第 12 卷 第 9 期 2012 年 3 月 1671—1815( 2012) 09-2128-04 科 學(xué) 技 術(shù) 與 工 程 Science Technology and Engineering Vol. 12 No. 9 Mar． 2012  2012 Sci. Tech. Engrg. 均勻半空間中心回線瞬變電磁法正演研究 晏沖為 李文堯 ( 昆明理工大學(xué) 國土資源與工程學(xué)院，昆明 650093) 摘 要 通過對均勻半空間中心回線裝置瞬變電磁法表達式分析，可以為瞬變電磁法的反演提供理論正演數(shù)據(jù)、可以為瞬變電磁法的反演提供一定的方法，同時還可以為野外生產(chǎn)設(shè)計與室內(nèi)數(shù)據(jù)篩選與剔除提供一定的參考。通過一個反演實例說明在晚期微小的二次電位誤差將對視電阻率的計算產(chǎn)生很大的影響。編制了 matlab 程序計算各種工作裝置和視電阻率理論正演二次電位衰減到噪聲影響程度高的準(zhǔn)確時間。對工程設(shè)計、評價視電阻計算的準(zhǔn)確度及剔除受噪聲影響嚴(yán)重的數(shù)據(jù)有一定的參考性。 關(guān)鍵詞 中心回線瞬變電磁法 二次電位 衰減時間中圖法分類號 P631. 34; 文獻標(biāo)志碼 A 2012 年 1 月 4 日收到 地質(zhì)調(diào)查項目( 1212011121273) 資助第一作者簡介: 晏沖為( 1984—) ，男，云南富源人，碩士研究生，研究方向: 瞬變電磁法理論與儀器。E-mail:89534861@ qq. com。 瞬變電磁法( TEM) ［1，2］中用接收線圈接收的感應(yīng)電壓隨時間呈早期信號幅值高且衰變速度快，晚期信號很弱衰減速度慢的特點，均勻半空間中心回線瞬變電磁法的感應(yīng)電壓表達式可以為理論研究提供無干擾的正演數(shù)據(jù)，同時還能為反應(yīng)的研究提供一定的方法，均勻半空間的瞬變電磁場與地下電阻率之間存在著復(fù)雜的隱函數(shù)關(guān)系，無法獲得全期視電阻率的解析表達式，目前通常使用各種近似定義和精確定義的方法來計算早期與晚期視電阻率或全期視電阻率［3］，全期視電阻率的計算很多學(xué)者提出了各種成熟的計算方法［3—7］，其中陳清禮［7］基于在 0. 08 ms ＜ t ＜1 s 的范圍內(nèi)，感應(yīng)電動勢隨電阻率的增大而單調(diào)下降的特性提出了全期視電阻率的二分搜索算法，搜索出理論感應(yīng)電動勢與實際觀測的電動勢相符的視電阻率即是基于正演研究提供反演的一種方法的例子，現(xiàn)通過一個實例來討論晚期干擾噪聲對視電阻率計算的影響，并通過 mat-lab 編寫了一個計算各種工作裝置和視電阻率理論正演二次電位衰減到自主設(shè)定的噪聲影響程度高的準(zhǔn)確時間的程序，對于前期工程設(shè)計、后期數(shù)據(jù) 處理解釋時剔除不合理晚期數(shù)據(jù)，對提高解釋準(zhǔn)確度有一定的參考意義。 1 均勻半空間下感應(yīng)電動勢的解析表達 中心回線或重疊回線方式是時間域瞬變電磁法大多采用的工作方法，1983 年美國地球物理學(xué)家P. Raab 和 F. Frisehknecht［8］推導(dǎo)出了中心回線裝置的感應(yīng)電壓表達式為 V( t) = qIπ3/2ρ L3 ［3Φ( z) － ( 3z + 2z3) Φ · ( z) ］u( t) ( 1) 其中 q 為接收線圈的有效面積( m2) ，L 為發(fā)送回線邊長( m) ，I 為發(fā)送電流強度( A) ，它為滿足 I( t) = 0， t ＜ 0 I0， t ≥{ 0 ( 2) 的階躍電流。Φ( z) 為概率積分， Φ( z) = ∫ z 0 2槡 π exp( － t2) dt ( 3) Φ · ( z) = 2 槡 π exp( － z2) ( 4) z 為瞬變場參數(shù)，τ 為擴散參數(shù)( m) z = 2 槡 πL/τ ( 5) τ = 2π 2ρ

總結(jié)

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