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从Maxwell方程组出发,推导了带衰减项与不带衰减项的探地雷达(GPR)有限元波动方程。利用matlab平台编译了二维GPR有限元正演模拟程序。通过对典型模型例子的模拟分析,给出了GPR电磁波衰减比的概念及其计算公式,加深理解了GPR电磁波在不同介质中的传播特性。在GPR正演模拟中,必须考虑衰减项的吸收作用,得到的模拟结果更符合GPR电磁波在地下介质中的传播规律,更有助于理解和掌握地下介质中探地雷达波的传播规律,对探地雷达资料的地质解释具有更好地指导意义。 相似文献
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利用电磁波在地下岩石中的传播规律来解决地质问题,是一种先进的物探方法.近年来,我国在应用钻孔电磁波法勘探金属矿体以及查明石灰岩喀斯特溶洞等方面取得了良好的地质效果.随着方法的发展,需要从理论上对电磁波在地下有耗介质中的传播规律作更深入的研究.举例来说,目前电磁波法的资料解释是以光的直线传播为基础的,这样就不能解释屏蔽体后面的衍射现象.本文在大量模型实验的基础上,对有耗介质中电磁波的衍射和散射作了初步研究.文中所阐明的有耗介质中的物理光学分析方法,在电磁波的传播理论和实际应用中有着一定的意义. 相似文献
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探地雷达(GPR)作为一种浅部地球物理探测技术,在工程检测中得到广泛应用。为提高雷达资料的解译精度,本文将逆时偏移算法应用于实测数据处理和解释。首先,从Maxwell方程组出发推导了二维TM模式下电磁波时域有限差分(FDTD)方程、给出了CFL数值稳定性条件和数值频散关系。在此基础上,阐述了GPR逆时偏移成像原理及零时刻成像条件公式,并编制了相应GPR逆时偏移程序。为验证逆时偏移对提高成像精度的有效性,设置了两个典型空洞模型,将逆时偏移程序应用于空洞模型GPR正演数据的处理,并与克希霍夫偏移结果进行对比分析。结果表明:相比于克希霍夫偏移结果,逆时偏移剖面中反射波归位更加准确,绕射波收敛更加完全。最后,将逆时偏移算法应用于实测数据处理中,精确圈定了地下管线的空间位置,为道路的后续施工与处置提供了科学依据。 相似文献
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曲流河地层内部结构复杂,岩性界面具有穿时性,传统的地震相分析法不能满足油藏开发地质研究中对储层内部结构精细解释的需要,急需探索有效的地震解释方法。采用基于探地雷达的露头探测、点坝复合体三维正演模拟和实际地震资料相结合的方法,分析了地震资料频率和地层厚度对曲流河内部结构地震反射特征的影响,研究了利用地层切片解释曲流河沉积结构的原理和方法,建立了开发尺度的曲流河内部结构地震沉积学解释技术。研究发现:(1)高频地震资料中地震反射能够反映曲流河侧积复合体边界,而低频地震资料中反射同相轴与岩性界面一致;(2)不同厚度的点坝侧积单元地震反射特征存在差异,造成反射剖面的多解性。同时指出曲流河内部结构地震沉积学解释的技术关键:(1)发挥地震资料平面与剖面信息的相互约束和补充;(2)将地质体作为三维空间发育的成因体,利用其平面与剖面特征的成因联系指导解释;(3)级次化解释方法,在不同级次上采用针对性的解释方法。将该方法应用于墨西哥湾新近系地震沉积学解释,实现了曲流河点坝复合体内部结构的三维刻画。 相似文献
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将分形理论应用到探地雷达 (GPR)资料处理解释中 ,以提高探地雷达剖面的分辨率。通过建立相应的GPR的fBm模型 ,采用逐次随机增加方法 (SuccessiveRandomAdditions)对GPR数据进行细分。实验分析表明 ,分形处理是一种提取GPR高分辨率信息的非常有效的方法 ,其效果要比常规处理 (如线性滤波等 )明显 ;最后用分形技术对实际探地雷达检测剖面进行了处理 ,取得了较好效果 相似文献
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在反射波地震勘探中,能观测到输入大地中的地震波在介质的分界面上的反射,这些反射组成的时间序列就是地震记录,而记录上所显示的反射序列可以看作是地下介质的脉冲响应。TEM电磁波场源同样存在二次波和透射波,从电磁波和弹性波在介质中传播的相似性角度认识,存在二次场拟地震解释的条件。其中,对它们的反射系数函数的对比分析,是认识两者有机地联系的关键。本文就是基于上述理论,运用解释地震资料的方法解释电磁法资料。 相似文献
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《物探化探计算技术》2017,(6)
