、磁法、地震法、放射法等等，因此如何从中选取信息量最大的、最可靠的方法和确定其应用顺序，如何分配各种方法的经费以获取最大的效果就成为首要的问题。由于各种方法都有其特点、一定的适用条件和应用范围，而对于采空区的探测，电磁法是较好的方法，电磁法又分多种，针对翁福磷矿穿岩矿段地下采空区的特点，根据该区地质地球物理条件，本次物探工作选用的物探方法有低频地质雷达勘探和瞬变电磁法（TIMEELECTRIMAGNETICMETHOD，简称TEM）勘探。 3 适宜物探方法的选取 3.1前期工作 (1)收集了解当地矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征，以及上覆岩体的岩性、构造等地质信息。 (2)收集矿层开采的范围、深度、厚度、时间和方法等信息。 (3)进行现场踏勘，确定地表的变形特征和分布。 (4)确定采空区周围的抽排水情况。 3.2选取物探方法 根据采空区地层条件及其地球物理特性，并且结合前期工作所取得的资料，选择最优的物探方法，表一是一些采空区常用的物探方法。选择合理的物探方法，不仅可以节省成本，提高工作效率，最重要的是使所得结果精度高并且更符合实际。 表1常用的采空区物探方法 3.3验证物探成果 (1)物探成果可以指导钻探工作的布置，做到有的放矢，从而避免了盲目布孔的浪费，缩短了勘察周期。 (2)钻探工作也同样是对物探成果的验证:采用清水循环钻进，在某一段内漏水严重或钻探过程中有掉钻、卡钻等异常情况发生，即验证了采空区的存在。 (3)综合对比分析物探与钻探成果会使勘察效果更好。 4采空区勘查作业中物探技术的应用分析 4.1瞬变电磁法的应用分析 现阶段瞬变电磁法应用较为普遍与广泛的仪器设备为基于轻型专业的TEM设备，此类型设备最为显著的应用优势体现在其较高的自动化水平、较高的抗干扰能力以及持续性的监督控制。更为关键的一点在于:在物探作业过程当中，结合采空区实际情况所生成的相关数据信息能够借助于微机控制得以完整性储存，以备调用及回放。在本文所列举的采空区勘查作业实际情况当中，勘查作业的实现需要在中心回线装置的辅助下予以完成。实践应用过程当中发现:这种同点装置能够确保与采空区地质勘查对象耦合属性的最优化，在简化响应曲线的同时具备更为优越与稳定的接收电平。为确保瞬变电磁法应用过程中所选取的装置能够充分符合采空区勘查作业实际要求，需要通过综合比选的方式予以确定。 4.2地质雷达法勘探的应用分析 地质雷达也称探地雷达，利用高频电磁波束在波阻抗界面上的反射来探测有关的目的物。具体工作时，发射天线和接收天线紧贴地面，由发射机发射短脉冲电磁波经发射天线辐射传入大地，电磁波在地下传播过程中遇到介质的分界面后被反射或折射，反射回地面的电磁信号被接收天线接收，根据反射回信号在时间坐标上的传播时间和相应的振幅相位变化特征，即可以判读界面的存在深度及其电磁相应性质。 对于地质雷达资料的定性解释，一般来说，在实测的地质雷达剖面上，如果以入射的电磁波脉冲为正方向，出现反相反射，意味着电磁波遇到了介电常数高的介质（如从空气入射到地下介质）若出现同相反射，意味着电磁波从介电常数大的介质进入介电常数小的介质（如从地下岩体进入采空区空洞时）。
工程计算方法及软件应用--本科生考查大作业
工程计算方法与软件应用 本科生大作业 考核方式：考查（成绩按各软件的课外作业成绩综合给出）。 各软件讲完后1~2星期内上交作业。 一、CAD/CAE软件作业（每个学生完成下列任意一题） 题目一： 一端固定支撑，一端集中力的梁，横截面为10x10cm，长为150cm，受集中载荷作用，P=50N。弹性模量E=70GPa，泊松比r=0.2。用ABAQUS 软件建模并计算最大应力和最大位移的位置和大小。 （1）二维；（2）三维 图1梁受力简图
