电法正演理论

自然电场三维有限元正演模拟周竹生; 朱海伦; 谢静; 刘思琴; 杨阳【期刊名称】《《成都理工大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(046)006【总页数】8页(P754-761)【关键词】剖分技术; 自然电场; 正演模拟; 三维有限元; 复杂地形【作者】周竹生; 朱海伦; 谢静; 刘思琴; 杨阳【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083; 山西省煤炭地质物探测绘院山西晋中030600【正文语种】中文【中图分类】P631.321起伏地形对地表电位分布的影响较大，研究起伏地形引起的电位假异常是电法勘探理论发展的需要[1-4]。

目前直流电法二维正反演技术已相当成熟，也开展了大量的三维正反演研究工作并取得了显著成果；但复杂地形条件下的三维正反演研究仍有探索空间。

正演是反演的基础，开展快速、高精度的正演模拟工作，有助于反演技术的发展。

常规的正演模拟方法，如有限单元法、有限体积法、有限差分法等，通过简化实际地电模型实现正演模拟过程，以更好地认识地下异常体的地表异常响应。

其中有限单元方法模拟精度高、求解简易且规范、自动满足内部边界条件，适于各种复杂的物性分布情况，是一种实用高效并应用广泛的正演模拟方法 [5-9]。

单元网格剖分是正演模拟的核心工作，研究网格剖分方法对建立有限元模型至关重要。

目前常规的结构化网格剖分技术仍以六面体为基础单元。

规则六面体剖分只适用于水平地形条件下的三维正演模拟，一定程度上限制了三维有限元的发展和应用。

熊彬等首先提出先将研究区域进行一级六面体剖分，再将六面体二级剖分为6个四面体，对四面体添加地形数据，以完成三维复杂地形条件下的有限元正演模拟[10]；在此基础上，吕玉增等提出一种四面体网格交叉剖分技术，并将六面体的二级剖分减少为5个四面体[11]。

但以上两种剖分技术必须满足四面体单元交叉分布，才能保证模拟误差呈对称性分布。

强建科提出任意三棱柱单元剖分方式，该三棱柱包含地形特征，能有效贴合起伏地形，成功实现复杂地形条件下的三维有限元正演模拟[12]；但该剖分技术必须满足模型的顶底界面平行，不利于模型的建立，且对模拟精度有一定影响。

多层水平地层地电断面电测深曲线的正演的读书报告姓名：***班级：061084-27学号：***********指导老师：***日期：二〇一一年五月前言 (2)目的 (2)任务要求 (2)工作过程 (2)成果 (2)原理 (3)§1-多层水平地层上的对称四极电测深视电阻率表示式 (3)1.多层水平地层地面点电流源的电场 (3)2.多层水平地层上电测深的ρs表示式和电阻率转换函数 (5)3.电阻率转换函数的递推公式 (6)§2-水平地层上视电阻率的滤波算法 (6)§3-多层水平地层的电测深曲线类型 (9)A 二层情况 (9)B三层情况 (9)C四层及多层情况 (9)编程 (10)感想 (18)关于多层水平地层地电断面电测深曲线的正演的读书报告前言目的：熟悉并掌握多层水平地层地电断面直流电测深曲线的正演任务要求：编制适用于n层地电断面的正演电测深程序（编程环境不限制，可用C 语言，C++，VC，VB，matlab，推荐用matlab）。

每个同学计算两个标准地电模型的正演计算第一个模型：二层G型地电模型第一层地层电阻率10欧姆米，第一层厚度10米；第二层地层电阻率100欧姆米第二个模型：三层H型地电模型第一层地层电阻率：班号（4）×100欧姆米，第一层厚度15米；第二层地层电阻率：序号（27）×1 欧姆米，第二层厚度20米；第三层地层电阻率：1000欧姆米AB/2为13个：2, 3, 4.5, 6, 9, 12, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120 （米）。

工作过程：先进行原理分析，再用matlab进行编程，最后小结。

成果：用matlab实现了n层地电断面的直流电测深正演。

原理§-1多层水平地层上的对称四极电测深视电阻率表示式1.多层水平地层地面点电流源的电场如图所示，水平地面下有n 层水平地层，各层电阻率分别为ρ1、ρ2 … ρn ； 各层厚度分别为h 1、h 2…h n-1； 各层底面到地表的距离分别为H 1、H 2…H n-1，H n →∞。