在背景条件复杂的工区,为了提高探地雷达(GPR)勘探资料解释的准确性和可靠性,利用独立分量分析理论进行了强噪声背景下的探地雷达信号去噪研究。阐述独立分量分析(ICA)基本理论,着重讨论了基于负熵最大化的快速独立分量分析(FastICA)算法。应用FastICA算法对单道探地雷达数据和正演含噪雷达剖面分别进行去噪分析,得到去噪后的探地雷达信号。以湖北恩施彭家寨隧道GPR实测数据为例,将Fast ICA算法应用于探地雷达剖面数据去噪。研究结果表明,将FastICA算法应用于探地雷达信号处理,摆脱了传统方法参数设置的束缚,流程简单,在GPR去噪方面有独特的优势,可较好地对低信噪比的GPR原始数据进行噪声去除,有助于突出探地雷达剖面中异常体特征,达到了提高资料解释准确性和可靠性的目的。 相似文献
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利用野外资料、地震资料、煤田钻孔资料以及古生物资料,对松辽盆地外围探区敦化盆地的代表性地层划分方案进行了梳理,通过敦化盆地与周缘盆地之间的对比和分析,得出下列认识:(1)明确了珲春组的时代为始新世—渐新世;(2)指出白垩系上统龙井组地层在敦化盆地内可能是不存在的;(3)将原帽儿山组上段和下段分别划归泉水村组和长财组;(4)认为大砬子组、泉水村组、长财组和屯田营组在敦化盆地内是存在的,并通过盆间岩性地层和古生物地层对比指出大砬子组的时代可能为早白垩世阿普特期(Aptian)—阿尔布期(Albian),长财组时代可能为早白垩世贝利阿斯期—阿普特期;(5)对敦化盆地内几个地方地层名称的使用进行了修正;(6)建立了敦化盆地内目前可供参考使用的地层序列。 相似文献
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地质雷达是一种探测金属和非金属管道的有效方法,传统方法是利用经验电磁波速度计算管道埋深,存在较大误差,且往往无法估算管径或算法繁琐。蒙特卡洛方法是一种随机模拟的地球物理反演手段,从雷达图像中读取一系列反射回波穿行时间和雷达相对于管顶的位置数据,给定合理的电磁波速度、管道埋深和管径3个参数的范围,可以有效地拟合得到速度、埋深和管径。该方法在南京地铁盾构某区段,用来拟合估算地下输油管、自来水管和污水管的埋深及管径,取得了与实际情况较为一致的结果,拟合的电磁波速度符合地下介质情况。 相似文献
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讨论了电磁波垂直于地层传播时,与反射电磁波干涉产生的驻波,并得出在地面形成波腹与波节的条件。测定波腹频率,就可以根据文中给出的推导方程,计算出地层厚度,以及地层底界面两侧介质电磁参数的相对大小。指出了至少有4个自然电磁波源辐射电磁波,可供人们进行电磁驻波法地球物理勘探使用。 相似文献
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探地雷达是利用超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种浅层地球物理勘探方法,探地雷达超高频、宽频带脉冲电磁波在地下有耗介质中的衰减特性是一个十分复杂的过程。本文从电磁波传播的麦克斯韦方程出发,较为系统地研究和分析了雷达脉冲电磁波在有耗介质中传播的衰减特性,对研究雷达脉冲电磁波在地下有耗介质中的传播机制有指导意义。 相似文献
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脱空是水泥混凝土路面的常见病害,也是行车安全的主要隐患。探地雷达法通过观测分析高频电磁波反射信号特征来研究探测目标体的性质与规模,可以快速、有效地确定路面脱空的位置与充填情况。GprMax2D模拟结果、雷达实测资料和开挖验证情况的综合分析成果表明,充泥和充气空洞的雷达图像十分相似,特征明显,在空洞正上方都会出现一组非常明显的强反射信号,同相轴呈弧型,由于介电常数的明显差异,使得空洞充泥时反射波与直达波相位相反,而充气时反射波与直达波相位相同;不密实区域同相轴错断,显示出多条不规则弧形曲线。 相似文献
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Refinement in the Reflection Properties of Electromagnetic Waves at a Stratigraphic Interface 总被引：3，自引：0，他引：3
The travel time of electromagnetic waves in conductive strata has a quantitative relation to the conductivity, permittivity,
and permeability of the strata. Using these parameters, geologists can determine the lithology of rocks. But current logging
and exploration methods take the time between incidence and reflection as zero and do not take into account the effect of