题目二： 图中所示为一个连接件，一端焊接到设备母体上，一端在圆柱销子作用下的圆孔，圆孔下半周受到30 kN的均布载荷作用，用ABAQUS 软件建模并计算最大应力和最大位移的位置和大小。 图2 连接件受力简图 题目三： 如图3所示为一薄壁圆筒，在圆筒中心受集中力F作用，对此进行受力分析，并给出应力、位移云图，并求A、B两点位移。 圆筒几何参数：长度L=0.2m；半径R=0.05m壁厚t=2.5mm。 材料参数：弹性模量E=120Gpa；泊松比0.3 载荷：F=1.5kN。
图3薄壁管受力简图 题目四： 如图4所示为一燃气输送管道截面及受力见图，试分析管道在内部压力作用下的应力场。 几何参数：外径0.6m，内径0.4m，壁厚0.2m 材料参数：弹性模量E=120Gpa；泊松比0.26 载荷P=1Mpa。 图4燃气管受力简图
题目五： 如图5为一三角桁架受力简图，途中各杆件通过铰链链接，杆件材料及几何参数见表1和表2所示，桁架受集中力F1=5kN、F2=2.5kN 作用，求桁架各点位移及反作用力。 图5 三角桁架受力简图 表1 杆件材料参数 表2 杆件几何参数
岩土工程勘察的意义及其新技术运用
岩土工程勘察的意义及其新技术运用 发表时间：2016-11-17T11:27:28.733Z 来源：《基层建设》2015年12期作者：杨俊岭 [导读] 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 中冶沈勘工程技术有限公司辽宁沈阳 110016 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 关键词：岩土勘察；数字化；物理探测 一、岩土工程勘察的意义 岩土工程勘察的主要目的是运用工程地质学等相关理论，应用科学的勘察方法，利用先进的测试技术及仪器，依照一定的程序对建筑项目场地进行调研。调查、分析、研究与工程建设相关的工程地质条件、施工建设对所在地及周边自然地质环境造成的影响等内容，并对勘察成果及技术参数进行评价和设计，以便为工程建设的基础设计及施工提供科学、详实、准确的工程地质资料及技术参数。伴随着经济的快速发展，我国建筑行业也迅速扩张。工程项目的不断增多使工程施工中遇到越来越多的问题，施工的地质条件也变得越发的复杂。在目前我国的各项工程项目中，岩土工程勘察是保证各项工程顺利进行的基础，我国岩土工程相关技术的不断更新和发展，岩土工程勘察技术的手段和方法也在不断的提高。在国内很多建筑企业已经能够独立完成复杂工程的勘察和施工，这些施工项目主要含有超高层建筑处理复杂地基、围海造陆等。 二、工程地球物理勘察 工程物探在我国已有40 多年历史，早期主要引用传统的物探方法，如地面直流电法、电测井等，方法单一，多解性强，误差很大，效果不理想。近年来，开发了适应工程需要的新技术、新方法、新领域，并与岩土工程测试密切结合，逐步显示出它的生命力。工程物探既有勘察的功能，又有测试的功能，全称是否可改为“工程地球物理探测”。工程物探的技术含量很高，是一种非破损探测技术，随着相关的物理技术与计算机技术的迅猛发展，在今后15 年内可能有更大的飞跃。 由于工程物探具有探测深度较浅，范围较小，精度要求较高，成本要求低等特点，传统的物探方法不能照搬，有的可以移植，有的可以改造和借鉴，更多的是要创新。应密切结合工程需要，例如探测基岩面、地下洞穴、孤石、管线、古墓、防空洞、桩身缺陷、破碎带、漏水点等目的物，使工程物探成为岩土工程勘察不可缺少的手段。 不同的探测目的，不同的地质条件和工程条件，要用不同的适用的物理方法。因此，工程物探的方法肯定是多种多样的，再加上“多解性”，有时需采用“综合物探”。但并非所有工程物探都要用综合方法。近年来，国内外应用各种物探原理（弹性波、声波、电压磁波、应力波等）开发了一批性能很强的专用仪器，如波速仪、探地雷达、管线探测仪、打桩分析仪等，这些仪器的特点除了精度高、抗干扰能力强等一般优点外，还有两个重要特点：一是目的性强，非常明确用于工程上的某种目的，如测定岩土介质的波速，探测具有介面的目的物，探测金属或非金属管线，探测桩身缺陷和测定桩的承载力等等；二是充分应用计算机技术，配有功能很强的软件，使仪器智能化，包括数据处理、数学运算、信息传输、数据库、层析技术、分析判别、图形处理等等，既便于用户掌握，又提高了分析能力。