南方科技大学知识苑(SUSTech KC): 半航空磁电阻率法山区不良地质体探测方法研究

题名	半航空磁电阻率法山区不良地质体探测方法研究
作者	陈忠昌; 杨迪琨
发表日期	2021
会议名称	中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议——全域地球物理探测与智能感知学术研讨会
页码	311-312
会议日期	2021
会议地点	武汉
会议录编者/会议主办者	中国地球物理学会
摘要	山区隧道施工经常遇到各类不良地质体,如岩溶空洞、注水洞和破碎带等,这些都会对隧道施工造成巨大的安全隐患,是隧道勘察的首要探测目标。目前此类勘察工作主要由地面物探方法完成,如直流电法、(可控源)音频大地电磁或瞬变电磁。但是地面方法在山区存在很大困难,在无法通达的区域有遗漏重大异常的风险。因此,本文提出半航空磁电阻率法对山体进行不良地质体快速探测。该方法基于磁电阻率法基本原理,与航空或半航空电磁法相比,由于观测稳恒电场产生的磁场,较少受到电磁干扰,且可以使用高精度的磁总场传感器,更利于探测微弱信号。在工作中,地面发射机向地下注入占空比为50％的双极性信号,使用无人机搭载磁通门或光泵磁力仪采集覆盖整个测区的磁场数据。通过在一个周期内翻转叠加在正、负极性状态采集的数据,去除地磁背景场与地磁异常场；再通过多次叠加多个周期的数据去除随机噪声,最后得到仅与人工直流源有关的总场或三分量磁异常数据。为了论证上述方案的可行性,以深圳市某山体实际地形为例设计了理论模型,并在山体中嵌入厚度为20米的低电阻率倾斜破碎带。供电电流接地点A、B分别位于山体两侧,磁力仪由无人机悬挂于地面以上5米。在计算中,使用等效电阻网络法对三维直流电阻率问题进行快速正演获得地下空间离散网格棱边上的电流密度,再利用有限长度电流的毕奥萨伐尔定律计算所有电流段在某观测点上的总磁场效应。研究发现,A、B极供电位置与破碎带走向的相对位置直接影响磁电阻率法异常。当A、B位于破碎带两端时,观测装置位于最佳耦合状态,在10A电流激发条件下可获得约8nT的总场异常。本研究证明,使用半航空磁电阻率法可以探测到山区的破碎带,且异常分布能有效地指示该破碎带所在的位置,是一种有很大潜力的半航空地球物理方法。
关键词	不良地质体破碎带半航空磁电阻率三维模拟
学校署名	第一
语种	中文
相关链接	[万方记录]
来源库	WanFang
万方记录号	confartical10181512
成果类型	会议论文
条目标识符	http://sustech.caswiz.com/handle/2SGJ60CL/253114
专题	理学院_地球与空间科学系
作者单位	南方科技大学地球与空间科学系,深圳,518055
推荐引用方式 GB/T 7714	陈忠昌,杨迪琨. 半航空磁电阻率法山区不良地质体探测方法研究[C]//中国地球物理学会,2021:311-312.