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原文传递浅层不均匀体大地电磁响应及约束反演研究

论文题名：	浅层不均匀体大地电磁响应及约束反演研究
关键词：	铁路隧道;大地电磁响应;电性参数约束反演;OCCAM反演算法
摘要：	本文主要针对大地电磁在铁路长大隧道应用中遇到的实际问题，进行探讨研究，分析了静态效应和地形影响的原理，讨论了静态校正和地形校正方法，并通过模型正演研究总结了实际应用中的一些规律，并将这些规律应用到实际资料处理中，提高了资料解释的可信度；同时将钻孔、地质等先验信息转换为电性资料，进行电性参数约束反演研究，提高了大地电磁方法的分辨率。　　论文首先重点对静态效应问题及其校正方法进行了研究，分析了静态效应的产生机制，总结了静态效应的几个典型的特征：浅部的小规模的电性不均匀体在大地电磁测深过程中会产生静态效应；静态效应只影响电场数据的观测，而不影响磁场数据的观测；在双对数坐标系中，视电阻率曲线会沿视电阻率轴上下整体偏移，不改变曲线形态，而相位曲线不受影响；静态效应容易与异常混淆。考虑了多种方法进行静态校正，通过模型正演研究，主要对五点（七点）滤波、二维中值滤波和自适应汉宁滤波等数值分析方法和曲线平移进行了静校正效果分析，讨论了各种校正方法的优缺点，提出采用多种静态校正方法组合方式，并通过实例对静校正的效果进行了分析评价。　　然后对起伏地形模拟理论进行了论述，并对起伏地形视电阻率进行了定义，通过建立斜坡地形模型、不同背景电阻率的正、负地形模型和复杂地形含高阻模型进行了正演模拟研究，得出对于TE模式：在负地形处和台阶底部，视电阻率值偏小；在正地形处和台阶顶部，视电阻率值偏大；且起伏落差越大、电阻率值越小，畸变越大。对于TM模式：地形畸变主要表现在正、负地形处。在负地形处视电阻率值偏大；在正地形处视电阻率值偏小；且起伏落差越大、电阻率值越小，畸变越大。对比值法地形校正进行了介绍和模型研究。　　将地质、地球物理等前期成果资料转换为大地电磁资料处理所需要的电阻率分布先验地电模型，在OCCAM反演算法的目标函数中加入先验地电模型作用项——即迭代过程中在已知电性分布的区域不断的向先验地电模型靠拢，形成了利用先验信息的电性参数约束反演算法，详细推导了目标函数的迭代公式，并对最终形成了电性参数约束反演模块进行了介绍。通过模型对比来说明约束反演的有效性。以渝利线方斗山隧道为例，主要是利用钻孔、测井等信息转换为电性参数约束反演所需要的电性约束文件，进行约束反演对比研究，通过详细对比约束反演前后的效果，说明了电性参数约束反演可以在一定程度上提高大地电磁方法在铁路长大隧道中勘探的分辨率。　　最后，将以上讨论的方法应用到南涪线梓里隧道的实际处理中，对于梓里隧道针对该工区位于构造发育，地下情况复杂等特点，对野外原始数据进行去“飞点”和地形校正等操作，采用空间滤波和汉宁滤波等方法进行了静态效应的校正，同时加入已知的地质先验信息进行约束反演，得到的预处理结果效果明显改善，最终的梓里隧道成果解释与钻孔具有较好的对应性。
作者：	尹小康
专业：	固体地球物理学
导师：	王绪本
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文