这类仪器的研制和应用，应当是今后的重要方向。 三、岩土工程勘察数字化 传统的岩土工程勘察技术勘察测试得到的浩瀚的地质和岩土信息，需用数理统计、模糊数学等不确定性理论进行数据处理，分析计算的数学模型不够成熟，计算参数的不确定性非常突出，初始条件和边界条件常常并不确切，在进行理论分析和数学力学计算时往往需要岩土工程师根据经验判断和修正，不能离开人的干预和决策：传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。随着现代信息技术的发展，未来岩土工程勘察的发展趋势就是将岩土工程勘察与勘察技术的数字化相结合，利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力，解决传统岩土工程勘察由于勘察数据内容上的复杂性和形式上的多样性。对岩土工程勘察方法实旅改进，逐步过渡到数字化勘察技术，并推广使其广泛应用，这是勘察工程发展的必然趋势。 要实现岩土工程勘察数字化，具体如下： 分析岩土工程勘察对象的基本特征。岩土工程勘察对象构造的规模、起因、结构、形态差别较大，但所有复杂的地质构造都能抽象为点、线、面、体四种元素的集合。任何地质对象在空间上都占有一定的范围及位置，有一定的形态和性质特征，且与其他地质对象间存在一定的空间联系。因此，地质对象的基本特征可归结为空间特征、属性特征和空间关系特征三个方面。 分析岩土工程勘察建模的依据。岩土工程地质模型是人们对客观事物认识的精炼和图示化。建模最基本的依据是观点及理论基础。这里推崇岩体岩土工程力学，其核心观点就是岩体，结构面起主导作用，软弱岩层（软岩）起着起始变形与突破的作用。结构面类型较多，性状复杂，不仅有软硬之分，还有大小之分和分布上的随机性。 明确岩土工程勘察建模的过程。一是工程变量预测。岩土工程地质建模的主要目的之一就是预测一个或多个工程地质变量的空间变化。在工程地质中，变量则是地层、构造、断层等的空间分布特征及其物理力学性质；在污染评价中，变量是土壤或地下水的污染程度；在矿产评价中，变量是矿石品位；在地下水研究中，变量是水动力参数，如水流速度。对某些研究区域的相关地质变量由于不可能进行连续的量测，往往取一些有代表性的点，然后再利用各种不同的预测技术，来推测出整个研究区域的该地质变量的空间变化规律。二是岩土工程地质特征解释。一般包含条件化及离散化两方面，即以岩性或岩土类型等控制特征为条件，将工程地质信息进行离散化，从而确定工程地质边界和相关特征描述。 基于GIS的岩土工程勘察数字化技术的实现。我们以GIS为基础的岩土工程勘察的相关数据信息分为地理信息数据，其主要分为：空间数据和非空间数据。这些数据主要来源于：基础的地理数据，如地形、地貌各项数据图以及自然区划数据图；岩土工程勘察数据，主要包括施工区域内地质勘察的资料，包括了该区域内勘察的全部内容，如周围环境、岩石性质及特种、地理条件等，也有一些地表信息，如沉积相、液化等级、年代等等。而实施岩土勘察工程数据可系统的一般程序为：首先、概念模型设计。该数据库应用属于集中处理各项数据
储层参数的反演研究
储层参数的反演研究 研究双相介质中地震波的传播规律，并建立基础地球物理模型具有实际需求与意义，采用BISQ模型对储层参数进行定量描述，研究了岩石物理参数之间的变化关系，为储层参数反演做理论依据，储层参数反演又为地球物理解释提供依據。 标签：储层参数；反演；BISQ模型； 1 概述 从地球物理数据反演储层参数（孔隙度、含水饱和度和渗透率）是一个难题。解决这个问题的方法之一是使用一个岩石物理模型建立地震测量数据和储层参数之间的关系，就是根据地震实际数据，使用统计或确定性方法来反演储层参数。 对于储层参数反演岩石物理模型是很重要的。更准确的模型，能得到更准确的反演参数。