2011中鐵物探年會報告-韓永琦-V8與EH4系統(tǒng)AMT數(shù)據(jù)的對比研究.ppt

1、V8與EH4系統(tǒng)AMT數(shù)據(jù)對比研究,中鐵一院甘肅勘察院物探所 韓永琦 蔡少峰,前 言,目前國內(nèi)深埋隧道AMT勘察中， V8和EH4是最常用的兩種電磁勘探系統(tǒng)。 目前針對這兩種系統(tǒng)各有“說法”，但都沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的對比研究。許多客戶不明緣由，受干擾較大，不利于AMT技術(shù)的發(fā)展。 本報告試圖通過對同一地段兩種系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果的對比研究，找出不同系統(tǒng)的優(yōu)缺點，使AMT技術(shù)得到更好地發(fā)展。,主 要 內(nèi) 容,一、測區(qū)地質(zhì)情況及測點布置 二、原始數(shù)據(jù)（曲線）對比研究 三、 D+曲線編輯對比研究 四、二維反演結(jié)果對比研究 五、 IMAGEM處理與WINGLINK軟件處理結(jié)果對比研究 六、結(jié)論與建議,

2、一、測區(qū)地質(zhì)情況及測點簡介,測區(qū)位于湘西奧陶系灰?guī)r地區(qū)，周圍人文干擾輕微。 測點按手持GPS導(dǎo)點野外布置，點距在50米左右。 EH4與V8測點雖未重合，但整體可以反映測線范圍內(nèi) 的地電情況,如下圖所示：,二、原始數(shù)據(jù)（曲線）對比研究（兩個典型曲線）,EH4系統(tǒng)曲線圖,V8系統(tǒng)曲線圖,V8曲線： 16Hz段，視電阻率和相位呈現(xiàn)為“星散狀”，無規(guī)律可言，與整個曲線趨勢完全不相干，這段數(shù)據(jù)基本不可用（舍去）； 6004000Hz段，電阻率數(shù)據(jù)連續(xù)性較差，偏離趨勢明顯，而相位則表現(xiàn)為在090度間呈“”型上下劇烈震蕩，許多相位數(shù)據(jù)甚至超出090度的范圍，數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，許多情況下，這一段電阻率數(shù)據(jù)表現(xiàn)為“

3、凹”陷，遠(yuǎn)離趨勢，是后續(xù)曲線重點編輯的地段； 400010000Hz段，電阻率數(shù)據(jù)常常表現(xiàn)為偏離趨勢的單邊下降，相位也有相似的特征，推測磁棒響應(yīng)問題； 6600Hz段，趨勢連續(xù)，數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，是后期數(shù)據(jù)編輯處理的主要依據(jù)頻段。,EH4曲線： 15100KHz整個頻段，視電阻率曲線連續(xù)性較差，上下起伏較大，特別是100400Hz頻段，數(shù)據(jù)偏高，整體脫離趨勢； 相比較而言，相位曲線連續(xù)性稍好，但100400Hz頻段高低變化劇烈，也說明該段數(shù)據(jù)錯誤率較大，在后續(xù)曲線編輯時應(yīng)剔除這段數(shù)據(jù)的干擾； 50K100KHz段曲線與V8曲線在高頻段具有相同的特征，推測兩種系統(tǒng)的磁棒在高頻響應(yīng)上響應(yīng)不足或補(bǔ)償不當(dāng)

4、。,三、 D+曲線編輯對比研究,視電阻率和相位曲線編輯不能割裂，需保證物理有效性； Parker 和 Whaler提出了D+擬合處理，具體見參考文獻(xiàn)； D+處理目前只有一維擬合，但使用它進(jìn)行曲線編輯結(jié)果在二維反演中也可以取得較好的效果。 下圖是V8和EH4兩個典型數(shù)據(jù)xy支曲線的D+曲線編輯擬合結(jié)果： V8曲線舍去了16Hz頻段的不合格數(shù)據(jù)，6400Hz曲線（電阻率和相位）擬合誤差較??；而40010KHz段，相位曲線實測數(shù)據(jù)與擬合結(jié)果相比整體偏低且離散，電阻率則整體偏高且連續(xù)性較差。,整個EH4曲線在100400Hz和30K100KHz兩段偏離趨勢較遠(yuǎn)，但D+擬合曲線基本反映了數(shù)據(jù)趨勢，也保證

5、了電阻率和相位的物理有效性。,兩種系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)與D+擬合曲線間的均方偏差的統(tǒng)計結(jié)果,上表是對整個測區(qū)測點的原始數(shù)據(jù)與D+擬合曲線間的均方差的統(tǒng)計結(jié)果，電阻率采用對數(shù)均方偏差，相位使用算術(shù)均方偏差。從表1可以看出：電阻率V8的對數(shù)均方偏差明顯小于EH4，而相位的算術(shù)均方偏差V8則明顯大于EH4，這說明電阻率曲線V8的質(zhì)量較好，而相位曲線則EH4稍好；這與對原始數(shù)據(jù)的直觀認(rèn)識相一致。,四、二維反演結(jié)果對比研究,反演使用Winglink軟件下的帶地形的二維非線性共軛梯度（NLCG）反演，設(shè)置每個數(shù)據(jù)點中高電阻率曲線的一支為TM極化曲線，并進(jìn)行TM模式反演，用平均電阻率均勻模型作初始模型，采用D+編輯

6、后的圓滑曲線作為反演目標(biāo)，靜態(tài)偏移設(shè)置為10%，其他參數(shù)兩者一致。,V8二維反演結(jié)果,EH4二維反演結(jié)果,從上圖反演結(jié)果來看，兩段主要低阻異常的平面位置對應(yīng)良好（V8：S42S44EH4:E4E7，V8：S52S55EH4:E17E20），且第一段異常左傾，第二段異常陡傾，兩者彼此一致；從電阻率數(shù)值上看，整體上V8較高，而EH4則較低，但都在本區(qū)灰?guī)r電阻率的正 常變化范圍內(nèi)。,兩個系統(tǒng)的異常差別也較為明顯。第一段異常兩者都沿傾向一直向下延伸，EH4的低阻異常非常明顯，更容易解釋為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育且充泥充水，而V8的異常電阻率相對較高，容易解釋為灰?guī)r裂隙發(fā)育，是較好的溶蝕通道。第二段低阻異常，EH4

7、主要表現(xiàn)在淺部，在600米高程向下逐漸封閉，V8則表現(xiàn)為垂直延伸更深，向下沒有封閉，但兩異常的電阻率差異不明顯；兩者都可以解釋為600米高程以上，巖溶發(fā)育、充水，以下則 裂隙發(fā)育，溶蝕通道良好。,五、IMAGEM處理與WINGLINK軟件處理結(jié)果對比研究,1、蘭渝線某隧道EH4數(shù)據(jù)兩種處理結(jié)果對比,IMAGEM結(jié)果,WINGLINK結(jié)果,IMAGEM結(jié)果,WINGLINK結(jié)果,2、黔張常線某隧道EH4數(shù)據(jù)兩種處理結(jié)果對比,IMAGEM結(jié)果 0.1,WINGLINK結(jié)果,六、結(jié)論及建議,V8在6Hz以下、6006000Hz兩個頻段的數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況，斟酌使用 。 求取電阻率、相位時算法上的差異，造成了EH4曲線的連續(xù)性差于V8； D+擬合可以提高數(shù)據(jù)的信噪比； 兩系統(tǒng)二維反演結(jié)果基本對應(yīng)，200米以內(nèi)EH4分辨率較高