隧道聚焦双频激电法异常体超前扫描探测定位数值模拟

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作者 梁晨 王晓敏 +3 位作者 韦凯耀 马强 智传锁 刘志民 《中国测试》 北大核心 2025年第4期144-150,共7页

为探究双频激电超前扫描探测对异常体的定位方法,依据偏转效应探测机理,利用有限单元法对共面多点电源空间场的正常电位和异常电位进行求解,并基于Comsol软件进行正演模拟。通过分析主探测空间电流场偏转特性变化规律,利用偏转效应电流... 为探究双频激电超前扫描探测对异常体的定位方法,依据偏转效应探测机理,利用有限单元法对共面多点电源空间场的正常电位和异常电位进行求解,并基于Comsol软件进行正演模拟。通过分析主探测空间电流场偏转特性变化规律,利用偏转效应电流比系数求得异常体形心位置。沿掘进断面前方偏离坑道中轴线方向构建异常地质体探测模型,通过定点扫描探测数值模拟,分析偏转效应电流比系数对激电效应参量的影响及其变化规律。偏转效应探测数值模拟结果表明:通过定点扫描探测,依据视幅频率和视电阻率曲线变化规律以推断目标异常体偏离坑道中轴线的方向,依据视幅频率与视电阻率极值点处偏转效应电流比系数可以确定目标异常体几何形心的具体位置。此研究对完善坑道电法超前扫描探测机理,推动物探理论发展具有重要意义。 展开更多

关键词 聚焦双频激电法 空间电流场 扫描探测 偏转效应 正演模拟

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双频激电法及其在示范区的应用 被引量：36

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作者 柳建新 何继善 +3 位作者 张宗岭 黄俭合 贾培乾 李彦国 《中国地质》 CAS CSCD 2001年第3期32-39,31,共9页

本文比较了常见的激发极化法的优缺点,着重介绍了双频激电法的特点及在双频激电示范区的应用成果。作者认为双频激电法及其仪器设备在我国西部高山区寻找金属硫化物矿床具有轻便、快速、成本低、效率高、效果好等一系列优点,可在我国资... 本文比较了常见的激发极化法的优缺点,着重介绍了双频激电法的特点及在双频激电示范区的应用成果。作者认为双频激电法及其仪器设备在我国西部高山区寻找金属硫化物矿床具有轻便、快速、成本低、效率高、效果好等一系列优点,可在我国资源大调查中发挥重要的作用。 展开更多

关键词 双频激电法 激发极化法 矿产资源 勘探 变频法 信噪比

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超前探测巷道灾害性含导水构造的双频激电法 被引量：8

3

作者 张金涛 周游 +3 位作者 刘志民 刘希高 吕一鸣 吴淼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1894-1899,共6页

针对频率域煤巷超前探测灾害性含导水构造解析数学模型研究不足这一现状,基于空间电位拉氏方程和介质电阻率cole-cole模型,建立了煤巷超前探测灾害性含导水构造双频激电法的解析数学模型。通过模型分析,结果表明:双频激电法具有自动消... 针对频率域煤巷超前探测灾害性含导水构造解析数学模型研究不足这一现状,基于空间电位拉氏方程和介质电阻率cole-cole模型,建立了煤巷超前探测灾害性含导水构造双频激电法的解析数学模型。通过模型分析,结果表明:双频激电法具有自动消除探测过程中对高低频电位相同干扰因素的影响,以及巷道空腔对探测结果的影响等优点;提出了利用所建解析数学模型,通过观测的视幅频率(PFE)数据快速确定灾害性含导水地质构造的厚度及其距掘进面的距离的方法。最后通过具体实施算例对所提方法进行了详细论证。 展开更多

关键词 超前探测 含导水构造 双频激电法 解析模型

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采煤工作面底板水双频激电法数值仿真与探测试验 被引量：8

4

作者 胡雄武 徐标 +3 位作者 张平松 吴荣新 付茂如 程林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3024-3036,共13页

