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尽管在城市中使用地球物理方法进行探测会受到复杂人文干扰、施工场地有限的挑战,但是相比于昂贵且具有破坏性的钻孔勘探,在城市采用无损的地球物理勘探带来的好处还是远远超出了其限制.本文以成都市天府新区独角兽岛为试验区,在提前了解其地质背景和研究区工况现状的前提下,采用地质雷达、高密度电阻率法组合地球物理方法,对试验区1 km2的面积开展了综合地球物理勘探,地质雷达主要用于30 m以浅的地质结构精细分层,高密度电阻率法重点对30～100 m深的地层进行约束分层.为了提高分层精度,测点及地表起伏形态通过RTK测量控制,最终通过综合地球物理信息、RTK测量信息和钻孔信息,快速获取了试验区100 m以浅的三维地质特征,为正在开展的独角兽岛地下空间规划及施工建设提供了重要的基础资料. 相似文献
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综合物探方法在滑坡等地质灾害的勘探中发挥着重要的技术作用。这里以河南省某地滑坡勘探为例,利用高密度电阻率法和地质雷达法等综合物探方法,分析两种物探方法的技术原理、联合解释,并结合地质钻探、地质调查等资料,查明该场地滑坡体的分布情况。结果表明,综合物探方法能有效地减少物探的多解性,提高成果解释精度,其综合物探解释成果与地质情况较为吻合,显示出综合物探方法在滑坡等地质灾害勘探中的重要作用。最后,对综合物探方法及综合解释进行了简要的总结和展望。 相似文献
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偏移成像与希尔伯特变换在地质雷达探测隧道裂隙流水通道中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
隧道施工容易破坏岩溶裂隙水流通通道,导致局部性的地下水位急剧下降和地表水的干涸,严重影响隧道周围居民生活.地质雷达是隧道工程中常用的地球物理仪器,当应用该仪器进行勘探时,如果勘探表层存在密集钢筋干扰就会导致深部病害难以识别.工程中应用地质雷达在隧道内探测隧道路面地下水分布时,由于隧道路面表层存在的钢筋网的影响,导致雷达数据剖面深部振幅较小,异常难以识别.本文首先进行了地质雷达二维有限差分数值模拟方法,研究了表层密集钢筋对深部含水裂隙通道识别造成的影响情况,并通过对模拟数据进行偏移成像和希尔伯特振幅变换处理,压制了表层强反射的干扰,研究了含水裂隙通道的典型异常特征;最后以郴宁高速公路某隧道为例,应用本文提出的方法,压制了隧底路面下密集钢筋的影响,准确探测出了含水裂隙通道的空间分布情况,证明本文提出的方法的可行性. 相似文献
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多波多分量地震资料解释工作要开展好,确定PS波地震剖面上的地质层位是致关重要的内容之一.实际多波勘探工区中VSP资料常常不充足,甚至缺乏,此时借助PS波合成记录进行PS波层位标定是标定PS波层位的有效方法.为了在实际多波资料解释工作中确定好PS波地震剖面上的地质层位,对中心角度法、角道集叠加法、偏移距道集叠加法、递推法、波动方程正演及伪转换横波反射系数法6种PS波合成记录方法的原理进行了分析.依据研究区的实际地质情况建立了理论模型,对比了6种方法合成PS波记录的效果,表明各种方法合成的PS波记录的波组波系特征相似,只有少许同相轴有能量、波形差异.在实际PS波资料层位标定工作中对6种方法进行了应用研究,表明波动方程正演法、偏移距道集叠加法计算慢,不便于在层位标定工作中使用.递推法、伪转换横波反射系数法速度最快,但振幅近似精度略差.中心角度法、角道集叠加法计算速度和精度都较适应在PS波剖面层位标定工作中使用,并对研究区实际PS波资料进行了较好的标定.同时也提出了在PS波层位标定工作中发展PS波合成记录方法的一些建议,以期PS波井震资料能匹配得更好. 相似文献
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地质雷达能快速、准确地探测地下潜在的地质缺陷体的空间位置、形状大小及电性质等其他一些地质参数,可以为滑坡的加固设计、施工提供可靠的资料,简述了地质雷达的勘探原理和方法,并以实例说明了地质雷达在滑坡治理中的应用方法及效果。 相似文献
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滑坡地质灾害在我国西北、西南广泛分布,传统的滑坡调查是采用地面调查结合钻探、槽探、坑探等方法进行.采用高性价比的地球物理手段进行滑坡勘查,对查清滑坡结构、探索其成灾机理和地质灾害评估及预警有重要意义.本文研究目的旨在探索研究低频地质雷达方法在滑坡勘查中的应用效果,为地质灾害调查提供实用技术手段.通过理论分析和野外试验,建立了滑坡正演模型,得出了滑坡典型电磁波传播特征,并在西北和西南几处滑坡上开展了野外试验,分析了黄土滑坡和基岩滑坡的雷达剖面特征,给出了地球物理解释.试验结果表明:低频地质雷达技术能够划分滑坡地层结构,对滑面深度和滑床形态准确刻画,对落水洞位置准确定位,这充分证实地质雷达是一种实用有效的地质灾害调查与评价技术手段. 相似文献
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探地雷达GPR正演模拟的时域有限差分实现 总被引：1，自引：13，他引：1
近年来，随着数字处理技术和电子技术的飞速发展，探地雷达（GPR）的实际应用范围迅速扩大，现已覆盖考古、矿产资源勘探、水文地质调查、岩土勘查、无损检测、工程建筑物结构调查、军事等众多领域，解决了很多工程实际问题，成为浅层勘探的有力工具.而探地雷达的理论研究与实际的应用相比，具有明显的滞后性.但是解释人员要达到精确地对探地雷达实际资料的进行解析，必须事先了解地质体的雷达反射剖面的特征，所以作为反演与解释基础的复杂地电模型的探地雷达正演模拟技术，就成了探地雷达理论研究的主要内容之一.本文以麦克斯韦两个旋度方程为基本出发点，运用K.S.Yee的空间网格模型理论和时域有限差分法的基本原理，推导出二维空间的探地雷达正演方程组，并详细地分析了差分格式中半空间步长与半时间步长的实现方法，及其雷达波电场与磁场分量在计算机上相互关系的C程序实现.然后讨论了数值频散关系及其产生原因，通过同时考虑时域有限差分法及Yee氏网格的特点，推导出了符合探地雷达实际传播规律的理想频散关系，作者自制了探地雷达正演程序，并分别计算了Mur超吸收边界条件及无边界条件下的雷达地电模型，通过对比可知，超吸收边界条件可利用，大大地减少截断边界处的干扰波，达到用有限区域达到在无限空间传播的效果.最后作者利用自制程序，对“V”字形和同一斜面上的五个圆的两个典型的探地雷达地电模型进行了正演模拟，得到了正演剖面图，消除了边界反射后的雷达剖面能很好地指导工作人员对雷达实测剖面的地质解释，同时使正演研究更符合实际的地质情况. 相似文献
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近年来,探地雷达(GPR)凭借其快速、高效、无破损等特点,已经广泛应用于浅地层目标探测中.数值模拟是研究探地雷达电磁波在地下结构中传播规律的有效手段.辛算法是一种保持Hamilton系统总能量不变的时域数值计算方法.本文提出了基于一阶显式辛分块龙格库塔方法的探地雷达数值模拟方法.通过对比本文算法与时域有限差分方法计算结果可知,在同等计算精度下,本文算法可以节省25%的计算时间.并基于本文算法对两个复杂GPR模型进行正演模拟,得到模拟GPR探测wiggle图,这有助于更好的理解和分析实测雷达数据. 相似文献