Gassmann-Biot理论（Gassmann，1951；毕奥Biot 1956，1962）已证明是一个有用的模型来描述各种岩石和沉积物的类型[1-3]。然而，它也是众所周知的，在地表面和井间地震测量上某些储层岩石在频率范围内使用Biot理论，并不能充分描述出波的衰减和扩散。 Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中固-流相互作用的两种力学机制。长期以来，孔隙介质中的这两种力学机制被完全隔裂。这两种机制其实是同时存在的，Biot流动力学机制描述的是宏观现象，喷射流动机制反映的是局部特征，这两种机制对弹性波的衰减和频散均产生影响[4]。Dvorkin和Nur（1993）针对孔隙各向同性一维问题，将流体和固体相互作用的这两种力学机制有机地结合起来，提出了统一的Biot-Squirt（BISQ）模型。在实践中，使用BISQ模型将孔隙率、渗透率和衰减联系起来，同时比较于Biot模型使用试验性的数据，并取得了很好的定性解释[5]。下图1所示为BISQ模型图。 2 BISQ模型分析与基本原理 建立双相介质理论的文献可以追溯到Biot（1956）发表论文6年后，Biot 对该理论进行了进一步的优化。Biot理论提出：以各向同性地质体构成的骨架，在骨架中填充饱和流体，该流体存在一定的可压缩性且与固体之间存在相互运动。 Burridge和Keller（1981）对具有可压缩粘性流体的多孔弹性固体的Biot理论进行了进一步研究，其推导了基于固体中线性弹性方程和流体中的线性Navier-Stokes方程。当流体的粘度小时，得到的一般方程式就成为Biot的一般方程式。在Biot的模型中，通过粘性摩擦和惯性耦合，孔隙流体被迫参与固体的振荡运动。在地震波传播期间，不同的流体流动机制与通过地震波变形的裂缝中孔隙流体的喷射有关。Mavko和Nur（1979）已经表明，与Biot模型相比，
工程物探方法技术应用及展望
工程物探方法技术应用及展望 发表时间：2018-08-15T13:53:10.743Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：郭伟[导读] 摘要：对于工程建设来说，工程物探技术是其中应用的重要技术，在多项工程探测中取得了广泛的应用。 黑龙江省第六地质勘察院黑龙江省佳木斯市 154002 摘要：对于工程建设来说，工程物探技术是其中应用的重要技术，在多项工程探测中取得了广泛的应用。工程物探的周期较短，实用性强，成本低，由于这些优点，被广泛应用在各个领域。随着我国经济和社会的进步，工程建设的数量和质量也逐渐提升，因此对于物探技术也提出了新的要求，同时，在应用过程中，工程物探技术还面临着许多问题，怎样将工程物探技术更好的应用在实际操作中，解决现有的问题，提高探测技术和数据处理方法，不断地促进工程物探技术的发展，为工程建设带去便利，是当前研究人员的重点研究方向。 关键词：工程建设；物探技术；应用现状；展望发展 引言： 对于工程建设来说，前期的勘测与探查是极为重要的，工程物探技术的服务对象是各项工程建设项目，其建设直接关系到我国经济的发展，随着我国经济建设的发展势头逐渐迅猛，工程物探技术将要更多的应用在各项工程建设中，保证工程建设的质量。当前，随着我国工程物探技术的逐渐优化，应用逐渐熟练，管理体制不断完善，工程物探技术被更多的应用在各项建设项目中，也提起了各个行业管理人员的重视程度。在当前竞争激烈的背景下，我们要不断探究工程物探技术的应用方法，逐渐优化其应用技术，使其在工程建设中发挥更重要的作用。 一、工程物探技术的概述 工程物探技术是在当前我国项目开展过程中所应用的一项主要技术。其是工程地球物理勘探的简称，主要对于地下岩土层的性质和物质形状进行勘察，从而得到岩土体的物理参数。以此解决一些地质问题。物探技术的勘察对象一般为较窄的施工场地，因此要求这项技术的抗干扰能力较强，同时配备灵活高效的技术装置。在应用过程中一般可以现场得到探测结果，有些甚至要当场进行地下岩土层的开挖，以此来验证结果的精确性。