深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度... 深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度,提出了采煤工作面双频激电(Induced Polarization,IP)全方位探测方法。结合淮南矿区深部A组煤层顶底板地质与地电条件,构建了不同方位的圆柱体富水异常地电模型;以Cole-Cole模型为激电效应基础,采用有限元方法实施了双频激电数值模拟,理论分析了不同异常模型的激电视参数响应特征,其结果表明:①单巷激电视参数表现为低阻高频散异常,曲线“交点”可准确定位异常模型的走向位置,但难以确定异常模型的准确方位。②双巷透视各发射点对应的激电视参数曲线在异常模型附近聚焦,同样表现为低阻高频散异常特征,发射点与异常模型的位置关系决定了视参数曲线形态及性质,接收点与异常模型的位置关系决定了异常幅度大小。激电视参数对面内及巷道底板异常模型的响应幅度大,对面外模型异常响应幅度偏小。为进一步评价激电视参数成像精度,对比分析了双巷透视和全方位数据的三维反演结果,表明单巷测深和双巷透视数据可相互约束,利用全方位方法所得的激电反演结果能精准定位各异常模型,体现了该方法的优越性。工程实践进一步表明,该方法能有效降低电性异常的多解性,大幅提高异常空间定位精度,改善煤层底板岩层富水区的判定效果,为煤矿水害精准防治提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 采煤工作面 底板水 双频激电法 数值仿真

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坑道聚焦双频激电法探测技术 被引量：6

5

作者 刘志民 韩雷 +2 位作者 张伟杰 刘希高 吴淼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3086-3094,共9页

为增加坑道断面前方勘探深度,减小电场全空间效应及干扰因素,发展成为聚焦双频激电法超前探测新技术。根据聚焦双频激电效应探测机理,建立电场线微分方程,分析聚焦双频激电法探测电场空间电流密度分布规律。利用有限单元法求解空间多点... 为增加坑道断面前方勘探深度,减小电场全空间效应及干扰因素,发展成为聚焦双频激电法超前探测新技术。根据聚焦双频激电效应探测机理,建立电场线微分方程,分析聚焦双频激电法探测电场空间电流密度分布规律。利用有限单元法求解空间多点电源场异常电位的边值与变分问题,分析空间各节点电位聚焦效应分布特性,数值模拟断面中心两侧测量电极节点处的视电阻率和视幅频率随发射电流变化规律。搭建土槽物理模型试验平台,开展不同规模、不同方位含水异常体聚焦激电效应探测。测试结果表明:随电流的增加,视电阻率逐渐减小,视幅频率逐渐增加,且当激电效应参量达到极值点后,视电阻率增加和视幅频率减小的幅度趋于平缓;与仅有一个含水异常体相比,存在两个含水异常体时具有较为明显的异常激电效应特征;根据不同方位测量电极节点处的激电效应参量差异程度确定异常体存在的具体方向。 展开更多

关键词 聚焦双频激电法 激电效应 电场线 有限元数值模拟 物理模型试验

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矿用聚焦双频激电法电场扫描探测方法 被引量：5

6

作者 刘希高 凌春晖 +4 位作者 刘志民 张金涛 吕一鸣 周游 吴淼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2388-2395,共8页

为实现煤矿巷道超前探测,提出了一种基于双频激电法和电场扫描探测理论的矿用聚焦双频激电法超前探测技术。基于共线点电流源的电力线方程理论,推导煤矿巷道探测电场边界电力线方程算法;提出电场扫描探测策略,分析了电场扫描探测的实际... 为实现煤矿巷道超前探测,提出了一种基于双频激电法和电场扫描探测理论的矿用聚焦双频激电法超前探测技术。基于共线点电流源的电力线方程理论,推导煤矿巷道探测电场边界电力线方程算法;提出电场扫描探测策略,分析了电场扫描探测的实际分辨率;基于电介质边界条件,根据巷道地质结构模型推导电力线偏移向量求解公式,分析了地质异常体对电力线的影响。理论计算表明:通过连续改变探测仪各通道电流强度,探测电场扫描分辨率理论上可任意设定,实际探测由实际地质工况条件选定;地质异常体的存在会影响电力线分布,板状体的厚度越大或者围岩与板状体之间的电阻率比值越大或者板状体倾角越大,则电力线偏移向量横坐标与纵坐标的绝对值越大;通过电场聚焦和偏转扫描探测,可确定异常体的直径和方位。 展开更多

