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E-E_Φ广域电磁法正演研究

作　者: 邓锋华
导　师: 何继善
学　校: 中南大学
专　业: 地质资源与地质工程
关键词: 广域电磁法积分方程法数值模拟静态效应场源阴影效应
分类号: P631.325
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

由何继善院士提出并命名的广域电磁法是一种新的人工源频率域电磁测深法。该方法采用不经过简化的精确的视电阻率计算公式来计算视电阻率,即在视电阻率计算公式中通过计算机迭代逐次逼近实测到的电场值,得到满足精度要求的视电阻率值,这样求得的视电阻率比采用经过简化的Cagniard视电阻率的精度和效率要大大提高。目前广域电磁法的理论和应用研究重点是Ex分量的研究,为了扩展广域电磁法理论内容和丰富野外应用方法,本文进行了广域电磁法EΦ分量的积分方程法正演模拟研究。介绍了广域电磁法的基本原理以及推导了广域电磁法EΦ分量视电阻率公式和均匀半空间水平电偶极源产生的电场Φ分量的闭式解。以广域电磁法理论为基础,利用积分方程法计算出EΦ分量的电场值,通过计算机迭代得到广域视电阻率,从而得到正演模拟结果。本文通过一维及三维数值模拟,从电场分布特征、对层状地层与单个异常体的探测能力、静态效应和场源阴影效应等方面对EΦ分量进行研究,将EΦ分量的正演结果与Ex、Ey和Cagniard视电阻率模拟结果进行对比分析,EΦ分量的正演模拟结果都很好的反映了层状地层及低阻异常体的真实情况,但对高阻异常体不敏感,EΦ视电阻率静态效应和场源阴影效应比Ex、Ey和Cagniard视电阻率的要小。提出了广域电磁法EΦ分量的野外观测装置以及对实测到的EΦ和Ex数据进行对比分析。结果表明EΦ分量在探测范围、对层状地层与异常体的反映能力等方面有独特的优势。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-13
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 研究现状及分析  10-11
  1.3 主要研究内容  11-12
  1.4 主要创新点  12
  1.5 本章小结  12-13
2 理论基础  13-20
  2.1 广域电磁法理论及E_Φ视电阻率的定义  13-15
    2.1.1 广域电磁法理论  13-14
    2.1.2 广域电磁法视电阻率的定义  14-15
  2.2 积分方程法理论  15-16
  2.3 均匀半空间水平电偶极源产生的电场Φ分量的闭式解  16-19
  2.4 本章小结  19-20
3 E_Φ分量一维及三维数值模拟  20-39
  3.1 E_Φ电场辐射花样  20-21
  3.2 一维数值模拟  21-25
  3.3 异常体离源的距离不同的三维模型E_Φ视电阻率数值模拟  25-29
    3.3.1 低阻异常体模型  25-27
    3.3.2 高阻异常体模型  27-29
  3.4 三维模型多种视电阻率数值模拟结果对比  29-38
    3.4.1 低阻异常体模型  29-31
    3.4.2 高阻异常体模型  31-33
    3.4.3 层状地层中含有低阻异常体模型  33-35
    3.4.4 层状地层中含有高阻异常体模型  35-38
  3.5 本章小结  38-39
4 静态效应与场源阴影效应研究  39-56
  4.1 静态效应研究  39-51
    4.1.1 低阻不均匀体的静态效应  39-43
    4.1.2 高阻不均匀体的静态效应  43-47
    4.1.3 均匀半空间中不均匀体性质和空间位置变化时静态效应研究  47-51
  4.2 E_Φ场源阴影效应研究  51-55
    4.2.1 E_Φ与E_x阴影效应模拟比较  52
    4.2.2 不均匀体距离场源不同距离的阴影效应模拟  52-53
    4.2.3 不均匀体大小不同的阴影效应模拟  53-54
    4.2.4 不均匀体不同埋深的阴影效应模拟  54-55
  4.3 本章小结  55-56
5 野外工作设计  56-60
  5.1 野外观测装置  56-58
  5.2 野外实测数据分析  58-59
  5.3 本章小结  59-60
6 结论与建议  60-62
  6.1 E-E_Φ广域电磁法的优缺点  60
    6.1.1 E-E_Φ广域电磁法的优点  60
    6.1.2 E-E_Φ广域电磁法的缺点  60
  6.2 结论  60-61
  6.3 建议  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
攻读学位期间主要研究成果和参加科研情况  67

E-E_Φ广域电磁法正演研究

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