TEM虚拟波场三维连续速度分析及其在隧道超前预报中的应用

论文摘要

瞬变电磁测深的偏移成像方法技术的研究,是目前在该领域研究的焦点和前沿课题。随着把地震学中已有的和正在发展的方法技术应用到瞬变电磁法中,人们越来越关注拟地震解释法、电磁偏移成像以及偏移与反演相结合的研究方法。经过近些年的努力,以上方法都取得了重要进展。这些方法从波场的角度,拓展和丰富了瞬变电磁场的内涵,使得从实测资料中提取到常规瞬变电磁法提取不到的,对地下目标体成像更有利的信息,成为可能。论文侧重于实际应用,针对当前隧道超前地质预报工作中不能对于掌子面前方的水患进行有效预报的情况,提出一种基于浮动薄板理论的虚拟速度连续分析方法。文中介绍了波场变换,偏移成像和曲面延拓的基本理论,引入比较合适的三维的虚拟速度连续分析方法,解决了隧道掌子面前方不良地质体的瞬变电磁波场变换延拓成像中对实测资料的速度提取问题。给出了瞬变电磁方法在隧道中比较适用的工作方法。并对理论模型和应用实例都进行了分析计算,得到的结果与理论预期和实际情况都相符合,表明在该速度分析方法是切实有效的,一定程度上解决了隧道超前地质预报工作中对掌子面前方的水患进行有效预报的问题。总之,通过对理论模型计算和实际资料处理,证明了本文提出的方法和思路是正确的,该方法可以增强瞬变电磁法识别地下电性分界面的能力,使瞬变电磁法精细勘探成为可能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超前地质预报技术的国内外发展现状
• 1.2 超前地质预报方法简介
• 1.3 超前地质预报中存在的问题
• 1.4 选题意义
• 第二章 瞬变电磁场的波场变换原理和三维曲面延拓成像
• 2.1 瞬变电磁场的波场变换原理
• 2.1.1 瞬变电磁场与虚拟波场关系式的建立
• 2.1.2 波场变换的数值化方法
• 2.1.3 波场逆变换的正则化算法
• 2.2 瞬变电磁场拟波动方程三维曲面延拓成像
• 2.2.1 克希霍夫积分偏移（曲面延拓）
• 2.2.2 波场延拓的边界单元法
• 第三章 瞬变电磁虚拟波场速度建模原理
• 3.1 基于等效导电平面法的速度建模原理
• 3.1.1 基本原理
• 3.1.2 异常表达式的导出
• 3.1.3 层状介质表面瞬变场的近似计算
• 3.1.4 视纵向电导的定义
• 3.1.5 计算纵向电导的微分法
• 3.1.6 解释方法
• 3.2 速度建模
• 3.2.1 基于等效导电平面法的速度建模
• 3.2.2 电性三维成像
• 第四章 TEM 虚拟波场连续速度分析
• 4.1 空间插值方法简介
• 4.2 连续速度分析
• 4.2.1 全局距离加权插值
• 4.2.2 近点线性插值
• 第五章 模型计算与应用实例
• 5.1 理论模型计算
• 5.2 应用实例
• 5.2.1 工区概况
• 5.2.2 水文地质
• 5.2.3 地层岩性
• 5.2.4 隧道情况
• 5.2.5 瞬变电磁超前地质预报工作方法
• 5.2.6 瞬变电磁数据处理结果及分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间成果
• 致谢