关键词 煤矿巷道 超前探测 聚焦双频激电法 电场扫描 探测分辨率

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煤巷多点电流源双频激电法超前扫描探测技术 被引量：3

7

作者 刘志民 韩雷 +1 位作者 张伟杰 吴淼 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期149-156,162,共9页

在掘进工作面上设计多点电流源双频激电法探测电极布置方式,根据稳定电流场性质,建立多点电流源电场线微分方程,基于变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法,对微分方程组进行求解。定义探测电场空间立体角和电场线边界角概念,分析探... 在掘进工作面上设计多点电流源双频激电法探测电极布置方式,根据稳定电流场性质,建立多点电流源电场线微分方程,基于变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法,对微分方程组进行求解。定义探测电场空间立体角和电场线边界角概念,分析探测电场平均电流密度随主屏流比系数及距掘进断面距离变化规律,确定聚焦效应探测时主屏流比系的取值范围。同时改变约束屏流比系数和主屏流比系数,分析探测电场偏转角的变化规律及对其影响的主要因素,确定偏转效应探测时约束屏流比系数的取值范围。工业性试验表明:利用该方法进行超前扫描探测,根据视幅频率和视电阻率异常激电效应参量变化规律,能够有效识别工作面前方围岩地质构造特征及低阻含水异常体的方向,但含水异常体距工作面的准确距离和含水量的大小尚需进一步研究。 展开更多

关键词 多点电流源双频激电法 超前扫描探测技术 聚焦与偏转效应 电场线

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矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统设计 被引量：1

8

作者 刘希高 刘志民 +3 位作者 张金涛 吕一鸣 周游 吴淼 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第11期1235-1240,共6页

为解决聚焦双频激电法超前探测仪器应用于煤矿井下进行探测的问题,设计了矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统.该系统可产生双频PWM驱动控制信号,控制激励信号发送系统产生5路双频调制激励方波电流信号;通过井下测量电极及矿用传... 为解决聚焦双频激电法超前探测仪器应用于煤矿井下进行探测的问题,设计了矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统.该系统可产生双频PWM驱动控制信号,控制激励信号发送系统产生5路双频调制激励方波电流信号;通过井下测量电极及矿用传输电缆采集微弱激电电压信号,由锁相放大器进行信号处理后获得高低频电压幅值及相位等激电信息;矿用本安型人机界面实现探测数据及图像显示以及对整个系统的控制.研究结果表明:该接收系统产生驱动控制信号的频率为8 Hz及8/13 Hz、4 Hz及4/13 Hz、2 Hz及2/13 Hz、1 Hz及1/13 Hz四组中的任意一组,频率误差绝对值小于0.14%,激电电压幅值测量范围为±5 V,相对测量误差绝对值小于1.4%,满足实际超前探测要求. 展开更多

