基于双频激电法的水槽模型实验研究
电阻率法和激发极化法水槽模型实验
• 逐点（测量3次）和逐个极距观测和记录数据，及时检查可
疑数据。 • 中间梯度法：整理和绘制视电阻率和视极化率剖面图。 • 对称四极测深法：整理和绘制视电阻率和视极化率测深曲 线和测深剖面的视电阻率和视极化率拟断面图。
实验要求
• 规范操作，爱护仪器，注意安全 • 每个实验小组成员轮换完成整条剖面的数据采集、 资料整理及图件绘制
• 各组交流和讨论实验结果
• 定性分析异常分布特征
• 编写实验报告
测量方式快速入门
1 放置异常体
2 固定A B M N 。用橡皮 泥将不极化电极固定好。
测量方式快速入门
3 将A B M N与仪器连将高压电池与仪器连接， 严禁提前连接高压电池。
分组情况
指导老师：林昌洪
谭捍东
候玉成
2011年5月
实验目的
• 了解电阻率法和激发极化法常用仪器的简单原理、 面板结构，并学会仪器的操作使用。
• 学会剖面法和测深法的工作布置及数据采集方法。
• 分析剖面法和测深法在良导体上的异常特征。
实验模型
• 水介质模拟围岩介质 • 水平铜板、石墨板模拟局部异常体 • 模型顶部埋深2—3cm为宜 • 电极入水深度约2—3mm较合适
• 1班，34人，分5组（组号1～5）； • 2班，31人，分5组（组号6～10）；
• 3班，36＋2人，分6组（组号11～16）。
时间安排
• 1～4组，5月4日（周三），3、4节及当天晚上； • 5～8组，5月5日（周四），晚上； • 9～12组，5月11日（周三），3、4节及当天晚上 • 13～16组，5月12日（周四），晚上。
中间梯度法
• • • • • AB=120cm AB中间2/3范围测量(80cm) MN=4cm 点距4cm 记录点为MN中点
基于VOF法的波浪数值模拟水槽(池)建立探索
第03期（总第466期）吉林水利2021年3月［文章编号"1009-2846(2021)03-0001-05基于VOF法的波浪数值模拟水槽（池）建立探索关大玮董志3,苗青竿张从联®（1.广东省水利水电科学研究院广东省水动力学应用研究重c实验室，广东广州510635；2.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东广州510635；3.广东省水安全科技协同创新中心，广东广州510635）［摘要］基于CFD技术建立的数值波浪水槽试验，使用了波浪理论构建的数｛水槽模型，在一定程度上能够代替物理实验的波浪水槽％数值波浪水槽构建难点在于实际波浪由于受到建筑物、地形等影响，往往会发生破碎、涡旋等现象，造波消波方法的选择也会对数值水槽建立和计算的准确性产生不同程度的影响％本文采用FLOW-3D软件，利用VOF方法，建立波浪数值水槽，将实验结果与Vincent and Briggs的椭圆浅滩实验结果对比，二者较为一致，说明波浪数值水槽结果合理有效％［关键词］数值水槽；造波；消波；数值模拟［中图分类号］TV139.20引言近年气候变化导致极端天气时有出现，台风、海啸和风暴潮时有发生。
灾害发生时，海堤在使沿海地区免遭潮、浪袭击的方面起到关键作用％所以，海堤的破坏往往导致严重的后果％因此，对海堤越浪影响的研究也愈发充分％越浪研究的实验关键在于能模拟现实情况的波浪水槽。
传统的波浪水槽建立在实验室，通过造波机波浪，将的模于水槽，果％传统物理实验水槽存在人力、力和时间本过高,测的有限的问题，的情况下难以一一模拟到，研究。
机技术发展，于CFD建立的数值波浪水槽试验，用的案例越来越％使用波浪理论建的水槽模，在理实验的波浪水槽。
于机建立的波浪水槽，［文献标识码］B传统理水槽，人力和，，使用的案例也愈发％112建立有的波浪水槽，在理后，的高波陡的0.3—0.5%、122于的N-S方和VOF方法，利用CFD软件FLUENT,经二次开发提出边界造波、多孔介质消波的方法，建立对波高0.16、有模拟弱线波浪水槽，具有高的实用价％李世森132用“三点”分离反射波，〕讨波浪水槽的建立时，如何组合消波介质能得最好的消波效果％路宽等142对几种的紊流模型进行对比，认为在波浪水槽中，RNG k-s 模型精度最高。
双频激电法野外工作方法和技术
双频激电法野外工作方法和技术双频激电法主要用来寻找铜、多金属等硫化矿床以及相应的伴生有色金属、稀有金属和其他矿床。
也可以寻找磁铁矿、有极化效应的赤铁矿和镜铁矿、锰矿等黑色金属矿床。
此外，还可以寻找煤、石墨矿和地下水。
双频激电法除了对致密块状矿有很好反映之外，对浸染状和星散状矿体也有独特的效果，所以它是寻找斑岩型铜矿有效的物探方法，同时还可借助浅部矿化和浸染晕发现深部矿体。
正因为双频激电对矿化反映灵敏，不够工业品位的矿化也能形成异常，因此对获得的异常有必要作进一步的分析和甄别。
在某一地区是否投入双频激电法，主要取决于地质任务，地质、地球物理条件和技术经济指标。
地质任务的确定则必须兼顾主观和客观的条件。
一般地讲，主观是指人们所要解决的矿产地质任务或其它任务的愿望，客观则是指自然界所提供的物质基础和前提条件。
仅从主观的愿望出发，往往会造成浪费或事倍功半，这样的教训很多、也是很深刻的。
