井-地垂直線源直流電法三維正演研究.pdf

1、井-地直流電法是傳統(tǒng)地面電阻率法的一種變形,它使電源能夠更深入地下并靠近目標(biāo)體,該方法常用于發(fā)現(xiàn)井旁的盲礦,追索礦體走向,圈定礦體范圍等。井‐地線源直流電法是對傳統(tǒng)井‐地直流電法的一種改進(jìn),利用線源激發(fā)電場,能夠提供比點(diǎn)源更強(qiáng)的能量,增強(qiáng)地面信號強(qiáng)度,減緩井旁電位變化梯度,加大了信噪比。
　　本文研究了井‐地垂直線源直流電法的三維地電場基本理論,從點(diǎn)源在均勻半空間任意一點(diǎn)的電位出發(fā),根據(jù)電位疊加原理,推導(dǎo)了垂直線源在均勻各向同性與

2、均勻各向異性介質(zhì)中任意一點(diǎn)的正常電位公式。由于線源的特殊性,線源所在的直線上及其附近的點(diǎn)在計(jì)算時都存在奇異性,為了解決了這一問題,利用總電位能夠分解為正常電位與異常電位的特性,得到了沒有電源項(xiàng)的異常電位法公式。根據(jù)加權(quán)余量法細(xì)致推導(dǎo)了垂直線源在均勻各向同性與均勻各向異性介質(zhì)中異常電位的變分問題的能量泛函表達(dá)式。利用四面體網(wǎng)格剖分,將地下半空間剖分為電性均勻的單元,采用三維有限單元法來正演模擬計(jì)算地下半空間存在異常體的情況。并針對有限單元

3、法形成的超大型對稱稀疏矩陣的特征,采用改進(jìn)的行壓縮存儲方法進(jìn)行線性方程組的存儲,并利用能降低迭代矩陣的條件數(shù)并改善方程組的病態(tài)性的預(yù)條件共軛梯度法進(jìn)行方程組的求解,保證了計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定可靠和計(jì)算過程的高效。
　　通過正演模擬,計(jì)算了立方異常體、水平板狀異常體和垂直板狀異常體在不同線源激發(fā)的人工場中的電位分布,并分析了這些不同形狀的異常體在地表引起的視電阻率異常;進(jìn)而分析了不同異常體的組合及不同深度的異常體對地表視電阻率異常的影響,