关键词 煤矿井下 本安型设备 聚焦双频激电法 激电信号 接收系统

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双频激电法在贵州戈塘金矿的应用研究 被引量：1

9

作者 陈洲 左宇军 +2 位作者 王宪 宋希贤 韩毅 《中国矿业》 北大核心 2015年第5期86-90,共5页

贵州黔西南属于山区,地形地质条件复杂。准确探测黔西南微细浸染型金矿的矿体形态和赋存状态,是高效开采该类金矿的一个难题。利用双频激电法在贵州黔西南安龙县戈塘金矿进行频率域激电中梯扫面和频率域激电测深工作,对黔西南微细浸染... 贵州黔西南属于山区,地形地质条件复杂。准确探测黔西南微细浸染型金矿的矿体形态和赋存状态,是高效开采该类金矿的一个难题。利用双频激电法在贵州黔西南安龙县戈塘金矿进行频率域激电中梯扫面和频率域激电测深工作,对黔西南微细浸染型金矿的矿体形态进行探索性物探试验。结果表明:激电中梯工作所圈定的激电异常区域基本能够反映矿体的范围;激电测深工作基本能够反映矿体的倾向、延深及埋深等产状特征;双频激电法可以适应贵州的山区地形以及微细浸染型金矿的复杂地质条件,在该类型金矿的形态探测、解决因矿体边界不清而导致的开采效率低下、矿石贫化严重等问题方面有一定价值。 展开更多

关键词 微细浸染型 金矿 双频激电法 激电中梯 激电测深

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双频激电法在云南新发地区的应用 被引量：1

10

作者 艾斯卡尔 李华 杨剑 《沉积与特提斯地质》 CAS CSCD 2010年第4期109-112,共4页

经过在测区进行双频中梯测量,圈定了4个激电异常,综合测区岩石的电性、物性特征,对异常进行了推断和解释。根据所测量的视幅频率和视电阻率结果分析,双频激电法完适应于云南地形起伏较大的地区,并能取得良好的地质效果。

关键词 新发地区 双频激电法 铜金属矿 矿产普查

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双频激电法在蒙古国某铜钼矿区勘查中的应用 被引量：3

11

作者 于宝显 张永三 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期272-276,共5页

利用双频激电法对蒙古国某铜钼矿区进行地球物理勘查评价,圈定出多个高视幅频率异常区,经工程验证异常均由铜钼多金属矿体引起,矿体赋存于蚀变破碎带、花岗闪长岩及闪长岩等,矿床成因类型为斑岩型,矿床规模为中型。研究结果表明,利用双... 利用双频激电法对蒙古国某铜钼矿区进行地球物理勘查评价,圈定出多个高视幅频率异常区,经工程验证异常均由铜钼多金属矿体引起,矿体赋存于蚀变破碎带、花岗闪长岩及闪长岩等,矿床成因类型为斑岩型,矿床规模为中型。研究结果表明,利用双频激电法可快速圈定铜钼多金属矿化异常体,并为后期探矿工程部署提供依据,是寻找同类型矿床的有效方法之一。 展开更多

关键词 蒙古国 双频激电法 铜钼矿 斑岩型铜钼矿床

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双频激电法在阿勒泰山区快速找矿评价中的应用 被引量：21

12

作者 陈蜀雁 刘永明 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期588-592,共5页

以哈腊苏铜矿和萨乌斯坎德多金属矿为例,研究在阿勒泰山区运用双频激电法进行快速找矿评价的效果。研究结果表明:在交通不便、自然条件差的山区,双频激电法与时间域激电法相比具有轻便、快速等优点,找矿效果好,能够满足快速找矿评价的... 以哈腊苏铜矿和萨乌斯坎德多金属矿为例,研究在阿勒泰山区运用双频激电法进行快速找矿评价的效果。研究结果表明:在交通不便、自然条件差的山区,双频激电法与时间域激电法相比具有轻便、快速等优点,找矿效果好,能够满足快速找矿评价的需要。 展开更多

关键词 双频激电法 找矿 阿勒泰

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双频激电法的找矿效果 被引量：6

13

作者 徐笑民 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 1993年第4期84-87,共4页

介绍了内蒙古查干布拉根地区应用双频激电法与化探配合找到一个大型银矿床的实例,从而说明在电性差异不大,异常强度不高的情况下,双频道数字激电仪仍能捕捉到找矿信息,充分地显示了该仪器的找矿效果。

关键词 双频激电法 银矿床 勘探

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基于阻容网络的聚焦双频激电法精准探测正演模拟

14

作者 李冰 张密科 +3 位作者 刘志民 马杰 潘越 吴淼 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期111-115,共5页