因此，首先要从地质、地球物理条件的分析中提出地质任务，然后通过各种手段了解物性差异、有利条件和不利因素，再经过成本、效益和地质效果的综合分析，决定是否投入双频激电工作。
在具体工区，究竟是投入双频激电法，还是时间域激电法（俗称直流激电法），应根据地形、地质条件作合适的选择，扬长避短，灵活应用。
一般地说，在地形较平坦如平原、盆地上，交通条件好，以及非工业干扰区，干扰小、接地好，既可使用双频激电法，也可使用时间域激电法。
而在山区，地形很差，以及工业及人口密集区，工业干扰和人文干扰较大，接地条件相对较差时，双频激电法远远优于时间域激电法和其他形式测量的激电法，如变频法、奇次谐波法等。
大量实践证明，双频激电法能够应用于地质工作的各个阶段。
在1：5万或1：2.5万的小比例尺面积性普查工作中，可用来发现和寻找成矿远景区或矿化带，也可配合同比例尺的地质填图。
在1：1万的中比例尺详细普查工作中，可用来圈出矿化富集带范围，为进一步详查提供依据。
双频激电法前言
双频激电法何继善著中国教育出版社出版谨以此书献给中国工程院成立十周年和在崇山峻岭中艰苦跋涉为祖国寻找宝藏的地质、和地球物理工作者前言电法勘探是包括很多方法的一种地球物理勘探方法，其中，人工场源的电法勘探，究其本质可以归纳为电阻率法、电化学方法和探地雷达法三大类。
而在电阻率法和电化学方法中，按测量方式又可分为时间域方法和频率域两种。
，作为一种重要的电化学方法，是寻找金属矿最为有效的一种地球物理勘探方法。
与电阻率类方法相比，其优越性表现为：只有电子导体才能引起明显的激电异常，非极化岩石的不均匀性或地形不会引起假异常。
时间域激电法装备笨重，野外工作成本高，限制了它的大量应用，频率域的本质优点是轻便和抗干扰能力强。
然而，由于历史的原因，最早是以变频法开始进行频率域激电工作，它的精度低，速度慢，在一定程度上妨碍了频率域激电的推广应用。
研究激电效应随时间变化规律的称为时间域激电，研究激电效应随频率变化规律的称为频率域激电。
时间域激电法的充放电时间特性本身就说明激电现象必然存在频率依从关系，这也就是说就方法原理而言，频率域激电法与时间域激电法是等效的。
但在实际应用中，由于二者所用技术不同，又有诸多差异。
早在1934年，斯密施——罗斯（Smith-Rose）在用交流电测量岩石电性时，就已经发现岩石的等效电导率是一个复量。
然而，由于技术的原因，在1950年以前所有激电法都是采用时间域测量。
1958年苏联专家柯马罗夫（ВАКомаров）来华讲学，将时间域激电方法法带到了中国。
那是单向长脉冲（一般为2分钟）供电、供电时测总场电位差、断电后测二次电位差，因而是时间域激电法。
因为当时我国只有这样一种技术，人们笼统地称它为激电法，而没有在前面加形容词。
引入变频激电法后，为了区别，人们将变频激电法又称为交流激电法，而将前者称为直流激电法。
后来的“直流”激电用了双向短脉冲供电，明显是交流了，再叫直流激电显得很不合适。
因为它是研究二次电位的时间依从关系，将它规范为“时间域激电”是必要的。
水槽模型设计及视电阻率曲线测量
D O I :１０．１６７９１/j ．c n k i ．s j g．２０１９．０３．０１６㊀实验技术与方法水槽模型设计及视电阻率曲线测量张丽华,潘保芝,单刚义,范晓敏,郭宇航(吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春㊀１３００２６)摘㊀要:根据视电阻率的测量原理,设计了水槽模型,模拟实际钻井地层,实现了视电阻率曲线测量.在水槽模型设计中,用水溶液模拟井中泥浆和围岩,用塑料块模拟高电阻率地层,地层厚度分为薄㊁厚两种,并将一般的垂直井轴方向改为水平方向.该实验可为地球物理专业的本科实验教学提供实验参考.关键词:视电阻率;水槽模型;钻井;实验教学中图分类号:P ６３１ ３㊀㊀文献标识码:B ㊀㊀文章编号:１００２Ｇ４９５６(２０１９)０３Ｇ００６３Ｇ０３D e s i g n o f s i n km o d e l a n dm e a s u r e m e n t o f a p p a r e n t r e s i s t i v i t y cu r v e Z H A N GL i h u a ,P A NB a o z h i ,S H A N G a n g y i ,F A N X i a o m i n ,G U O Y u h a n g(C o l l e g e o fG e o Ｇe x p l o r a t i o nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,J i l i nU n i v e r s i t y ,C h a n g c h u n１３００２６,C h i n a )A b s t r a c t :A c c o r d i n g t o t h e p r i n c i p l e o f a p p a r e n t r e s i s t i v i t y m e a s u r e m e n t ,a f l u m em o d e l i sd e s i gn e d ,a n dt h e a p p a r e n t r e s i s t i v i t y c u r v em e a s u r e m e n t i s r e a l i z e db y s i m u l a t i n g a c t u a l d r i l l i n g f o r m a t i o n ．