基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化   总被引：14，自引：3，他引：11       下载免费PDF全文

刘斌  李术才  李树忱  聂利超  钟世航  李利平  宋杰  刘征宇 《地球物理学报》2012,55(1):260-268

基于光滑约束的最小二乘法是三维电阻率反演的主要方法,但该方法在某些情况下存在着多解性较强的问题,且普遍耗时较长,严重制约了三维反演方法的推广与发展.为改善上述问题,将表征模型参数变化范围的不等式约束作为先验信息引入最小二乘线性反演方法中,有效地改善了反演结果的精度,降低了反演的多解性问题.为了解决耗时较长的问题,基于预条件共轭梯度(PCG)算法和Cholesky分解法的特点提出了一套优化三维电阻率反演计算效率的计算方案.在该方案中,Cholesky分解法被用来求解敏感度矩阵计算中的多个点源场的正演问题,Cholesky分解法只需对总体系数矩阵进行一次分解,然后对不同的右端向量进行回代即可.将预条件共轭梯度法引入到三维电阻率反演方程的求解中,将雅可比迭代中的对角阵作为预处理矩阵,其具有求逆方便、无需内存空间的特点,有效地加快了收敛速度.对合成数据以及实测数据的反演算例表明,借助不等式约束和反演效率优化方案,最小二乘反演方法可得到较为精确的反演结果,有效地提高了反演计算效率,具有良好的推广前景.  相似文献   

隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究   总被引：6，自引：0，他引：6  

刘斌  李术才  李树忱  钟世航 《岩土力学》2009,30(10):3093-3101

含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助“比较法”将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了“等效球体”的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。  相似文献   

用地球物理技术对隧道控制爆破的监测与反馈     

钟世航 《物探与化探》2005,29(1):84-87,92

招宝山公路隧道为大跨度并行超小净距的隧道,两隧道的净距仅为规范规定的1/7~1/10,保护两隧道间夹岩体成为关键技术。采用控制爆破保护岩体是主要措施之一。作者采用声波测量、陆地声纳等测量岩体受爆破破坏的深度及破坏情况,并监测质点振动速度来控制爆破的振动,还通过应变、位移和压力等量测的资料来监视隧道的安全,以选择和判定控制爆破的施工方案、施工顺序、爆破参数。工程获得成功,带来较大的经济效益。  相似文献   

我国水文、工程物探的进展   总被引：3，自引：0，他引：3  

钟世航 《物探与化探》1988,12(5):336-343

本文综述我国物探在地下水资源勘探、工程地质勘测、土木工程方面的应用现状及近年的进展情况。文中论述了所使用的主要方法,并举例说明了在这一领域中物探的具体应用。  相似文献   

陆地声纳法及其应用效果   总被引：13，自引：4，他引：13  

钟世航 《物探与化探》1997,21(3):172-179

本文介绍了陆上极小偏移距高频(宽频)弹性波反射连续剖面法(简称陆地声纳法)的基本原理及实现的方法,并介绍了它在浅层高分辨率探查方面、探查岩溶及其它洞穴方面、在隧道掌子面上做前方不良地质预报探测方面、在探查极薄层方面的成功实例。此方法具有分辨率高、可避开许多干扰波、反射波能量高、探查岩溶和洞穴有好效果、图像简单易辨等优点。  相似文献   

用施工状态的数值模拟来指导隧道设计     

钟世航 《岩土力学》1997,18(A08):120-123

招宝山隧道是由两条平行的，毛跨约１４ｍ的隧道组成的城市高速路隧道。通过施工状态的数值模拟对隧道围岩的位移和应力状态进行研究，以确定围岩的稳定性及可能发生破坏的位置及破坏方式，并据此作为设计的依据之一。  相似文献   

用陆地声纳法和微分电测深结合探查岩溶、洞穴   总被引：4，自引：1，他引：4  

钟世航 《物探与化探》2003,27(3):240-243

在岩溶发育区,用陆地声纳法和微分电测深相结合,可以探查覆盖层下的基岩起伏,灰岩、白云岩中的单个或多层溶洞,深径比可达(10～20):1,并可准确确定其顶、底埋深.  相似文献   

探地雷达检测隧道衬砌中的几个问题   总被引：15，自引：0，他引：15  

钟世航  王荣 《物探与化探》2002,26(5):403-406

介绍了用探地雷达对几十座隧道做衬砌质量检测的经验及典型图像,提出了目前雷达检测定性定量解释的几个问题及进一步解决的办法。指出应实事求是地评价和宣传目前工作及方法的优点和缺点。  相似文献   

适合闹市区勘探及溶洞探查和水上勘探的物探新方法     

钟世航  王荣 《工程地质学报》2013,21(3):422-432

城市闹市区的汽车、行人的震动噪声和地电及电磁干扰,使传统的物探方法难以为城铁、地铁作面积性的地质勘查。弹性波类方法必须克服噪声干扰,电法和电磁法类方则须避开地电和电磁干扰,才能在城市和公路上工作。探查中小溶洞是地质勘查的难题,也是传统物探技术的难题。崎岖山地的地形影响也是地球物理方法遇到的困难。这些都需要投入人力和资金发展新技术、新仪器。汽车、行人的震动噪声基本上在300Hz以下,陆地声纳法仪器可激发和接收到10～4000Hz的弹性波,可以通过滤波避开这些震动干扰; C-1微测深仪采用11～19Hz的窄频交流电向大地供电,可避开地电和电磁干扰。陆地声纳法是零震检距的方法,地形对它影响不大,而且对溶洞的反映很好。微分电测深法有很高的分辨率,可探查100m深度,可调整激发能量的激振器,探查水底淤泥层、沙层、卵石层、抛石层,也可探查水底的岩层和地质结构; 可以用折线、弯曲测线工作。  相似文献   

应用超声波法和陆地声纳法测量松弛带厚度     

张大洲钟世航  熊章强 《华东地质学院学报》2004,27(4):365-369

介绍了在某工程中将陆地声纳法作为主要方法结合超声波法测量松弛带厚度的一个实例。由于在这项工程中应用超声波法测量松弛带厚度遇到了很大的困难，为了能够很好地完成这项工作任务，选用了陆地声纳法代替超声波法测量松弛带厚度。在全面应用陆地声纳测量之前先做了几组对比试验，确定了它用来测量松弛带厚度的可行性。通过在这项工程中的应用发现，两种方法结合使用取得了很好的效果，在按要求完成工作任务的同时还大大提高了工作效率。  相似文献