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高频大地电磁法在隧道勘察与探测中的应用研究

作　者: 刘洋
导　师: 蒋正红
学　校: 西南交通大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 高频大地电磁 EH4系统功率谱希尔伯特-黄变换反演断面图
分类号: U452.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,铁路建设工程量大且项目繁多,其中长大隧道的地质勘探一直以来都是较为复杂的工程难题。本文结合某隧道的实际应用情况,探讨了高频大地电磁测深的基本理论,介绍了近年来应用较为普遍的电磁仪器：EH4电导率成像仪,并对该仪器的相关理论和方法作了较为详细的研究,包括基本理论、工作方式和方法、数据采集和数据处理、相关技术研究等内容。最后,将EH4系统应用于工程实例,着重对成果图进行分析解释,在此基础上划分围岩等级,并对工程施工提出合理建议。EH4系统具有较好的应用效果和前景,但由于技术封装十分严密,目前对其认识尚有不足,因此,对其技术进行深入细致的研究则是本文的重点。首先研究其输出文件内容成为本文的一个重点,如果能详细了解该内容,不仅能为后续数据处理提供保障,还能为开发新的处理方法提供依据。其次,希尔伯特-黄变换(HHT)中关于消除噪音的研究是本文的另一个重要内容,希尔伯特-黄变换是一种能够处理非线性非平稳时间序列的方法,目前该技术在许多领域应用广泛。通过了解与分析其理论基础,结合实例和EH4系统中数据处理功能进行了分析与论证,并得到了较好的结果。论文主要研究内容和成果包括：(1)详细地探讨了EH4系统的整个数据采集和数据处理过程。包括自带软件IMAGEM的操作和反演成图等技术；(2)成功的读取了EH4文件中的Y文件,并详细分析了输出文件的内容；(3)找到简单有效的方法进行了地形修正,并能很好的应用于实际工作中；(4)通过编制程序做出了希尔伯特谱和边际谱图。为数据处理中消除噪音提供了新的方法；(5)结合工程实例分段分析物探成果图,一定程度上为物探解释工作提供了参照。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 研究背景和研究意义  11-12
  1.2 大地电磁测深法的研究现状  12-14
    1.2.1 大地电磁测深法的国外研究现状  12-13
    1.2.2 大地电磁测深法的国内研究现状  13-14
  1.3 论文主要内容  14-16
第2章高频大地电磁测深理论基础  16-22
  2.1 电磁波传播理论和亥姆霍兹方程  16-18
  2.2 视电阻率和相位  18-22
第3章 EH4电导率成像系统及特点  22-30
  3.1 EH4电导率成像系统简介  22-24
  3.2 EH4电导率成像系统理论依据  24-25
  3.3 EH4系统工作方式及野外工作方法  25-30
    3.3.1 EH4系统工作方式  25-26
    3.3.2 EH4系统野外工作方法  26-30
第4章 EH4系统的数据采集与数据处理  30-41
  4.1 EH4系统的数据采集  30-33
    4.1.1 数据采集前的准备  30-31
    4.1.2 测区工地准备  31
    4.1.3 测区数据采集  31-33
  4.2 EH4系统的数据处理  33-41
    4.2.1 数据的初步处理  33-36
    4.2.2 数据的室内处理  36-41
第5章 EH4系统相关技术研究  41-55
  5.1 数据文件类型研究  41-45
    5.1.1 @文件(位置文件)  41-42
    5.1.2 X文件(互功率谱文件)  42
    5.1.3 Y文件(时间序列文件)  42-44
    5.1.4 Z文件(阻抗文件)  44-45
  5.2 地形修正的研究  45-47
  5.3 消除噪音的研究  47-52
    5.3.1 理论研究  47-50
    5.3.2 实例分析  50-52
  5.4 分辨率和探测深度的研究  52-55
    5.4.1 分辨率的研究  52-53
    5.4.2 探测深度的研究  53-55
第6章 EH4系统在隧道中的应用  55-65
  6.1 EH4系统在A隧道的应用实例  55-63
    6.1.1 A隧道区域地质条件  55-56
    6.1.2 A隧道地球物理特征  56
    6.1.3 EH4系统在A隧道中的应用分析  56-63
  6.2 EH4系统在B隧道的应用实例  63-65
    6.2.1 B隧道区域地质条件  63
    6.2.2 EH4系统在B隧道中的应用分析  63-65
结论与展望  65-66
  1 结论  65
  2 不足与展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
附录  72-74

高频大地电磁法在隧道勘察与探测中的应用研究

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