I n t h ed e s i gno f t h e f l u m em o d e l ,w a t e r s o l u t i o n i s u s e d t o s i m u l a t em u d a n d s u r r o u n d i n g ro c k i nw e l l s ,a n d p l a s t i c b l o c k i s u s e d t o s i m u l a t e t h eh i g hr e s i s t i v i t y fo r m a t i o n ．T h ef o r m a t i o nt h i c k n e s s i sd i v i d e di n t ot h et h i na n dt h i c k ,a n dt h e g e n e r a l v e r t i c a l a x i sd i r e c t i o ni sc h a n g e dt oh o r i z o n t a ld i r e c t i o n ．T h i se x p e r i m e n tc a n p r o v i d ee x p e r i m e n t a l r e f e r e n c e f o r u n d e r g r a d u a t e e x p e r i m e n t a l t e a c h i n g o fG e o p h y s i c s s p e c i a l t y．K e y wo r d s :a p p a r e n t r e s i s t i v i t y ;s i n km o d e l ;w e l l d r i l l i n g ;e x p e r i m e n t a l t e a c h i n g 收稿日期:２０１８Ｇ０８Ｇ１５基金项目:中国博士后科学基金特别资助项目(２０１８T １１０２４５)作者简介:张丽华(１９７４ ),女,辽宁康平,博士,高级工程师,从事岩石物理实验与测井数据处理与解释研究E Ｇm a i l :z h a n g l h ＠jl u ．e d u ．c n 通信作者:单刚义(１９７０ ),男,山东莱阳,博士,高级工程师,从事数据处理与解释研究E Ｇm a i l :s h a n g a n g y i ＠jl u ．e d u ．c n ㊀㊀通常用电阻率来表示岩石的导电能力,所以根据岩石导电能力的差异,在钻孔中研究岩层性质和区分它们的方法,称为电阻率法测井.电阻率法测井的主要任务是根据电阻率曲线划分岩层的厚度㊁定量确定岩层的电阻率.在油井中,研究岩层的导电能力具有特殊意义,因为石油是一种电阻率极高的物质,而在天然状态下的水却是一种电阻率较低的物质.因此,在相同岩性的储集层中,含油岩层将比含水岩层的电阻率高.到目前为止,岩层电阻率的高低仍然是判断岩层含油水性质的重要标志[１Ｇ３].普通电阻率法测井是电阻率法测井中最基本和最原始的形式,在划分钻井地质剖面和作为判断岩层电阻率的辅助手段时,它仍然被广泛地采用[４Ｇ５].在应用型人才培养过程中,理工科学生必须掌握一定的实验和实践技能.实验教学已成为地球物理专业教学中不可或缺的重要教学手段[６Ｇ１０].１㊀原理电缆将电极系与地面上的电源和记录仪相连接(见图１)[１１],当电极系在井内移动时就可以记录出连续的电阻率测井曲线.用A ㊁B 作为供电电极,M ㊁N 为测量电极.供电给A ㊁B 电极时,在其周围介质中形成电场.如果介质电阻率有变化,那么在M 和N 处造成的电场也会随着变化.如果保持供电电流I 不变,M 和N 之间的电位差就可以反映出介质电阻率的变化情况[１２],其视电阻率R a 与M 和N 之间电位差I S S N１００２Ｇ４９５６C N １１Ｇ２０３４/T ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理E x p e r i m e n t a lT e c h n o l o g y a n d M a n a g e m e n t ㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀第３期㊀２０１９年３月V o l ．３６㊀N o ．３㊀M a r ．２０１９ΔU M N有如下关系式:R a＝KΔU M N IK是电极系统系数,电极系统尺寸固定后K是常数.