【摘要】：瞬變電磁法(TEM)是一種基于電磁感應原理而建立的時間域人工源電磁探測方法。目前,瞬變電磁勘探的正、反演理論研究多是基于各向同性介質(zhì)模型。然而,隨著研究的不斷深入,地下介質(zhì)的各向異性所引起的觀測數(shù)據(jù)的變化逐漸引起了研究人員們的關注。越來越多的理論研究和實測數(shù)據(jù)表明,地下介質(zhì)各種物理性質(zhì)的各向異性會導致相關地球物理場響應發(fā)生明顯變化。其中,電磁波阻抗響應函數(shù)對電性各向異性非常敏感。與之相應的是,地表觀測到的電磁探測數(shù)據(jù)也會受地下介質(zhì)的各向異性特征影響而產(chǎn)生較大的變化。因此,立足于提高地球電磁探測結果的可靠性和準確性,有必要對各向異性介質(zhì)中的電磁正演響應與反演方法開展深入研究。本文以地下介質(zhì)的電性各向異性理論為基礎,對各向異性介質(zhì)中的電性源瞬變電磁法一維正、反演方法進行了理論研究。在正演方面,首先以常規(guī)瞬變電磁正演理論為基礎,在電磁波阻抗遞推過程中引入了各向異性張量,從而推導得出了各向異性介質(zhì)中的電性源瞬變電磁地面波阻抗頻率域表達式。在此基礎上,利用Guptasarma算法得到各向異性介質(zhì)中瞬變電磁場的時間域表達式。在反演方面,以Occam反演理論為基礎,在反演的梯度計算、粗糙度矩陣組成等重要步驟中引入了電性各向異性正演理論,從而實現(xiàn)了基于各向異性介質(zhì)的電性源瞬變電磁數(shù)據(jù)反演算法。在前述正、反演方法研究的基礎上完成了相關程序實現(xiàn),并開展了大量的理論算例的研究。其中,正演實驗結果表明,模型介質(zhì)中的各向異性會對正演響應產(chǎn)生影響。各向異性介質(zhì)對瞬變電磁場的影響具體表現(xiàn)為,模型的各向異性程度越高,瞬變電磁場觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的畸變越嚴重,從而導致常規(guī)反演結果與真實模型參數(shù)之間產(chǎn)生較大的偏差。反演方面,以電性各向異性正演為基礎的Occam反演取得了良好的反演成像結果。對理論模型的驗算表明,基于各向異性理論的瞬變電磁正、反演運算可以確保反演結果的正確性和可靠性。在此基礎上,該運算方式還可以對地下介質(zhì)有更加細致的區(qū)分,加深對地下介質(zhì)的認識。
【圖文】：

第一章 緒 論1.1 研究的背景與意義瞬變電磁法[1,2]（簡稱 TEM）也稱時間域電磁法（簡稱 TDEM），是一種重要的電磁探測方法，是電磁學領域的前沿分支。該方法是一種基于電磁感應原理而建立的時域人工源電磁檢測方法。該方法使用不接地回線或接地線源將脈沖電磁場（一次場）發(fā)送至地下，激勵地下導電地質(zhì)體產(chǎn)生二次渦旋電流，并在空間中形成二次磁場（二次場）。如圖 1-1 所示，當不接地回線或接地線源電流關閉時，脈沖電磁場（一次場）關閉，二次瞬變電磁場不會立即消失，它將有一個隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減（過渡）的過程。該過程的速度與地質(zhì)體的電性參數(shù)，體積形態(tài)，結構構造和其他因素有關。因此二次場含有豐富的地下礦體的地電信息。通過觀測二次場的接收回線的電磁場情況，尋找并掌握接收線圈不同時間段二次場的變化規(guī)律，分析和處理觀測到的數(shù)據(jù)，可以達到解釋地下地質(zhì)體和相關物理參數(shù)，，探測地下地質(zhì)體特定結構的目的。

圖 2-1 典型長導線源發(fā)射和接收裝置2-108）、（2-109），一維地下模型表面的電場由下二式給積分( ) ( ) ( )0 0TM TE 100 0 1 14 xI xu zE J R dR y uλ λπ∞ = + ∫ Γ Γ( ) ( )0,TE 000 14LLz IJ R d dxuλλ λπ∞ +∫ ∫ Γ( ) ( ) ( )0 0TM TE 100 0 1 14 yI yu zE J R dR y uλ λπ∞ = + ∫ Γ Γ ( )1 22, 2x x y + , ( )1 2221R x L y = + + , ( )222R x L y = + 據(jù)式（2-111）、（2-112）、（2-113），一維地下模型的表RI y∞
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O441

【參考文獻】

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本文編號：2697158