高频大地电磁法在隧道勘察与探测中的应用研究

论文摘要

近年来,铁路建设工程量大且项目繁多,其中长大隧道的地质勘探一直以来都是较为复杂的工程难题。本文结合某隧道的实际应用情况,探讨了高频大地电磁测深的基本理论,介绍了近年来应用较为普遍的电磁仪器：EH4电导率成像仪,并对该仪器的相关理论和方法作了较为详细的研究,包括基本理论、工作方式和方法、数据采集和数据处理、相关技术研究等内容。最后,将EH4系统应用于工程实例,着重对成果图进行分析解释,在此基础上划分围岩等级,并对工程施工提出合理建议。EH4系统具有较好的应用效果和前景,但由于技术封装十分严密,目前对其认识尚有不足,因此,对其技术进行深入细致的研究则是本文的重点。首先研究其输出文件内容成为本文的一个重点,如果能详细了解该内容,不仅能为后续数据处理提供保障,还能为开发新的处理方法提供依据。其次,希尔伯特-黄变换（HHT）中关于消除噪音的研究是本文的另一个重要内容,希尔伯特-黄变换是一种能够处理非线性非平稳时间序列的方法,目前该技术在许多领域应用广泛。通过了解与分析其理论基础,结合实例和EH4系统中数据处理功能进行了分析与论证,并得到了较好的结果。论文主要研究内容和成果包括：（1）详细地探讨了EH4系统的整个数据采集和数据处理过程。包括自带软件IMAGEM的操作和反演成图等技术；（2）成功的读取了EH4文件中的Y文件,并详细分析了输出文件的内容；（3）找到简单有效的方法进行了地形修正,并能很好的应用于实际工作中；（4）通过编制程序做出了希尔伯特谱和边际谱图。为数据处理中消除噪音提供了新的方法；（5）结合工程实例分段分析物探成果图,一定程度上为物探解释工作提供了参照。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.2 大地电磁测深法的研究现状
• 1.2.1 大地电磁测深法的国外研究现状
• 1.2.2 大地电磁测深法的国内研究现状
• 1.3 论文主要内容
• 第2章 高频大地电磁测深理论基础
• 2.1 电磁波传播理论和亥姆霍兹方程
• 2.2 视电阻率和相位
• 第3章 EH4电导率成像系统及特点
• 3.1 EH4电导率成像系统简介
• 3.2 EH4电导率成像系统理论依据
• 3.3 EH4系统工作方式及野外工作方法
• 3.3.1 EH4系统工作方式
• 3.3.2 EH4系统野外工作方法
• 第4章 EH4系统的数据采集与数据处理
• 4.1 EH4系统的数据采集
• 4.1.1 数据采集前的准备
• 4.1.2 测区工地准备
• 4.1.3 测区数据采集
• 4.2 EH4系统的数据处理
• 4.2.1 数据的初步处理
• 4.2.2 数据的室内处理
• 第5章 EH4系统相关技术研究
• 5.1 数据文件类型研究
• 5.1.1 @文件（位置文件）
• 5.1.2 X文件（互功率谱文件）
• 5.1.3 Y文件（时间序列文件）
• 5.1.4 Z文件（阻抗文件）
• 5.2 地形修正的研究
• 5.3 消除噪音的研究
• 5.3.1 理论研究
• 5.3.2 实例分析
• 5.4 分辨率和探测深度的研究
• 5.4.1 分辨率的研究
• 5.4.2 探测深度的研究
• 第6章 EH4系统在隧道中的应用
• 6.1 EH4系统在A隧道的应用实例
• 6.1.1 A隧道区域地质条件
• 6.1.2 A隧道地球物理特征
• 6.1.3 EH4系统在A隧道中的应用分析
• 6.2 EH4系统在B隧道的应用实例
• 6.2.1 B隧道区域地质条件
• 6.2.2 EH4系统在B隧道中的应用分析
• 结论与展望
• 1 结论
• 2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录