图１㊀测量原理图如果是全空间,则有K＝４πA M A NMN(１)㊀㊀如果是半空间(文中的水槽模型),则有K＝２πA M A NMN(２)２㊀水槽模型设计在实际钻井中,地层介质的分布一般是与井轴相切的垂向分布[１３],如果地层是水平的,则地层介质以井轴为中心对称分布.根据这一特点,如果通过井轴作一平面,将介质分成两半,这对于研究电场分布规律将不会产生影响.水槽模型就是按照这一原理设计的,并将一般的垂直井轴方向改为水平方向.用水槽模型来模拟不同厚度㊁单一高电阻率地层条件.在水槽模型中,用水溶液模拟井中泥浆和围岩,用塑料块模拟高电阻率地层,地层厚度分为薄㊁厚两种.塑料块地层中的半圆槽模拟井眼的一半.水槽底的金属网在实验中作为B电极(见图２).图２㊀测量过程示意图㊀㊀传动设备牵引电极系沿井轴方向移动,而深度传感器则记录电极系移动的距离(见图３).３㊀测量结果针对该测量系统,开发了相应的测井教学系统软件.软件主界面如图４所示,主要分为控制栏和显示栏,控制栏包括对数据的查看保存㊁对装置的操作等功能按键.显示栏主要显示实验日期㊁实验人员㊁发射电压㊁测井方向㊁系统状态及实时曲线等信息. 文件(快捷键为A l t＋F)选项中包括保存和打开功能,可以保存数据(C t r l＋D)和保存图片(C t r l＋P), 打开 功能(C t r l＋O)可以选择打开任意一个实验数据. 操作 选项(A l t＋O)包括复位(C t r l＋R)键㊁测试(C t r l＋T)键㊁校准(C t r l＋C)键.复位键完成系统的初始化功能,使装置重新复位到刚上电时状态,点击后系统状态栏显示 系统完成初始化! ,表示初始化成功.测井４６实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理数据全部保存为．t x t 文件,保存图片为．b m p 格式.数据(见图５)最上面一行为基本信息,依次是:实验人姓名(t f)㊁发射电压㊁实验日期及时间.基本信息行下面是测井数据,左侧为深度值(单位:m ),右侧是信号数字值.学生可以根据测得的数据自已绘图并分析曲线.图３㊀传动装置示意图图４㊀软件界面和测量曲线图图５㊀数据记录格式４㊀结语钻井地球物理勘探是通过地球物理方法解决钻孔中的地质与工程问题的一套测井技术方法,因此它具有很强的实践性,通过设计的水槽模型实验,学生了解了视电阻率测井曲线测量原理和视电阻率测井仪器工作原理;认识了测井电极系.培养了学生的实践能力,增加了学生的感性认识.本实验可为大学地球物理类专业的本科实验教学提供参考和启示.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]李舟波．钻井地球物理勘探[M ]．北京:地质出版社,２００６．[２]张庚骥．电法测井[M ]．东营:石油大学出版社,１９９６．[３]冯启宁,郑学新．测井仪器原理电法测井仪器[M ]．东营:石油大学出版社,１９９１．[４]雍世和,张超谟．测井数据处理与综合解释[M ]．东营:石油大学出版社,１９９６．[５]江汉石油学院测井教研室．测井资料解释[M ]．北京:石油工业出版社,１９８１．[６]孙建国．浅论地球物理专业本科阶段的创新能力培养[J ]．中国大学教学,２０１１(１０):２９Ｇ３１．[７]王义遒．在２１世纪人才培养中实验教学的地位与作用[J ]．实验室研究与探索,１９９８,１７(２):１２４．[８]郑晶,陈琼,裴烁瑾．地球物理专业岩石物理实验教学实践[J ]．实验室研究与探索,２０１８,３７(６):１７０Ｇ１７２,１７７．[９]韦佳,倪杰,吴远征．基于职业能力培养的应用型本科实践教学体系创建研究[J ]．实验技术与管理,２０１５,３２(３):２０７Ｇ２１０．[１０]周静,刘全菊,张青．新工科背景下实践教学模式的改革与构建[J ]．实验技术与管理,２０１８,３５(３):１６５Ｇ１６８,１７６．[１１]胡澍．地球物理测井仪器[M ]．北京:石油工业出版社,１９９１．[１２]戈尔平科．测井电缆及其使用[M ]．葛起庭,译．北京:石油工业出版社,１９８１．[１３]楚泽涵,地球物理测井方法与原理(上)[M ]．北京:石油工业出版社,２００７．５６张丽华,等:水槽模型设计及视电阻率曲线测量。
电法勘探水槽模拟实习报告
电法勘探水槽模拟实验报告姓名：学号：班级：指导教师：昌彦君时间：2014年12月目录实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验................ ２一、实验内容........................................ ２二、实验目的........................................ ２三、实验原理........................................ ２四、实验步骤........................................ ５五、实验记录及绘图.................................. ６六、结果分析........................................ ７实验二：（复合)对称四极剖面法........................... ８一、实验目的....................................... ８二、实验内容........................................ ８三、实验原理........................................ ８四、实验步骤........................................ ９五、实验数据及绘图.................................. ９六、实验结果分析.................................. １０实验三：对称四极测深（二层水平层状大地模型）.......... １１一、实验目的与要求............................... １１二、实验内容..................................... １１三、实验原理...................................... １１四、实验步骤...................................... １５五、实验数据及绘图................................ １５六、实验结果分析.................................. １６实习总结及感想 ....................................... １６实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验一、实验内容本实验是在水槽中用联合剖面法观测，装置的大小根据实验条件设计。
水力学推流模型的室内水槽验证
式中 ：
。
将 ）代牛迭公 ＝ ≠ ， 得 （ 入顿代式＋ 一 化 ： ５ 式 。 简
２ Ｓ （ ｏ— ｚ ２ ＋ ０
２０ ０ ００ Ｉ０ ０ ８０ Ｉ０ ０ ６０ ｌ０ ０ ４０ － １０ ０ ２０ ＼ １０ ０ ０ ０
３ 水 力学推流模 型室 内水槽验证
（）室内水槽布置。水力学模 型在长 ３ 宽 ４ ３ｍ、 型 １ ５ｍ、 ． 模
比尺 为 ８ 平 坡 水槽 中进 行 实 验 验 证 ， 图 １ 示 。在 水 槽 的 ｏ的 如 所
式中』 ４为水 道断 面 面积 ； ｄ为 断 面 水 深 ； 为 词 道 水 力 半 径 ； Ｒ Ｑ
为流量 ； 为流程 ； 为时间 ； ｔ 为断面平均流速 ； 为能坡 ；ｏ Ｓ 为 河道底坡 ； ｎ为河道糙率 ； ｇ为重力加速度 。 根据（ ） ２式或 （ ） ３ 式 ， 以实现 由水文站 基本断 １和（ ） １ 和（ ） 可 面水位过程和河 道的水位糙率 关系推算 流量。反之 ， 也可 以由 水文站基本断面 水位过 程和 相应 流量过 程推算 河 道糙率 。将
２ 水力学推流模型及迭代求解方法
“ 洪水 流量 自动测报 的水力学 推流模型” 一文 ， 通过若 干简 化后 ， 利用圣维南方程组推荐的河道推流计算 的水力学模型 （ 以 下简称“ 水力学模型” 为 ： ）
１ １ 厂—
式 。 （ ） 中 ＝ｄ 专 。 Ａ
由（） ６ 式假定一个初值 ， 迭代使得 ＋ 和 十分接近 为 经 。 止， 将其代入（ ） ， ４ 式 加上测验河段水位糙率关 系即可求 得流量
基于DualSPHysics的数值波浪水槽研究
２ ０ １ ４年 ４ 月
水
道
港 口
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ２ Ａｐｒ ．２ ０１ ４
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅｒ ｗａ ｙ ａｎ ｄ Ｈａｒ ｂ ｏ ｒ
基 于 Ｄ ｕ ａ ｌ Ｓ Ｐ Ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 的 数 值 波 浪 水 槽 研 究
１ 数 值 模 型
１ ． １ Ｓ Ｐ Ｈ方法
在Ｓ Ｐ Ｈ方法中 ， 对于任意场函数 （ ｒ ） （ 质量场 、 温度场等 ） ， 都可以通过核函数近似写成以下积分表达形
式
／ （ ｒ ） ： ｆ ｆ （ ｒ ） （ ｒ — ｒ ， ｈ ） ｄ ｒ
ｎ
（ １ ）
式中： ｒ 为任意点 的空间矢量； Ｑ为 ｒ 的积分 区域； Ｗ （ ｒ — ｒ ， 为核 函数； ｈ 为核函数 的光滑长度 ， 本文采用三
＝ 一
吉 ＋ ＋ Ｙ ｏ
＝一 ｐ
（ ３ ） （ ４ ）
式 中： 为粒 子运动 速度； Ｐ为 压 强 ； 。 为水 的动力粘滞 系数 。 将式 （ ３ ） 和式 （ ４ ） 分别 表示成粒 子 近似
形 式
ｃ
一
Ｎ
（ ５ ）
＝
薹
（ ６ ）
２ 造 波 模块
ｉ ｃ ｓ 开 源平 台进行二次开发 ， 采用 Ｓ Ｐ Ｈ方法建立 了二维数值波 浪水槽 。运用 强制 修正粒子加速度 的方 法
