受限观测场地三维电阻率层析成像

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作者 柳杰 刘海飞 +4 位作者 李星 赵莹杰 张宇豪 李小强 柳建新 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第4期1309-1320,共12页

由于观测场地障碍物的影响或探测对象的特殊性,当电阻率层析成像法无法按直线布设测线,甚至电极阵列也不能布设于目标体上方时,这种场地条件导致方法应用受限。本文研究了受限观测场地的三维电阻率层析成像技术。首先设计了三种受限观... 由于观测场地障碍物的影响或探测对象的特殊性,当电阻率层析成像法无法按直线布设测线,甚至电极阵列也不能布设于目标体上方时,这种场地条件导致方法应用受限。本文研究了受限观测场地的三维电阻率层析成像技术。首先设计了三种受限观测场地的电极阵列观测系统:“囗”形观测系统、“U”形观测系统和“L”形观测系统;然后研究了任意类型观测系统的电阻率三维反演成像方法;最后通过模型试验对比分析了不同观测系统的探测效果,并将“囗”形观测系统应用于探测浙江某古塔的塔基结构。从地电模型和实际场地的探测效果来看,这三种特殊观测系统的三维电阻率层析成像技术均能获得受限观测场地下方的三维电性特征,为目标异常分析提供有利的参考依据。其中,“囗”形观测系统的探测效果最优,“U”形观测系统次之,“L”形观测系统较弱。在实际应用中,需结合场地条件和勘探目标,合理选择电极阵列布设形态和电极数目,以优化探测效果。 展开更多

关键词 受限观测场地 非常规观测系统 电阻率层析成像

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电阻率层析成像非线性反演 被引量：15

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作者 闫永利 陈本池 +3 位作者 赵永贵 陈赟 马晓冰 孔祥儒 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2009年第3期758-764,共7页

本文通过概率成像法、α中心法、遗传算法的有机结合,实现了2-D 电阻率层析成像非线性反演.首先,根据概率成像结果指示出的2-D 地质异常体的相对电性和大致分布范围,合理地确定出α中心的位置与强度系数的变化范围.其次,以α中心法作为... 本文通过概率成像法、α中心法、遗传算法的有机结合,实现了2-D 电阻率层析成像非线性反演.首先,根据概率成像结果指示出的2-D 地质异常体的相对电性和大致分布范围,合理地确定出α中心的位置与强度系数的变化范围.其次,以α中心法作为2-D地电结构的正演手段,采用遗传算法反演出各α中心的强度系数.在此基础上,应用α中心法重新构建出地下介质电阻率的分布.通过对均匀半空间中赋存2-D 地质异常体模型的反演试验,获得了令人满意的结果. 展开更多

关键词 电阻率层析成像 概率成像 a中心法 遗传算法 非线性反演

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龙凤山水库土石坝电阻率层析成像无损检测技术 被引量：12

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作者 屠毓敏 刘国华 +1 位作者 王振宇 李富强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1597-1601,共5页

层析成像是近年来得到蓬勃发展的一项无损检测新技术,具有信息量丰富、准确、直观的独特优势,因此,在土石坝无损检测中正发挥着越来越重要的作用。在阐述电阻率层析成像基本理论的基础上,对龙凤山水库土石坝进行一系列层析成像无损检测... 层析成像是近年来得到蓬勃发展的一项无损检测新技术,具有信息量丰富、准确、直观的独特优势,因此,在土石坝无损检测中正发挥着越来越重要的作用。在阐述电阻率层析成像基本理论的基础上,对龙凤山水库土石坝进行一系列层析成像无损检测,查明了龙凤山水库土石坝的渗漏通道,同时也证实了利用这一方法进行土石坝无损检测的可靠性。现场试验表明,层析成像无损检测技术可以在土石坝的病害检测中推广应用。 展开更多

关键词 电阻率层析成像 土石坝 无损检测 渗漏

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隧道突水灾害电阻率层析成像法实时监测数值模拟与试验研究 被引量：5

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作者 刘斌 聂利超 +3 位作者 李术才 李利平 宋杰 刘征宇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2026-2035,共10页

突水灾害已成为危及隧道安全施工的重大问题,为了实现隧道突水灾变演化过程的监测和灾害预警,将电阻率层析成像法尝试引入到隧道突水的监测工作中,提出了一种基于图像灰度相关性理论的电阻率层析成像监测信息定量评价方法。首先,针对非... 突水灾害已成为危及隧道安全施工的重大问题,为了实现隧道突水灾变演化过程的监测和灾害预警,将电阻率层析成像法尝试引入到隧道突水的监测工作中,提出了一种基于图像灰度相关性理论的电阻率层析成像监测信息定量评价方法。首先,针对非地质缺陷类和地质缺陷类这两种典型的突水类型进行概化,得到了突水灾变演化过程不同阶段的地电模型,为隧道突水实时监测数值模拟奠定了基础。其次,采用有限单元法进行电阻率层析成像法突水实时监测数值模拟,揭示了电阻率图像对突水灾变演化过程的响应特征,通过对突水灾变演化过程电阻率图像灰度相关性的定量分析,发现相关性系数小于0.5(或0.3)的样本点数目大幅增多,且相关性分布和正演图像标准差急剧增大,是突水发生的重要前兆特征。最后,进行了隧道突水电阻率层析成像法实时监测模型试验,较准确地捕捉到了突水前兆信息,实现了突水灾害预警,表明电阻率层析成像法用于突水实时监测是可行的。 展开更多

