【摘要】：近幾年內(nèi),由于國家大力推進(jìn)高速鐵路建設(shè),越來越多的隧道涌現(xiàn)在較高海拔的西部地區(qū)。在隧道修建逐漸向前向深的掘進(jìn)過程中,需要對掌子面前方不明情況進(jìn)行有效探測,再加之西部地區(qū)山峰重巒疊嶂,連綿起伏,地質(zhì)條件復(fù)雜,對于隧道的修建帶來了更多棘手的難題。隨著人們的需求和科技水平地不斷提升,各種地球物理勘探方法都相應(yīng)實(shí)現(xiàn)了各自較為良好的探測方法。在進(jìn)行水資源以及災(zāi)害水的探測和預(yù)報(bào)中,核磁共振法由于可以有效激發(fā)水中的氫質(zhì)子,故在大多數(shù)地球物理方法中有著更出色的表現(xiàn)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對淺地表或巖體中的蓄水層進(jìn)行有效探測,是當(dāng)今時(shí)代在找水以及隧道災(zāi)害超前預(yù)報(bào)領(lǐng)域中較為有效地能直接圈定特定區(qū)域內(nèi)蓄水層儲水量和空間分布的方法。由于水中的氫質(zhì)子只有在受到外磁場頻率為拉莫爾頻率的大小時(shí)才會向高能級躍遷,即成功激發(fā)。故在多數(shù)核磁共振方法探測中,一般正常使用數(shù)值為拉莫爾頻率大小的激發(fā)頻率的磁場激發(fā)水中的氫質(zhì)子,而氫質(zhì)子的拉莫爾頻率恰恰由當(dāng)?shù)氐牡卮艌龃笮Q定。地磁場分布不均勻,周圍賦存含磁物質(zhì)或磁性巖體,甚至地磁日變都會對地磁場的大小產(chǎn)生或多或少的影響,這種影響往往會被施工人員忽略,誤認(rèn)為當(dāng)?shù)仂o磁場的大小即為真實(shí)地磁場的值。故用這樣一個(gè)“原先”大小的地磁場值計(jì)算出的激發(fā)頻率值與處在真實(shí)環(huán)境下水中氫質(zhì)子的拉莫爾頻率會存在一定的偏差。甚至有時(shí)由于偏差過大導(dǎo)致氫質(zhì)子不能成功向高能級躍遷,從而產(chǎn)生一些不準(zhǔn)確的響應(yīng),對后期分析解釋以及后續(xù)的施工帶來諸多問題。本文通過針對隧道內(nèi)實(shí)際環(huán)境,隧道中軌道等磁性體進(jìn)行數(shù)值建模,利用靜磁場三維正演分析幾種磁性體對背景場的影響,證實(shí)了一定規(guī)模的鐵磁性物質(zhì)會對靜地磁場產(chǎn)生幾十到幾百納特的影響。之后基于矢量有限元的激發(fā)場進(jìn)行核磁共振三維正演模擬和分析,驗(yàn)證了核磁共振正演的正確和實(shí)用性,并在以上基礎(chǔ)上提出一種新的掃頻核磁共振方法即改變核磁共振發(fā)射波形,以對上述影響進(jìn)行改進(jìn)。若拉莫爾頻率在激發(fā)掃頻過程恰好與其中的某個(gè)頻率相契合,那么將會產(chǎn)生共振信號,并利用矢量有限元方法實(shí)現(xiàn)掃頻核磁共振三維正演,提取了有效的核磁共振信號。
【圖文】：

自由核磁矩Larmor進(jìn)動(dòng)（此時(shí)0）

T與aT關(guān)系圖
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U456.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李貅;劉文韜;智慶全;趙威;;核磁共振與瞬變電磁三維聯(lián)合解釋方法[J];地球物理學(xué)報(bào);2015年08期

2 林君;張健;;地磁場核磁共振探測儀器研發(fā)及應(yīng)用[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2014年06期

3 王鵬;;均勻介質(zhì)中MRS方法三維模型的核磁共振響應(yīng)[J];CT理論與應(yīng)用研究;2014年04期

4 陳斌;胡祥云;劉道涵;張?jiān)葡?;磁共振測深技術(shù)的發(fā)展歷程與新進(jìn)展[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2014年02期

5 林君;慧芳;孫淑琴;蔣川東;林婷婷;;基于不等式約束的磁共振信號T_2譜多指數(shù)分解法及算法改進(jìn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2013年06期

6 林君;蔣川東;林婷婷;段清明;王應(yīng)吉;尚新磊;范鐵虎;孫淑琴;田寶鳳;趙靜;秦勝伍;;地下工程災(zāi)害水源的磁共振探測研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年11期

7 萬玲;林婷婷;林君;蔣川東;嵇艷鞠;;基于自適應(yīng)遺傳算法的MRS-TEM聯(lián)合反演方法研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年11期

8 林婷婷;萬玲;曲永星;范鐵虎;王世隆;易曉峰;林君;;隧道超前探測準(zhǔn)全空間磁共振理論及應(yīng)用[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2013年09期

9 林婷婷;慧芳;蔣川東;林君;;分層多指數(shù)磁共振弛豫信號反演方法研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年08期

10 易曉峰;李鵬飛;林君;段清明;蔣川東;李同;;基于多匝環(huán)形線圈的核磁共振信號響應(yīng)計(jì)算與試驗(yàn)研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張楠;核磁共振探測隧道掌子面前方含水體方法及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2016年

2 姚偉華;瞬變電磁法矢量有限元三維正演研究[D];長安大學(xué);2015年

3 楊楠;核磁共振隧道涌水探測數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2014年

4 王寧;高溫超導(dǎo)薄膜制備及器件在低場NMR中的應(yīng)用[D];長春理工大學(xué);2009年

，

本文編號：2671049