实现 阻尼 消波 功能 ， 通过监测 推波板前水位变化并实 时修 正造波信号实现 了主动式消波功能 ， 并对 消波 模块 的阻尼消波性 能和主动式消波性能进行 了详细测试 。结 果表 明， 新 型阻尼消波层的长度控制在 １ ～ ２ ／ ３ 倍 波长内即可形成可靠 的开放式边界 ， 主动式消波功能可将 ７ ０ ％以上 的能量反射波 吸收。 关键词 ： Ｓ Ｐ Ｈ； 数值波浪水槽 ； 阻尼消波 中图分类号 ： Ｔ Ｖ １ ４ ２ ： Ｏ ２ ４ ２ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ８ ４ ４ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ － ０ １ ０ ５ － ０ ７
实验7 激发极化法水槽模型实验
实验7 激发极化法水槽模型实验一、实验目的 1.熟悉激电剖面工作布置及测量方法。
2.了解几种地质体上异常()特性。
3. 进一步热悉DJS-6微机激电仪。
二、实验布置及装置选择本次实验是以水模拟均匀围岩介质，以金属球、柱，板、背斜及石墨盘等模拟极化地质体。
各组已分别挂有一个单一模型。
装置选择与极距选择与实验二相同，各组自行讨论设计，并与实验老师一起确定实验设计方案。
三、实验步骤 1. 讨论并选择装置(联剖、偶极、对称四极、中梯等任选一种)2.按所选择装置连接供电与测量线路。
3.用DJS一6测量各观测点的U 。
4. 用恒源读出供电电流I。
5.量出电极距，计算出装置系数K，求出ρs、ηs= ，并分别点出草图。
6.整条剖面观测完毕后，进行(3—5)个点的检查观测，并计算误差。
四、注意事项及要求1. 如果本组模型极化率很小时，延时不能取得太长，另外也可将某点的四块面积视极化率加起来作为该点的视极化率值。
2. 测量电极用木极化电极。
3.预置节拍要统一为4S，即周期为16S。
4.各组之间相互交流与讨论。
五、思考题1. 本组所选装置有何特点? 请试述所选装置对本组模型方法有效性?2. 激发极化法工作布置与观测方法同电阻率法工作布置与观测方法有何异、同?3. 分析实验结果。
4.各组之间相互交流与讨论。
表7-6-1 中间梯度装置记录表格AB= 米，MN= 米模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:表7-6-2 联合剖面装置记录表格AO=BO= 米, MN= 米,单位为单位为百分数模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:表7-6-3 偶极装置记录表格NM= 米,OO'= 米,K= 米模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:。
双频激电在某铁矿勘查中的应用效果
双频激电法 以其效率高、成本低 、装置轻便等特点已在国内大部分地 区得到广泛应。双频激电法是 由中国工程院院士何继善等研究提 出的频率域双频激电的新方法， 同时研制成功双频道激 电仪， 是我国首 创的一种频率域激发极化仪器， 是用于金 、银贵金属和铜 、铅 、锌等有色金属矿产资源勘查的一种新型仪 器。本文主要介绍 了双频激电法在复杂的山地地形上某铁矿带的应用效果。
．
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ９ － ０ ８ 作 者简 介 ：余 长 恒 （ １ ９ ８ ８ －），男 ，四川 巴 中人 ，助理 工程 师 ，从事 应用 地球 物理 研 究
４９ ５
式 中： △ Ｖ Ｈ 、△ Ｖ Ｉ 高 、低频电位差 。 ｓ Ｑ 一 ３ Ｂ 型双频道激 电仪是同时供 高、低两种频率 电流的双频发送机和同时测高 、低两种频率电位差 的双频接收机 。仪器抗干扰能力强 、受 电流变化影响小、观测速度快 、工作效率高、轻便 、灵活 、多频 组 、装置轻便。双频激 电仪设有 ４个工作频率组， 即８ Ｈ ｚ 及８ ／ １ ３ Ｈ ｚ ； ４ Ｈ ｚ 及４ １ １ ３ Ｈ ｚ ； ２ Ｈ ｚ 及２ １ １ ３ Ｈ ｚ ； １ Ｈ ｚ 及 １ ／１ ３ Ｈ ｚ ， 可根据不同地质条件和需要进行选择 。工作 电源采用 电池， 考虑到成本因素， 我们野外采用 自制电
源。
表 １ 物性统计表
Ｆ ｓ （ ％） Ｐ ｓ （ １ ０ ３ ￣・ ｍ ）
２ 地质及地球物理特征
岩 （ 矿 ）石名称
极大 值 极 小值 常见值 极大 值 极小 值 常 见值
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第7卷第3期2010年6月CH IN ESE JOU R NA L OF ENG IN EER ING GEO PH YSICSVo l 7,N o 3June,2010文章编号:1672 7940(2010)03 0307 06doi:10.3969/j.issn.1672-7940.2010.03.008基于双频激电法的水槽模型实验研究余 亮1,马火林1,李 荡2,朱 璐2(1.中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉430074;2.中国地质大学机械与电子信息学院,武汉430074)基金项目:国际合作项目(编号:2008DFR20440)资助。
