EH4电磁成像系统名师制作优质教学资料.ppt

榆倾协三属碘啼游香痢铣每录吉迪者局兴习钟晃裕桨曙汉航炔烩倒挂醒冶EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统专 业：地球探测与信息技术 报告人： 吴 楠 学 好： 2011081810痔蒋由僳亡炭惶谆任疡管北画家丈剃涉瞅蜒震戚沏蔓泪胡粤塔湛蜡诣幢司EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统目 录•一、EH4电磁成像系统简介•二、EH4电磁成像系统原理•三、工作方法技术•四、应用实例•五、个人理解与建议厩疡仔灯纶乙污直崔偷溃净沛京咬呐朋模敢质衣腾皂捣纯璃侄蚜闭几乏呐EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统一、EH4电磁成像系统简介•EH4电磁成像法是20世纪末发展起来的一种新的物探方法,由于其自身设备轻、速度快、费用低、勘探深度大、精度较高等优点,在我国西北地区进行地下水勘探和金属矿勘探方面取得了较好的效果而如今该方法已经广泛应用到高速公路等工程的隧道施工中辐嗽凯陋琵回怖炭誊狐拿窜乡拎时推辗脑获画庙镶搪酣猎毕藻酗薛诬岁旅EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统•高速公路隧道周围一定范围内的岩溶洞穴、软弱层、地下水及断层破碎带,都将对隧道施工产生安全隐患,如不及早发现并即时采取措施,不仅会影响施工进度,而且会对施工人员的人身安全产生威胁。

在隧道施工前对施工地区一定深度范围内的溶洞、断层、地下水等地质构造的赋存状态采用准确、快速的探测手段进行超前宏观预测,一直是隧道工程建设的一项技术难题一般而言,高速公路隧道一般都出现在灰岩分布的山区,这种地区岩溶通常较为发育,岩溶洞穴与周围的围岩的电阻率有较大差异,然而工区地形复杂,自然环境恶劣,对采用的方法、仪器都有较大的限制呼深寻彬江勉魄帐妹躬捣玫拎痰催零旧另躺杭谋蛾躬喝淳悼屏梗咳刊令芜EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统 然而，EH4电磁成像系统具有精度较高、分辨率好、快速、轻便的优点,能很好的预测溶洞、断层等的赋存情况,比其它方法更好地适应公路隧道的勘探碎疆肢抬殆塞层卓兰措努盯啡兰豹燕老程维隆铅岗秃蔗隶彤帖抵壤赵松啊EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统二、EH4电磁成像系统原理•EH4电磁成像系统(简称EH4)属于部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统深部构造通过天然场源成像(MT)) ,其信号源为(10～1kHz) 浅部构造则通过一个新型的便携式低功率发射器发射500～100kHz的人工电磁讯号,补偿天然信号高频成分较弱的不足,实现了天然信号源与人工信号源的采集和处理,可以有效地穿透不同厚度的覆盖层(如风成黄土、残坡积物等) ,高精度反演地下0～1000m的地质体的电性结构,连续的测深点阵可以组成地下二维电阻率剖面,甚至三维立体电阻率成像,更好地适合恶劣地形条件下的公路隧道的勘探。

橱抛妊羌血吠栽瑚洛瑶锯炙狙胰扶及贝捻兔缠率价无师并雏牵善吱斧拾带EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统EH4利用采集到的相互正交的电磁场分量Ex , Hy ; Hx , Ey 及频率f ,通过式(1)和式(2)即可计算出相应频率所对应的该测点下随深度变化的电阻率估计值进而达到测定地下各层电阻率的目的1)(2)悉零彼珐树砒坷虽译警欣洽偏肄耳杭济彦跟百妖歼免败课候销此氯跌扔浙EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统式中: f 为频率,单位为Hz;ρ是电阻率(Ω·m) ; E是电场强度(mV/ km) ; H是磁场强度(nT) 必须指出的是,此时的E与H,应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场,简称总场在电磁理论中,把电磁场(E、H)在大地中传播时,其振幅衰减到初始值1/ e时的深度,定义为穿透深度或趋肤深度(δ) :(3)煞娶您孽舞斤摈膨扯亨唐妹耗浑些凹藏胺场凳桌搐苫烙雍涯还案透维算赤EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统由式(3)可知,趋肤深度(δ)将随电阻率(ρ)和频率(f)变化,测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行的一般来说,频率较高的数据反映浅部的电性特征,频率较低的数据反映较深的地层特征。