关键词 突水灾害 电阻率层析成像 图像灰度 相关性 数值正演 模型试验

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电阻率层析成像技术 被引量：53

5

作者 冯锐 李智明 +1 位作者 李志武 周燕云 《中国地震》 CSCD 北大核心 2004年第1期13-30,共18页

根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统 ,分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上 ,以线性反演方法... 根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统 ,分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上 ,以线性反演方法为主 ,但需针对电位场的特点采取相应措施并发展约束反演和计算Fr啨ｃｈｅｔ导数的新方法?缱杪屎妥缘缥坏母怕食上翊右桓鲂碌慕嵌雀隽说叵鹿乖斓男畔ⅰＴ诩际跤τ梅矫?,通过电剖面对比、电法 地震联合探测的实例 ,讨论了电阻率层析图像的物理含义和进行地质推断需注意的问题。电成像的性质属位场反演 ,不可避免的存在空间分辨率偏低的弱点 ,发展综合物探 ,加强与地质方法的结合具有重要意义。 展开更多

关键词 电阻率层析成像 电极阵列 图像重建 拟剖面 电法勘探

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电阻率层析成像技术在岩芯尺度水合物可视化探测中的应用 被引量：6

6

作者 李彦龙 陈强 +1 位作者 吴能友 刘昌岭 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期84-86,共3页

天然气水合物是重要的非常规能源,通过室内模拟实验模拟水合物赋存环境条件,观察水合物在沉积物中的合成/分解过程及其物性演化规律是揭示实际天然气水合物成藏/分解规律的重要途径。天然气水合物成藏过程中沉积物体系内部变化过程的可... 天然气水合物是重要的非常规能源,通过室内模拟实验模拟水合物赋存环境条件,观察水合物在沉积物中的合成/分解过程及其物性演化规律是揭示实际天然气水合物成藏/分解规律的重要途径。天然气水合物成藏过程中沉积物体系内部变化过程的可视化在线监测已成为天然气水合物室内模拟的重要发展方向之一(Wu Nengyou et al.,2018)。目前已经发展的X-CT成像、Raman成像、电子显微成像、核磁共振成像等技术手段为孔隙尺度的天然气水合物成藏/分解机理研究提供了基础,但大岩芯尺度(~cm)或中试尺度(~m)的水合物系统成像观测技术仍有待进一步完善。 展开更多

关键词 电阻率层析成像 ERT 天然气水合物 可视化探测

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基于汉南-奎因信息准则的电阻率层析成像径向基神经网络反演 被引量：14

7

作者 戴前伟 江沸菠 董莉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1335-1344,共10页

径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(O... 径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(OLS)学习算法(HQOLS).该算法通过计算HQC的最优值来自动选择RBFNN的网络结构,避免了传统OLS学习算法中阈值参数的设定,保证了网络的泛化性能.通过比较聚类法、梯度法、OLS和HQOLS等学习算法的反演性能,构建了基于RBFNN的电阻率层析成像反演模型.数值仿真和模型反演的结果表明,该方法实现简单,在准确性上优于BP反演,成像质量优于传统最小二乘法反演. 展开更多

关键词 电阻率层析成像 径向基神经网络 非线性反演 汉南-奎因信息准则

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基于电阻率层析成像技术的农田土壤优先流原位动态监测 被引量：7

8

作者 盛丰 文鼎 +1 位作者 熊祎玮 王康 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期117-124,共8页

针对现有观测技术无法原位监测和判别农田土壤优先流类型、发育位置和演化过程的问题,该研究采用电阻率层析成像技术对野外大尺度条件下的NaCl溶液入渗过程进行原位监测,根据不同时刻监测的剖面视电阻率分布对试验区域的土壤结构分布特... 针对现有观测技术无法原位监测和判别农田土壤优先流类型、发育位置和演化过程的问题,该研究采用电阻率层析成像技术对野外大尺度条件下的NaCl溶液入渗过程进行原位监测,根据不同时刻监测的剖面视电阻率分布对试验区域的土壤结构分布特征进行分析,对优先流通道发育位置、优先流类型和演化过程进行识别,同时对电阻率层析成像技术识别优先流的精度进行研究。结果表明,试验区域的土壤结构性质不均匀,水平方向5.0~10.0 m范围内的土壤较水平方向0~5.0 m范围内的土壤更为密实;入渗过程中在试验区域土壤疏松区水平方向4.0~5.0 m区间中有非均质指流形成;该指流通道在灌入NaCl溶液9~14 min完全形成,在灌入NaCl溶液60 min时完全退化成基质流;幂函数模型可用来建立剖面视电阻率与Cl-浓度之间的关系。研究成果对农田土壤优先流发育位置与演化过程的原位监测与识别以及防治因水和溶质优势入渗而引起的资源浪费、环境污染和工程地质灾害等具有参考价值。 展开更多