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David Ayala-CabreraManuel Herrera Joaquín IzquierdoRafael Pérez-García 《Journal of Applied Geophysics》2011,75(4):679-686
This work focuses on the generation of tools to aid inspection and identify buried plastic pipes in water supply systems (WSS). In our study we use ground penetrating system (GPR) images as a non-destructive method of obtaining information without altering the system conditions and the environmental characteristics. A viability study for extracting features, and an approach to the above-mentioned application based on multi-agent systems are addressed in this paper. Firstly, we use intensive matrix manipulation of the GPR output for preprocessing the images. As a result, two matrices are produced that classify initial data based on the original radargram of the wave amplitude parameter. Then the plastic pipe characteristics that offer an enhanced likelihood of location are defined. This procedure is evaluated through two case-studies. One study corresponds to a simple case (one pipe) and the other corresponds to various pipes (made of different materials). Both cases were developed under controlled laboratory conditions. The obtained results are promising, and we show that automatic plastic pipe location has been achieved. The main contributions of the procedures proposed in this work are: firstly, highly skilled GPR prospection operators become unnecessary for plastic pipe location using GPR images; and secondly, we have opened a route to further classification that makes use of other methodologies. 相似文献
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应用小波伽略金方法,对Maxwell方程进行离散化,导出了DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式、数值稳定性条件.在此基础上,开发了探地雷达MRTD(multi-resolution time domain)法正演模拟程序,该程序极大地提高了运算速度,改善了三维探地雷达正演方法,并利用该自制程序,对三角形金属体模型进行了正演模拟,得到了其相应的正演合成三维剖视图及切片图,通过对这些模拟结果进行分析,可以加深对三维雷达反射特征的认识,提高探地雷达探测的可靠性、准确度,同时也说明时域多分辨率法在探地雷达三维正演模拟中的有效性. 相似文献
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Non-linear Technique for Abstracting the Non-metallic Pipeline Image from GPR Section 相似文献
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Photographing layer thicknesses and discontinuities in a marble quarry with 3D GPR visualisation 总被引：1，自引：0，他引：1
An important problem of marble-quarry management is assessing the quality and the homogeneity of quarry blocks before excavation. In this study, we decided to image the limestone, which we studied in a marble quarry, in terms of layer thickness, discontinuities and cavities using the ground-penetrating-radar (GPR) method. The method was successfully applied to detect and map the fractures with the cavities in a marble layer according to depth in the Ankara City Polatli Town (Turkey) region, which represents upper Miocene–Pliocene lacustrine carbonate rocks.This paper is based on interactive transparent 3D visualisation of the 2D GPR profiles to determine changes in layer thickness and discontinuities. In addition, this paper indicates the importance of the appropriate opacity-function construction to obtain transparent 3D visualisation. Firstly we acquired and processed parallel 2D GPR profile data, then we assigned two different amplitude–colour ranges using a limited number of colours to determine the layer thickness and its discontinuities separately. We obtained a 3D volume using parallel 2D GPR data and displayed