the lateral shift delay when the electromagnetic wave is reflected on the interface of strata. In this article, the lateral
shift delay will be considered and a more accurate relationship between petrophysics and electromagnetic wave travel time
will be derived. The lateral shift delay of quasi-total reflection of inhomogeneous s-polarized electromagnetic waves (whose
electric field is perpendicular to the incident plane) caused by the Goos–H?nchen effect is derived using the phase shift
of the wave. The result fits both low and high frequency electromagnetic waves. But for geologists, the most valuable frequency
range is between 106 and 109 Hz (1 MHz–1 GHz, wavelengths between 0.1 and 100 m). A numerical example where the frequency equals to 1 GHz. shows three
discontinuous points at the critical angle of phase shift, the critical angle of attenuation and 90∘. When the incident angle equals one of these three angles, the lateral shift delay will become infinite. That is, the electromagnetic
wave will propagate along the interface. Even when the incident angle is close to one of them, the lateral shift delay is
very large. The results also indicate that the two critical angles have an important relation to conductivity and permittivity
of the two strata, and that the lateral shift delay has a relation to the incident angle. These results can be used to determine
the lithology of the strata and to divide the strata more effectively. It is suggested that this approach may prove useful
in electromagnetic logging analysis and, perhaps, in the design of logging instruments. 相似文献
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为了分析与雷达探测方向相反方向的障碍物对雷达采集数据的影响,以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法（FDTD）,建立相应的地质模型,进行探地雷达二维正演模拟。结合工程实例,对福建某隧道的雷达探测数据进行分析研究。研究结果表明,在使用探地雷达进行目标体探测时电磁波并非仅向探测方向发射和传播,在天线的四周都会有电磁波发射出来,而非探测方向上的电磁波将会对雷达采集的数据产生一定的影响,干扰数据解释人员解译的准确性。因此在使用探地雷达和解译雷达数据时,要了解现场环境和剔除干扰波,做到对探测目标体的正确判断。 相似文献
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基于地质雷达和钻孔数据的三维地层建模 总被引：3，自引：1，他引：2
为了结合地质雷达探测图像和钻孔数据共同用于地层的三维建模,根据反射波组的同相性和反射波形的相似性,通过与钻孔采样数据的对比,从处理后的地质雷达数据中提取出虚拟钻孔数据用于建模;基于该类数据的一般分布特点,根据曲面光顺的条件构建了网格的插值算法。采用该方法对某区域进行了三维地层建模。 相似文献
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从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。 相似文献