为认识聚焦双频激电法煤巷综掘探测含水地质构造异常激电特征,减少传统阻容网络物理模型实验模拟系统误差,提高正演模拟测试精度,依据煤巷含水地质构造实际工况条件和聚焦效应探测机理,搭建地电测试探测模型及与其等效的阻容网络模型,利... 为认识聚焦双频激电法煤巷综掘探测含水地质构造异常激电特征,减少传统阻容网络物理模型实验模拟系统误差,提高正演模拟测试精度,依据煤巷含水地质构造实际工况条件和聚焦效应探测机理,搭建地电测试探测模型及与其等效的阻容网络模型,利用Matlab软件Simulink组件中SimPowerSystems模块精准构建探测系统仿真电路模型。通过改变阻容网络模型参量,模拟含水地质构造探测视电阻率和视幅频率变化规律。仿真实验结果表明:随测点距掘进断面距离的增加,视幅频率逐渐增加,而视电阻率逐渐减小,在测点距掘进断面48m处,视幅频率达到19.7%,视电阻率达到571.5Ω·m,即测点越靠近含水异常体,其激电效应异常越为明显。 展开更多

关键词 阻容网络 聚焦双频激电法 精准探测 激电效应参量 正演模拟

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双频激电法在西藏某铜多金属矿带的应用

15

作者 柳建新 刘春明 +1 位作者 佟铁钢 刘海飞 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期59-61,共3页

主要介绍了双频激电法在西藏某铜多金属矿带的应用情况,并就本区开展双频激电工作提出了几点建议。从所测量的结果分析,双频激电仪完全能适应西藏这种气候寒冷、海拔高、地形起伏很大的地区,并能取得很好的地质效果。

关键词 双频激电法 视幅频率 视电阻率 地理信息系统

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双频激电偶极在甘肃李子地区快速找矿中的应用 被引量：16

16

作者 杨立功 刘继顺 +3 位作者 尹利君 刘卫明 刘文恒 郭军 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期330-336,共7页

论述了在植被发育和地形恶劣的李子地区利用双频激电轴向偶极装置快速寻找金矿的应用成果,总结了岩矿石电性参数特征和工作方案及工作装置。认为双频激电法仪及其工作时使用的轴向偶极装置在北秦岭金银多金属成矿带天水段高山林区寻找... 论述了在植被发育和地形恶劣的李子地区利用双频激电轴向偶极装置快速寻找金矿的应用成果,总结了岩矿石电性参数特征和工作方案及工作装置。认为双频激电法仪及其工作时使用的轴向偶极装置在北秦岭金银多金属成矿带天水段高山林区寻找金属硫化物金矿床具有轻便、快速、成本低、效率高、效果好的优点。结合扫面异常规模,多极距剖面测量数据的有限元最优化法幅频率数字反演,可有效的获得激电异常的半定量解释。异常查证结果表明,激电异常体与金矿体之间有很好的对应关系,文中轻便激电的工作方案在地面工作条件困难的地区值得推广。 展开更多

关键词 李子地区 双频激电法 偶极-偶极装置 金矿床

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桂北古丹矿区双频激电异常的地质解释 被引量：3

17

作者 王步清 彭恩生 +1 位作者 汪劲草 唐诗佳 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期205-209,共5页

在古丹 Pb、 Zn矿区附近，发现了三个比较大的双频激电异常区，为了验证三异常区的成矿前景，本文从地层、构造上对激电异常进行了分析、解释。

关键词 古丹矿区 地质构造 双频激电法 地质解释 成矿前景 铅锌矿床 激电异常

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基于阻容模型的聚焦双频激电仪性能检测试验研究 被引量：2