高密度电法在矿区土层调查中的应用作者：龙思帆陈志东来源：《西部资源》2023年第05期［关键词］高密度电法；土层范围；钻孔；三维呈现目前，淮北市内共发现矿产56种，查明储量的矿产有16种，其中水泥用灰岩矿储量位于全省第6位。

矿山数量增速迅猛，但是由于管理不到位，导致其无序开采，从而产生了很多地质环境问题和潜在隐患[1]。

为了已停水泥用灰岩矿露天采矿区的治理，提前调查该治理区地质环境情况，查明土层范围、深度等成为进行各项环境治理修复的先决条件。

目前，第四系地层的勘查以钻探等为主，该勘查模式成本大、效率低下、成果相对粗糙。

物探技术具有快速、高效、剖面连续的特点，物探勘查技术为主，辅助以钻探验证并提供修正参数从而获取地层参数的勘查模式取得了较好的应用效果[2、3]。

通过国内外土层厚度调查案例分析，大部分地球物理方法存在探测精度不够、分层效果不明显等问题，其中高密度电阻率法与地质雷达法探测效果较好[4、5]。

本次选择高密度电阻率法进行密网详查（地质雷达施工不便），辅以钻孔控制，取芯验证的方式开展作业。

高密度电法反演划分出不同电性层，土层和基岩层的电性差异明显与钻孔揭露情况吻合较好，确定了该方法圈定土层的可行性。

最后通过纵横交织的高密度电法测线，以3D的直观显示方式大致圈定了土层的范围及深度，为该查区下一步工程设计施工提供科学依据，也可为其他类似的矿山环境治理提供参考。

1. 勘查区概况1.1 地质概况区内位于相山背斜东翼，西与寒武系中、上统组成的丘陵山地相连，东与闸河平原相接。

根据地质及钻孔等资料揭示，勘查区出露地层有寒武系张夏组；寒武系上统崮山组、第四系全新统（图1）。

现由老至新简述如下：1、寒武系中统徐庄组（ϵ2x）：上中部灰岩，中厚层状；底部为细砂及粉砂岩。

主要分布于勘查区西部。

2、寒武系中统张夏组（ϵ2Z）：灰岩，出露于山上厚度180.05m。

主要分布于勘查区中北部。

3、寒武系上统崮山组（ϵ3g）：灰岩，出露于山东坡上，与下伏张夏组界限清楚，厚度约为48m。

水利水电工程地质勘察中高密度电法的应用研究杨超发布时间：2023-06-29T01:03:45.024Z 来源：《工程建设标准化》2023年8期作者：杨超[导读] 在水利水电施工过程中，为了保证地质勘察的准确性，要采用科学的施工方法。

以某大坝为例，采用高密度电法对大坝渗透通道异常进行正反演分析。

结果表明，在正演结果分析中，坝体的视电阻率与模型相比存在较好的分层现象，由于渗透通道的异常存在，坝体浸润区的视电阻率存在封闭的低阻，且向两边存在一定的延伸；在反演结果分析中，反演的低阻封闭体的范围明显缩小。

在浸润区的基岩范围内，受到上部渗透通道异常体低阻的多次“映射”影响，导致下部的视电阻率值出现畸变；在坝体背水面共布置3条测线探明了大坝渗透通道的走向、埋深和空间分布，可为坝体的防渗治理提供依据。

河南岭煊建设工程有限公司河南南阳 473000摘要：在水利水电施工过程中，为了保证地质勘察的准确性，要采用科学的施工方法。

以某大坝为例，采用高密度电法对大坝渗透通道异常进行正反演分析。

结果表明，在正演结果分析中，坝体的视电阻率与模型相比存在较好的分层现象，由于渗透通道的异常存在，坝体浸润区的视电阻率存在封闭的低阻，且向两边存在一定的延伸；在反演结果分析中，反演的低阻封闭体的范围明显缩小。

在浸润区的基岩范围内，受到上部渗透通道异常体低阻的多次“映射”影响，导致下部的视电阻率值出现畸变；在坝体背水面共布置3条测线探明了大坝渗透通道的走向、埋深和空间分布，可为坝体的防渗治理提供依据。

关键词：高密度电法；岩土勘察；无损探测；电阻率；地球物理引言高密度电法实际上是一种阵列式电阻率测量方法，它是结合地震勘探技术与计算机数字技术的典型应用，该方法既能揭示地下某一深度水平向的岩性变化，又能提供沿纵向的地质变化情况。

我国自上世纪80年代末开始应用以来，取得了丰富的地质勘察效果。

在水利水电系统，我公司率先于1989年应用于黄河大柳树坝址F3断层的探测并取得较好的效果。