关键词 入渗 土壤 农田 电阻率层析成像 视电阻 优先流 指流 原位监测

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玉溪盆地内普渡河断裂的电阻率层析成像探测 被引量：7

9

作者 朱涛 周建国 +1 位作者 沈坤 金志林 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期467-476,共10页

玉溪盆地是云南地区地震活动频度高、强度大的高潜在危险区之一。为了建立直接服务于该区域防震减灾的"标准"结构模型,利用电阻率层析成像技术探测了玉溪盆地盆山过渡带的电性结构以及隐伏并穿过玉溪盆地西缘的普渡河断裂。... 玉溪盆地是云南地区地震活动频度高、强度大的高潜在危险区之一。为了建立直接服务于该区域防震减灾的"标准"结构模型,利用电阻率层析成像技术探测了玉溪盆地盆山过渡带的电性结构以及隐伏并穿过玉溪盆地西缘的普渡河断裂。在数据采集中,作为地震浅层反射勘探的重要补充,共布设了6条电阻率层析成像测线来控制该断裂。使用的观测装置为Wennerα,电极间距为6m,最大隔离系数为30～75,每个排列的电极数目为112～288个。探测结果表明,玉溪盆地内的普渡河断裂分为NNE走向的东西两支;断裂带的宽度由南向北先从温泉镇到黑村附近逐渐变宽,经莲池小学、梅园村到玉昆钢厂附近后逐渐变窄;断裂的上盘为低阻破碎带,下盘为较均匀的高阻结构。东支(F1-2)的视倾向在梅园村及以北为SE/S,在莲池小学及以南为NW,视倾角为56°～73°;西支(F1-1)的视倾向为SE/E/S,视倾角为38°～66°。地震勘探结果认为普渡河断裂的东西两支的倾向在整个玉溪盆地内均为SE/E,视倾角为75°～80°,这与我们的结果略有差异。 展开更多

关键词 普渡河断裂 电阻率层析成像 电性结构

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基于混沌振荡PSO-BP算法的电阻率层析成像非线性反演 被引量：19

10

作者 戴前伟 江沸菠 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2897-2904,共8页

粒子群优化算法是一种启发式的全局优化算法,将其与BP神经网络结合,能够有效地改善BP神经网络在进行电阻率层析反演中的收敛速度和求解质量。提出一种基于混沌振荡的粒子群算法,使用混沌振荡曲线来自适应调整惯性权重w以提高PSO算法的... 粒子群优化算法是一种启发式的全局优化算法,将其与BP神经网络结合,能够有效地改善BP神经网络在进行电阻率层析反演中的收敛速度和求解质量。提出一种基于混沌振荡的粒子群算法,使用混沌振荡曲线来自适应调整惯性权重w以提高PSO算法的全局寻优能力,并使用其训练和优化BP神经网络的权值和阈值。比较不同隐含层节点数目和惯性权重w值对反演结果的影响,并给出混沌振荡PSO-BP算法非线性反演的具体实现方案。对均匀半空间中异常体理论模型进行反演,实验结果表明:混沌振荡PSO-BP不依赖初始模型,在稳定性和准确性上优于BP反演和标准PSO-BP反演,成像质量优于最小二乘法反演的。 展开更多

关键词 电阻率层析成像 非线性反演 粒子群优化 反向传播网络 混沌序列

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电阻率层析成像技术的回顾与展望 被引量：10

11

作者 曹立斌 孟永良 周建兰 《勘探地球物理进展》 2004年第3期170-173,共4页

电阻率层析成像作为物探技术的前缘课题之一,具有广泛的应用前景,近几年得到迅速发展,出现许多新方法。对电阻率层析成像的几种实现方法,如佐迪法、电阻率反投影法、电流线追踪法、积分法、共轭梯度法、等位线追踪法等的现状、进展作了... 电阻率层析成像作为物探技术的前缘课题之一,具有广泛的应用前景,近几年得到迅速发展,出现许多新方法。对电阻率层析成像的几种实现方法,如佐迪法、电阻率反投影法、电流线追踪法、积分法、共轭梯度法、等位线追踪法等的现状、进展作了系统介绍,论述了各种方法的优缺点及最新进展情况,提出了进一步研究的方向。 展开更多