a limited amplitude range by arranging an opacity function. Therefore, we obtained transparent 3D blocks for thickness and discontinuities, and we formulated an interactive 3D display to image the horizontal, vertical and inclined discontinuities and their directions in the x–y plane versus depth. The GPR results were compared with the petrographical investigation on the basis of textural and mineralogical compositions. The vesicular textures within carbonate platform were supported by the GPR results. 相似文献
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复频移完全匹配层(Complex Frequency-Shifted PML,CFS-PML)在长时间时域计算中对凋落波、倏失波具有好的吸收效果,并被广泛应用于时域有限差分模拟中.而本文采用卷积方法将CFS-PML应用于时域有限元求解GPR波动方程的数值模拟中.论文以TM波为例,推导了基于CPML(Convolutional PML)边界的时域有限元GPR波动方程求解公式,采用Newmark-β方法对时间导数进行离散,有效改善了时域有限元GPR数值计算程序的稳定性.并以狭长模型为例,开展了CPML边界中关键参数m、R和κ的选取实验,通过对比反射误差大小确定了综合最优参数组合.相同时刻UPML与CPML波场快照、3个检测点的反射误差比较,说明CPML较UPML具有更好的吸收效果.最后,采用非规则四边形网格对1个复杂GPR模型进行剖分,应用加载CPML边界条件的FETD程序对该模型进行了正演,得到了二维剖面法、宽角法正演GPR剖面图,说明非规则四边形对复杂模型的良好适应性,基于CPML边界条件的FETD可有效减少边界反射误差,能实现对任意复杂不规则模型的正演模拟. 相似文献
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本文针对水利水电工程中的混凝土构件无损探测问题,提出了一种新的反演成像方法.传统方法主要依赖人工经验观察偏移探测数据,精度无法保证.这种方法以Maxwell方程的TM问题为数学模型,在混凝土的表面放置发射源与接收器,根据探地雷达的接收数据,采用同伦优化方法结合收敛速度较快的阻尼高斯牛顿方法作为反演算法,其成像结果更具定量化和可视性.该成像方法克服了传统雷达剖面图只能近似地反映混凝土中埋藏物及缺陷的深度、大小等缺点,不仅能够探测混凝土内部异物的位置,而且能够比较准确地确定异物的大小及属性.通过计算机模拟以及对实际资料的处理,验证了该反演成像结果直观、可靠、具有一定的应用价值. 相似文献
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The prediction of magnitude (M) of reservoir induced earthquake is an important task in earthquake engineering. In this article, we employ a Support Vector Machine (SVM) and Gaussian Process Regression (GPR) for prediction of reservoir induced earthquake M based on reservoir parameters. Comprehensive parameter (E) and maximum reservoir depth (H) are considered as inputs to the SVM and GPR. We give an equation for determination of reservoir induced earthquake M. The developed SVM and GPR have been compared with the Artificial Neural Network (ANN) method. The results show that the developed SVM and GPR are efficient tools for prediction of reservoir induced earthquake M. 相似文献
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Target detection using ground penetrating radar (GPR) is based on the contrast between the electrical parameters of the target and the background medium, such as dielectric permittivity, conductivity and permeability. The application mainly concentrates on the detection of the medium interface and the target shape. In any theoretical study, a simulation model is built with a homogeneous medium. However, real detection encounters heterogeneous media which might produce scattering and diffraction at electrical interfaces and distort the radar pulse shape and affect the detection resolution. In this paper, we build multi-scale random media model with an ellipsoidal autocorrelation function and use FDTD method to simulate the GPR signal response. We then estimate and analyze the arrival time, layer thickness, permittivity and the physics relation in different scale random models according to the S transform method and the transmission wave method. The results demonstrate that we can use GPR to obtain geophysical information of multi-scale heterogeneous media, and provide a foundation for real media detection and complex media inversion. 相似文献