瞬变电磁法大定源回线全区视电阻率计算的研究

论文摘要

瞬变电磁法(TEM)是一种被广泛应用的地球物理勘探方法,而大定源回线装置又是TEM法中比较常用的一种,在施工中有着其特定优点。但是因为接收线圈和发射线圈之间的相对位置不固定,使得其数据处理难度很大。目前能够处理大定源回线的数据的软件并不是很多,而且操作繁琐,效果并不理想。本文利用1987年Raiche发布的大定源回线装置的响应公式,系统地分析大定源回线装置二次场响应的衰减特点,剖面曲线特点,其成果对于野外施工时参数的选择具有指导性的意义。消除关断效应是TEM数据处理的重要步骤之一,为了消除关断时间的影响,本文采用的方法是直接使用斜阶跃波响应响应值来计算视电阻率。为了快速地得到准确的斜阶跃波的理论响应值,本文利用阶跃波的响应公式和杜哈美尔积分推导了斜阶跃波的响应公式,并给出了详细的推导步骤。利用响应值计算视电阻率的过程是一个解隐函数的过程,在众多的算法中,本文选择了马奎特方法。考虑到使用全区响应值计算会出现多解的情况,本文采取将两个解全部求出,然后使用多种判别手段判别出合理解。为了实现这一设想,本文将马奎特法进行改进,使整个求解过程定能返回不同单调区间内的双解。在判别合理解的研究,中本文提出部分磁场判别法,并将此标准作为早期多解判别的主要别准,而晚期则使用了中心回线法作为主要判别标准,并以临近时间道的计算结果作为辅助判别标准。为了增加实测数据的可用性,作者开发了原始数据的整理模块,模块中采用3点平滑的方法对其进行降噪处理。最终开发出一套专门计算大定源回线数据的自编软件：瞬变电磁法大定源回线数据处理系统V1.0。通过设计用例的检验证明自编软件的算法有很强的适应性。最后在处理实测数据时取得了较为满意的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 研究的现状
• 1.3 本文结构
• 第二章 大定源回线响应特性
• 2.1 前言
• 2.2 瞬变响应值的计算公式
• 2.3 时间衰减特性
• 2.4 感应值的空间分布特点
• 2.5 发射框大小对瞬变感应值的影响
• 2.6 电阻率对瞬变感应值的影响
• 2.7 小结
• 第三章 斜阶跃波响应计算
• 3.1 前言
• 3.2 大定源TEM的斜阶跃波响应解析式的推导
• 3.4 斜阶跃波响应值与阶跃波响应值对比
• 3.4.1 时间衰减效果
• 3.4.2 剖面曲线形态变化
• 3.5 小结
• 第四章 全区视电阻率的计算
• 4.1 前言
• 4.2 响应值与电阻率的关系
• 4.3 多解判别方法
• 4.3.1 判别方法一
• 4.3.2 判别方法二
• 4.3.3 部分磁场强度对判别多解性的作用
• 4.3.4 各种判别标准的综合运用
• 4.4 视电阻率单解的求解算法
• 4.4.1 马奎特算法的理论基础
• 4.4.2 求解算法的实现
• 4.5 算法检验
• 4.6 小结
• 第五章 实测数据处理
• 5.1 前言
• 5.2 野外实测数据的降噪处理
• 5.3 实测数据处理效果
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文的研究成果
• 6.2 不足之处和工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录