18

作者 刘志民 刘希高 +3 位作者 张金涛 周游 吕一鸣 吴淼 《煤炭工程》 北大核心 2015年第4期99-101,共3页

为验证聚焦双频激电仪试验样机的准确性和可靠性,将其发展成为工程样机并开展煤矿井下工业性试验,创成聚焦双频激电法煤巷综掘探测技术。论文根据煤巷围岩介质激发极化特性,设计了可靠的阻容模型RC测试网络。通过分析聚焦双频激电仪激... 为验证聚焦双频激电仪试验样机的准确性和可靠性,将其发展成为工程样机并开展煤矿井下工业性试验,创成聚焦双频激电法煤巷综掘探测技术。论文根据煤巷围岩介质激发极化特性,设计了可靠的阻容模型RC测试网络。通过分析聚焦双频激电仪激电参量数据采集处理与模型理论计算方法,对比模型视幅频率和相对相位差试验测试和理论计算结果,准确、快速地完成聚焦双频激电仪时频域性能检测。结果表明:试验样机测量相位比测量幅值具有更高的精度,在幅值测量方面有待于进一步的改进和完善。 展开更多

关键词 聚焦双频激电法 阻容模型 性能检测 试验研究

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铬污染场迁移特性及双频激电监测技术研究 被引量：2

19

作者 韦凯耀 刘志民 +2 位作者 梁晨 张杰 马强 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期145-156,共12页

重金属铬污染场迁移过程受多种不确定因素影响,其迁移特性和监测过程很难通过实验进行研究。依据地下水流动基本规律和污染物迁移机理,采用COMSOL软件仿真分析静储量铬污染源的迁移特性及其变化规律,通过开展静态土槽物理模型实验,验证... 重金属铬污染场迁移过程受多种不确定因素影响,其迁移特性和监测过程很难通过实验进行研究。依据地下水流动基本规律和污染物迁移机理,采用COMSOL软件仿真分析静储量铬污染源的迁移特性及其变化规律,通过开展静态土槽物理模型实验,验证数值正演模拟的可靠性和准确性;以迁移模型为监测基础模型,采用中梯剖面和对称四极测深装置,对铬污染场迁移过程进行双频激电法监测数值正演模拟,分析平整、起伏地形和测点方位布置对监测效果的影响。结果表明:在铬污染物迁移过程中,高渗透系数的透水层对重污染区域表现出强烈的吸附效应,同时会在短时间内加剧污染区域的横向扩散;在视幅频率峰值和视电阻率谷值的异常对应关系上剖面探测要优于测深探测;对称四极测深时,在污染场的投影边缘中央设置测点可更有效地提高测量精度;在进行剖面和测深探测时,山谷会造成激电曲线出现“多峰”现象;在凸起山峰两侧山陲设置供电电极,通过视幅频率和视电阻率曲线可综合确定重度污染区域的具体位置。研究成果丰富了双频激电法对重金属土壤污染场监测的理论,为铬污染场实时监测提供理论依据和技术指导,对推动生态环境保护具有积极意义。 展开更多

关键词 重金属污染 铬污染 污染迁移特性 污染监测 双频激电法

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直接消除电磁耦合的斩波去耦方法 被引量：22

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作者 何继善 熊彬 +1 位作者 鲍力知 傅国红 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1843-1850,共8页

应用激发极化法时经常遇到电磁耦合的干扰.基于耦合效应和激电效应在双频波测量波形上具有不同的表现形式,提出一种在野外采集激电数据时,直接剔除电磁耦合而又基本上不损失激电信息的“斩波”去耦方法.本文从“斩波去耦”的方法原理、... 应用激发极化法时经常遇到电磁耦合的干扰.基于耦合效应和激电效应在双频波测量波形上具有不同的表现形式,提出一种在野外采集激电数据时,直接剔除电磁耦合而又基本上不损失激电信息的“斩波”去耦方法.本文从“斩波去耦”的方法原理、斩波对正常双频波产生的畸变、以及存在EM和IP效应时的双频波斩波等方面进行了详细的推导和分析.数值计算结果表明,该方法去耦效果明显,可以在现场条件下直接去耦,值得在激发极化法中推广应用. 展开更多

关键词 双频激电法 电磁耦合效应 激电效应 斩波去耦

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