瞬變電磁法以其探測深度大以及橫向探測分辨率高的優(yōu)點,在尋找含水地質(zhì)構(gòu)造等方面取得了很好的應(yīng)用效果。本文針對含水采空區(qū)復(fù)雜地層瞬變電磁探測問題,設(shè)計了簡化的采空區(qū)三維復(fù)雜模型,針對堤壩滲漏瞬變電磁場探測,設(shè)計了含兩種滲漏通道的梯形堤壩模型。分別采用大回線源和長方形小回線源分析研究了這兩類模型在表面及斷面的瞬變電磁響應(yīng)特征,利用中心點垂直磁場分量晚期視電阻率計算方法分析了模型縱向電性特征分布,另外對實測數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理以驗證瞬變電磁法的實際應(yīng)用效果,具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:首先,采用非均勻剖分時域有限差分方法實現(xiàn)了地面探測地質(zhì)問題模型的三維正演,實現(xiàn)了采空區(qū)和滲漏通道的三維建模,并分析了常見含水構(gòu)造的瞬變電磁響應(yīng)特征,完成了正演程序?qū)?fù)雜地層介質(zhì)的瞬變電磁響應(yīng)數(shù)值模擬。通過分析發(fā)現(xiàn):不管是地下還是地表,電磁場等值線在低阻介質(zhì)內(nèi)較為集中,低阻介質(zhì)在地面的投影位置磁場強度衰減的慢,高阻介質(zhì)恰好相反;磁場垂直分量等值線分布形態(tài)在低阻介質(zhì)所處位置均發(fā)生了改變,且電磁場分量等值線斷面圖中勾畫出的異常體,其位置、范圍、輪廓與模型事先設(shè)定的基本相同。其次,分別利用大回線源和長方形回線源探測裝置,對上述兩... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維非均勻網(wǎng)格離散形式

格點的磁場（或電場）是有一定關(guān)系的，且每一個空間單元的物性參數(shù)已提前賦值給出。圖2-1 三維非均勻網(wǎng)格離散形式 圖2-2 電場分量與磁場分量采樣位置關(guān)系

（a）電場單元 （b）磁場單元圖 2-3 交錯網(wǎng)格中電場單元和磁場單元位置關(guān)系沿X 軸方向上把研究區(qū)域剖分成 Nx段，則有 Nx+1 個節(jié)點；節(jié)點編號 i 依次為 i=1,2,……, Nx+1，網(wǎng)格間距是 （i=1,2,……Nx）；沿 y 軸方向剖分成 Ny 段，則有 Ny+1 個節(jié)點，節(jié)點編號 j 依次為 j=1,2,……, Ny+1，網(wǎng)格間距是 （j=1,2,……Ny）；沿 Z 軸方向剖分成 Nz 段，則有 Nz+1 個節(jié)點，節(jié)點編號 k 依次為k=1,2,……, Nk+1，網(wǎng)格間距是 （j=1,2,……Nk）。例如，若某處 標(biāo)記為 ( , , )，與之相鄰的 則應(yīng)標(biāo)記為 ( , 12, )，相鄰的 就是 ( 1, , )。由于電場和磁場的計算是交替進(jìn)行的，并且要首先計算電場，所以選取時間步進(jìn)方式為：電場計算時刻標(biāo)記為 n，相應(yīng)磁場計算時刻為 n+1/2。本文將采用如下所述的網(wǎng)格劃分方式：發(fā)射線框附近區(qū)域使用均勻網(wǎng)格，兩

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]瞬變電磁法在基巖找水中的應(yīng)用[J]. 張玉良,馬安麗.  地下水. 2010(04)
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博士論文
[1]矩形小回線源三維瞬變電磁場響應(yīng)特征及堤壩滲漏探測研究[D]. 鄧中俊.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]隧道含水構(gòu)造三維瞬變電磁場響應(yīng)特征及突水災(zāi)害源預(yù)報研究[D]. 孫懷鳳.山東大學(xué) 2013

碩士論文
[1]非均勻網(wǎng)格剖分的時域有限差分瞬變電磁三維正演[D]. 徐巖.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]基于有限差分的瞬變電磁三維數(shù)值模擬[D]. 劉堯.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[3]回線源瞬變電磁法探測能力研究[D]. 王戰(zhàn)軍.中南大學(xué) 2012
[4]導(dǎo)電媒質(zhì)中三維似穩(wěn)瞬態(tài)電磁場的FDTD數(shù)值模擬[D]. 史紅蓓.江蘇大學(xué) 2009
[5]帶地形的瞬變電磁法三維數(shù)值模擬[D]. 肖懷宇.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2006



本文編號：2949976