作者简介:余 亮(1985-),男,硕士研究生,研究方向为地球物理测井及相关解释。
E-m ail:yu lian g19853@马火林(1970-),男,湖北汉川人,副教授,主要研究方向为地球物理测井方法、资料解释和处理、仪器研制及技术应用。
E-m ail:m hl70@摘 要:双频激电法是一种应用广泛的频率域激电法。
基于双频激电法的原理和特点,使用SQ -3C 双频激电仪,采用偶极-偶极的电极装置,在水槽模型中测量了不同频率以及极距分别为2.5cm 、5cm 和10cm 在不同电流的情况下,分别在自来水和含盐度3.5%的盐水中黄铜矿标本的视电阻率和视幅频率,以此来模拟其在海水中的测量。
测量结果表明电阻率法在海水中显示矿体异常不明显,而双频激电法可以很好地显示矿体的激发极化异常,使用偶极-偶极电极装置在盐水中也可以进行拖曳测量,以提高工作效率。
通过实验认为,在盐水中应该增强采集仪器的微弱信号检测和放大滤波的能力,有助于激电信号的检测。
关键词:海洋电法;双频激电法;模型试验;视幅频率中图分类号:P631.322文献标识码:A收稿日期:2010-05-21A Study of Water Tank Modeling Based onDual-frequency IP MethodY u Liang 1,M a Huolin 1,Li Dang 2,Zhu Lu 2(1.I nstitute of Geop hy sics and Geomatics ,China Univer sity of Geosciences ,W uhan 430074,China;2.I nstitute of M echanical &Electr onic I nf or mation,China Univer sity of Geosciences ,W uhan 430074,China)Abstract:Dual-frequency IP m ethod is a w idely used fr equency -do main IP metho d.Based o n the principle and characteristics of dual-frequency IP method,the use of SQ-3C dual-frequency IP instrum ent in the dipole -dipole electrode device,in the sink m odel m easured at different frequencies as w ell as the polar distance w ere 2.5cm,5cm and 10cm at differ ent curr ent,in the fresh w ater and 3.5%salinity of the brine in the chalcopy rite specim ens of apparent resistiv ity and am plitude-frequency r ate,w hich simulates the meas urem ents in seaw ater.The results show that the ore body is not quite abnorm al w hen the resistiv ity method is in sea w ater,w hile the dual-frequency IP method can show the or e body po larization abno rmal.T he use of dipole-dipole electrode device in the brine can also car ry out drag m easurements in order to im pro ve efficiency.T he ex perim ents also show工程地球物理学报(Chinese Jo ur nal of Engineer ing G eo phy sics) 第7卷that the instrument should be enhanced to detect w eak sig nal and amplify filtering capabili ties in the br ine,w hich w ill be helpful to detect IP sig nals.Key words:marine electric method;dual-frequency IP method;mo del test;amplitude-fre quency rate1 引 言我国是一个列居世界第三位的矿产大国[1],但大部分地区的露天矿和地表矿等都已基本查明,甚至在有些地区已经枯竭,因此矿产勘查已进入找隐伏矿和难辨矿的新阶段[2]。
