一种隧道超前预报精细探测方法的设计与仿真分析

• 作 者: 李貅;孙乃泉;张莹莹;郭建磊;
• 机 构: 长安大学 地质工程与测绘学院 西安市 710054
• 出 处: 2016中国地球科学联合学术年会
• 发表日期: 2016年期

本文借助雷达阵列天线的思想，提出隧道阵列天线源瞬变电磁法，采用多个电性源作为发射源，同时在掌子面上布置多个测点采集信号，形成多源发射，多点观测的工作方式。该法具有如下诸多优点：多个电性源同时发射，不仅可以使能量最大化集中在掌子面前方，提高信号的信噪比，还可以利用各个电性源与不良地质体之间的相对位置，更好地分辨不良地质体；多点观测，可以有效增加采集的数据量，更好地反映掌子面前方异常体的三维规模及空间展布。通过时域有限差分三维正演，对回线源与阵列天线源的瞬变响应进行对比，验证了阵列天线源相对于回线源对掌子面前方含水构造更好的识别能力，并发现阵列天线源的水平分量瞬变响应异常形态简单、易于识别，更适宜作解释，且对深部异常仍有较好的识别能力。从全空间理论出发，结合阵列天线源瞬变电磁法数据量大及微分电导对电性界面敏感的特点，建立了阵列天线源全空间全域视电阻率和微分电导联合解释的成像方法。设计了一个典型的复杂地质情况的隧道三维模型，通过对所设计模型的处理，证明了阵列天线源瞬变电磁法水平分量瞬变响应对复杂地质情况下含水构造良好的识别能力，也验证了联合解释成像算法的有效性。