因此，这项技术具有分辨率高，可靠性强等优点。 二、物探技术的应用现状 （一）工程物探技术主要应用在岩土工程中，它对地下岩土层的探测结果较为精确的，因此应用较为广泛。岩土工程勘察所应用的勘察手段与传统钻探手段不同，应用工程物探技术，可以连续的测得地质情况，避免勘察不全面造成勘测不准的问题。此外，还可以解决许多岩土工程问题，简化操作，因此其与传统钻探技术相比，具有诸多优点。当前，如果可以将工程物探技术和传统的勘探技术相结合，就会大大的提升市场的竞争力，很大程度上缩短工期、降低成本，为我国的工程建设带来更大的便利。 （二）同时，工程物探技术还主要应用在岩土工程的检测中，用来评价地基的稳固程度。对于一项建设项目来说，工程的建设质量是最为重要的，因此使用工程物探技术可以在很大程度上保证工程的质量。对于岩土工程项目来说，工程物探技术可以有效地检测建筑中的裂缝，根据电磁波在建筑物中的传播情况，评价裂缝的结构，从而制定出更加有效的解决办法。这样，就可以有效地解决建筑中的问题，保证建筑工程的质量，防止安全事故的发生。 三、工程物探技术的检测方法 工程物探技术的检测方法有多种，所根据的原理和应用情况也有所不同。随着科学技术的逐渐进步，物探技术也逐渐涌现了多种勘测方法，同时在应用过程中也出现了新的物质勘探方法。从利用的场合来看，工程物探探测方法主要有弹性波探查和电磁波勘查。从观测方式上来区分，又分为地面勘测与地下勘查。 在当前的实际应用中，主要采用的物探方法有探底雷达、电磁勘察和地震勘察。通过弹性波的变化和地震波的测试，从而分析出弹性波在岩石内部的传播特征，从而分析出建筑内部的结构。利用电磁波进行勘察是通过岩土体电磁波的吸收系数，从而检测出不良地质现象，为后期工程灌浆提供相应的理论依据，并且可以用于检测灌浆的效果。利用影像进行勘察，主要是根据不同物体具有不同图像特征的原理，利用录像设备对地质结构进行图像采集，并由工作人员对于图像进行特征分析，从而得到岩土层内部的物质结构。 四、工程物探技术得发展展望 （一）不断优化技术工艺，进行创新与改革。当前，我国的资源不断减少，因此为了满足当前社会的发展需求，就要将自然资源的开发工作延伸到未开发的领域，这就对于探测方法提出了更高的要求，为了满足实际生产的需求，就要不断提高探测技术，使其的应用范围和实用性更广。随着科学技术的进步，人们对于探测技术的精度和自动化要求程度越来越高，因此将计算机技术引入到工程，可以在保证探测质量的同时，不断提高勘探效率。 （二）提高物探技术的数据处理能力。当前，随着新技术的出现和探测设备的功能逐渐完善，工程物探技术的精度和灵敏度也逐渐提高，探测效果也逐渐得到保证。当前，已经将超导技术应用到了工程物探技术，在小范围的应用中取得了显著的优化。其次，随着我国计算机技术的发展，还可以将信息技术与物探技术联系在一起，进一步增强软件的数据处理功能，从而实现数据处理过程中对于误差的修复情况。使用计算机技术，可以进一步简化数据的处理，实现多项技术的有效结合，选择更为合适的探测方法，从而得到更加准确的探测结果。 （三）完善物探资料的信息收集与处理。在信息采集之后，对于资料进行整理与归类是极为重要的，不但有利于这一个工程建设，对于后续的技术优化也有着极大的重要意义。因此，每位技术人员都应该努力学习计算机知识，对于数据处理更加紧密，从而提高物探勘察的质量。 结论：综上所述，我们可以看出工程物探技术对于我国建设项目发展的重要性。当前，工程物探技术已经广泛应用在各行各业中，取得了较为良好的应用效果，但是在实际应用中，仍然存在着一些问题，随着当前各行各业的飞速进步，我们要不断加强对于技术的探究与应用，使其在实际应用中取得更好的效果。作为现代工程勘察中的常用方法，我们要不断提高物探勘察的技术水平，同时加大对于问题的研究分析力度，使其为我国的经济建设打下更好的基础。 参考文献： [1]姜早峰等.物探方法在水库坝基渗漏勘察中的应用[J].华北地震科学地，2004