同时,我国海洋矿产资源无论品种还是储量都很丰富,而且变海洋优势为经济优势已成为世界经济发展的大趋势,加快海洋矿产资源勘查开发势在必行[3]。
在海洋地球物理勘探方法中,海洋电磁法具有比较经济、有较大的探测深度、不受高阻层屏蔽等优点,可以提供海底深部构造的重要信息。
目前海洋电磁法已广泛用于海洋深部构造探测、海上油气和矿产资源勘探与评价[4]。
虽然理论上在陆地能够使用的电磁法在海洋中几乎都可以使用,但是由于海洋中所具有的特殊的地理环境和电磁场条件的不同,海洋电磁法和陆地电磁法有很大的差别,主要有以下几个方面[5]:在陆地是半空间观测,而在海底下面表层是孔隙里浸满海水的岩石,上面是导电的海水,几乎是全空间观测,因此电场分布特征不同;!海水是一个低通滤波器,陆地上常见的50H z工业干扰及其它脉冲电流基本衰减殆尽,这是有利的一面,但是海水同时对有用信号的吸收使得接收机信号强度大为降低。
海底电磁信号比陆地信号弱10-1~10-3倍,这样必然要提高发送功率以及提高接收机的灵敏度和信噪比;∀在工作方式上,海洋环境的优点是可以采取拖曳系统连续作业。
本文通过运用激发极化法在水槽中模拟海洋环境进行试验,测量出了黄铜矿在盐水中的激发极化电性特征,希望能够为海底探测热液硫化物等矿产资源提供一定的物性参数以及异常解释的依据。
2 双频激电法原理激发极化法[6],简称激电法,是寻找矿产资源最为有效的一种地球物理勘探方法之一。
激电法基于地下岩石、矿物的激发极化效应,通过观测此种激电效应达到勘探地下目标(金属矿石、石墨等电子导体,地下水、岩石等离子导体)并且区分它们的目的。
双频激电法是由中国工程院院士、中南大学何继善院士研究实现的一种新的激发极化#双频法∃。
该方法的核心是把两种频率的方波电流叠加起来,形成双频组合电流(高、低两种频率)(图1),同时供入地下,接受来自地下的含有两个主频率的激电总场的电位差信息,经过仪器内部的放大、选频、检波等一系列步骤,一次同时得到低频电位差 V(f L)和高频电位差 V(f H),按下面公式计算视幅频率:F s(%)=V(f L)- V(f H)V(f H)%100%(1)式中:F s表示视幅频率; V(f L)表示低频电位差; V(f H)表示高频电位差。
图1 双频组合电流F ig.1 T he dual-fr equency co mbined cur rent与变频法相比,双频激电法不需要改变频率,具有装备轻便、工效高、观测精度高、抗干扰能力强等一系列优点。
与奇次谐波法相比,它的两个频率成分的强度完全相等,克服了谐波次数越高信号越小的缺点,这两个频率的频差可按工作需要人为选取,不像奇次谐波法,各谐波频差依次固定为2 0[7]。
双频激电法不需要在断电后测量 V,要求的供电电流比时间域小几十倍,因而装置轻便,效率高;双频激电法也不需要变频,一次观测可同时获得 V(f L)和 V(f H)两个数据,进一步提高了效率。
特别要指出的是,由于双频激电法是同时供电,同时测量,使得一些偶然因素对 V(f L)和308第3期 余 亮等:基于双频激电法的水槽模型实验研究图2 黄铜矿标本测试F ig.2 T est o f chalcopyr ite specimenV(f H )的干扰相同,计算F s 时因相减而抵消,从而在很大程度上提高了精度。
因此该方法曾在有色、地质、石油、煤炭、冶金等系统得到广泛应用,在普查找矿工作中发挥了重要作用。
3 实验过程与结果分析3.1 实验环境及仪器本次实验的场所为两个室内水槽,一个是装自来水的水槽,另一个装含盐度3.5%的盐水(和海水的含盐度相同)的水槽,水槽长142cm 、宽115cm 、深132cm 。
实验标本为长约15cm 、宽约7cm 、厚度约为5cm 的黄铜矿(图2(a))。
本次实验所用仪器为SQ-3C 双频激电仪,仪器包括一个发送机和一个接收机。
工作频率为4组,即3频点8H z 及8/13H z;2频点4H z 及4/13H z;1频点2H z 及2/13H z;0频点1H z 及1/13H z 。
发送机工作电压为12V,工作电流不大于50mA (以保护铜电极)。
发送电极采用 5m m 的铜电极,测量电极为固体AgCl 不极化电极[8],导线接口处用热缩管和胶水密封,为防止电磁耦合干扰信号,导线使用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层接地。
黄铜矿标本用强迫电流法测得3频点8H z 及8/13H z 的F s =39.3%,!s = 3.02∀&m(注:在实验开始前先将黄铜矿在水中浸泡24h)。
3.2 实验方法本次实验制作了一个长180cm 、宽8cm 的架子将电极固定在水中的确定位置,如图2(b),电极采用偶极-偶极装置。
当电极在黄铜矿正上方时,电极与黄铜矿相距大约2cm 。
在本次模拟试验中,在自来水以及含盐度3.5%的水中分别进行定点和拖曳测量。