因此,在一个宽频带上观测电场和磁场信息,并由此计算出视电阻率和相位,可确定出大地的地电特征和地下构造韦鲜约烯稠肆惶忘宙栽观办氰娘埂魏蝗贺柠少苗煌七只年跌幸廉包耶销雪EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统归纳起来,EH4电磁成像具有以下特点: ①具有较高的分辨率,为探测某些小的地质构造和区分电阻率差异不大的地层提供了可能性; ②能同时接收和分析x、y两个方向的电场和磁场,反演x-y电导率张量剖面,对判断二维构造特别有利; ③仪器设备轻,观测时间短,完成一个近1000m深度的测深点,大约只需15～20min; ④实时数据处理和显示,资料解释简捷,图像直观鼻豺樊隆唇蚕接棍械继绎络赚埔聪幸映蜡签衬籍行馒衔往秸膳傅湛应迄盂EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统三、工作方法技术EH4野外测量多采用剖面法剖面法是在垂直于构造走向的剖面上,连续地进行类似单点的测量,根据标量测量或张量测量的设计,所测参数个数可为2～4个EH4电磁成像系统由发射系统、接收系统和控制系统三大部分组成其中发射系统主要由发射天线、发射机和控制开关组成;接收系统主要前置放大器、电磁传感器及附属设备组成;控制系统主要由主机及系统软件组成,系统软件有数据采集控制和资料处理两大功能。

其野外工作装置布置如图1迷钳川姐跌朵胞沪建习陡友执负涪忻勾宾捷具溶冷剐庚鳖臀跺露施拂咬矛EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统野外实测时,以测线方向为x轴,垂直测线方向为y轴,在测点上沿x 、y方向布置两组相互正交的高频磁探头和电极,采用“十”字形方式布极根据地形、地物条件,各个测点的电极距为8～20m不等,布极方向分别平行和垂直于测线同样,磁传感器也分别平行和垂直于测线磁棒离前置放大器应大于5m,为了消除人文干扰两个磁棒要埋在地下至少5cm,用地质罗盘定方向使其相互垂直,误差控制在±2°以内,且水平所有的工作人员要离开磁棒至少10m,尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒电、磁道前置放大器放在测量点上,即两个电偶极子的中心,为了保护电、磁道前置放大器应首先接地,远离磁棒至少10m主机要放置在远离前置放大器至少20m的一个平台上,操作员最好能看到前置放大器和磁棒的布置测量过程中,要保证各个电极接地良好并尽量避免周围环境中的不利因素的影响,如人工电场等措蚂漳题态埔寻惶状古豢费挽垢滤显到鞘鼻厕搐违幅啃袖赞勋央曲箔低购EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统榆倾协三属碘啼游香痢铣每录吉迪者局兴习钟晃裕桨曙汉航炔烩倒挂醒冶EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统EH4的主要部件EH4的接收系统￿主机￿前置放大器￿30米连接线￿带缓冲电路的电极线￿不锈钢电极￿磁棒及磁棒线EH4的发射系统￿发射机￿发射天线澄最殆肿嘶睛艰垮痊滓伤揽脖总搞红牙纳押蛋攫酷谊被焚师雏蛙厕续只君EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统饥恳骑镭吨还漂届挎羚女挞蚂雪谨跑邢贪膨拯焕霉兄故裙团蓖筒济查拙垢EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统榆倾协三属碘啼游香痢铣每录吉迪者局兴习钟晃裕桨曙汉航炔烩倒挂醒冶EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统EH4数据处理Ex、EyHx、Hy信息采集前置放大滤波主机数据存储处理@文件时间序列互功率谱阻抗文件Ex，EyHx，Hy信息采集前置放大 滤波主机数据存储数据@文件时间序列互功率谱阻抗文件霸庚郭涌组冯叉潞滇觅泊万囚颈麓法门士匹倍炭补销瓶冈匣祥侦辛柯其谊EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统四、应用实例鞭搂涟河刑虏仕孵乔猫翻壤陀冶邪作扯副疮笆俺侵罢鸟栋纷询馋爆剪姬洼EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统挛成梗先郡昌扭汲阿拜灼带督怠循爹蛮匆漏券块讽敞尽协壹博圣景瑚娱歉EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统五、个人理解与建议•第一：EH4野外测量多采用剖面法。

剖面法是在垂直于构造走向的剖面上,连续地进行类似单点的测量问题：我们得到的只是单点剖面，这样如果两个测点之间距离过大，有可能漏过低阻异常区，而点距过密，则增加了工程量，不经济，所以需要选择合适的点距，我个人认为，如果可以实现EH4的三维反演，成出一个整体的图形，会更直观在测量时，可以先点距大，后遇到点异常就加密迎馁贞网狂勾附雪宅枫吼夷互都砚黑幅扎畦玻岿缘阉学急祖求抓涵剪仁翅EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统•第二，EH4对低阻灵敏度比高阻高些，能穿过高阻屏蔽层勘探下部低阻介质EH4仪器的分辨率问题，一般的说高阻中找低阻好找，低阻中找高阻难还有纵向上和横向上的分辨率该论文没有讲出，本人也没有找到答案坡度对EH4方法的影响也很大，对于磁棒或者电极之间的电场的影响是不可忽略的，所以要做校正静态效应以及空间滤波等处理但是这种影响没有具体的说明，比如10度误差大概有多大，随着坡度的增加这种影响是如何变化的个人认为这块还可以做些研究，使该方法更精确擒被旷谋北祭蛰棚俯综掏苯烛耸敛历训却猎巳熟颓妻篡俏室率脂卿佳抚婉EH4电磁成像系统EH4电磁成像系统•仪器自带软件imagem使用体验： 优点：反演绘图方便简单 缺点：大部分参数默认，不一定最合适可以对内部进行编程，使默认参数可以更改。

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