关键词 电阻率层析成像技术 地球物理勘探技术 积分法 共轭梯度法 等位线追踪法 电阻率反投影法

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电阻率层析成像和高精度磁测在防空洞勘察中的应用 被引量：6

12

作者 柴承平 蒋春碧 +4 位作者 樊志斌 潘磊 吴小平 谢端 刘文忠 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期20-23,共4页

利用电阻率层析成像法对防空洞进行探测,二维层析成像反演结果清楚地显示防空洞的位置和埋深.同时,利用高精度磁测进行了验证,获得防空洞可靠的走向延伸.两种地球物理探测方法的综合运用,在中国科学技术大学校园内的防空洞探测中取得非... 利用电阻率层析成像法对防空洞进行探测,二维层析成像反演结果清楚地显示防空洞的位置和埋深.同时,利用高精度磁测进行了验证,获得防空洞可靠的走向延伸.两种地球物理探测方法的综合运用,在中国科学技术大学校园内的防空洞探测中取得非常满意的效果. 展开更多

关键词 电阻率层析成像 高精度磁测 防空洞 综合地球物理

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电阻率层析成像技术在琼东北活动断裂探测中的应用 被引量：16

13

作者 曹新文 马秀敏 胡道功 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1001-1009,共9页

琼东北1605年琼山地震发震的中心区域东寨港东侧发育多组近东西向和北西向的活动断裂,且均为隐伏断裂。为探明断裂的分布位置及其活动性,现采用电阻率层析成像技术将其中琼山-铺前断裂(F8)以及F7、F6、F5共四条,北西走向断裂作为此次探... 琼东北1605年琼山地震发震的中心区域东寨港东侧发育多组近东西向和北西向的活动断裂,且均为隐伏断裂。为探明断裂的分布位置及其活动性,现采用电阻率层析成像技术将其中琼山-铺前断裂(F8)以及F7、F6、F5共四条,北西走向断裂作为此次探测目标断裂。结合前人水文钻孔资料和断裂分布,在珠溪河北岸和罗豆农场北侧部署了三条电法探测线,结果表明区域沉积地层在三条反演剖面上均可以划分出三层视电阻率梯度带,与钻孔资料对应较好。同样,视电阻率对已知四条活动断裂均有明显特征的低阻异常反映,除断裂F7的倾向解释存在争议外,其余三条断裂解释均得到钻孔验证。 展开更多

关键词 电阻率层析成像技术 琼东北 琼山 - 铺前断裂 视电阻率

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基于改进电阻率层析成像技术的黄土斜坡水分入渗原位监测 被引量：5

14

作者 孙萍萍 张茂省 +3 位作者 谷天峰 王益民 薛强 孙彬 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期211-218,共8页

基于传统的电阻率层析成像技术,通过对测量设备和供电方式进行改进,实现了设备应用于野外长期监测,具有无人值守、数据自动测量和远程传输的特点.依托自然资源部黄土地质灾害延安野外科学观测基地,选择典型黄土斜坡,应用该设备建立了集... 基于传统的电阻率层析成像技术,通过对测量设备和供电方式进行改进,实现了设备应用于野外长期监测,具有无人值守、数据自动测量和远程传输的特点.依托自然资源部黄土地质灾害延安野外科学观测基地,选择典型黄土斜坡,应用该设备建立了集改进的电阻率层析成像和多种传感器为一体的监测网,原位获取了黄土斜坡电阻率与对应位置含水率的长期动态监测数据.结合室内试验与原位监测数据,建立了黄土电阻率与含水率的对应关系.将基于电阻率监测数据反演得到的含水率与基于传感器监测的含水率进行对比,发现二者吻合较好,说明应用改进的电阻率层析成像测量技术对黄土斜坡水分入渗过程进行监测具有可行性和应用前景. 展开更多

关键词 电阻率层析成像 水分入渗 黄土斜坡 含水率 原位监测

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高密度电阻率层析成像测量在开采损害鉴定中的应用 被引量：1

15

作者 冯治斌 秦爱新 《煤炭工程》 北大核心 2003年第7期18-19,共2页

在多矿井同一区域内越界开采和大间距煤层越界压茬开采等造成地表民房损害 ,而相关矿井隐瞒各自的开采范围 ,相互推卸责任的情况下 ,采用高密度层析成像测量技术查清了相关矿井开采地质条件和开采范围 。

关键词 开采损害 高密度电阻率层析成像 越界开采 开采范围 测量 鉴定

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高密度电阻率二维层析成像在郯庐断裂带山东潍坊段试验结果的初步分析 被引量：10

16

作者 李清林 秦建增 +1 位作者 谢汝一 张晓普 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期589-596,共8页

在城市活断层调查中,利用电阻率二维层析成像测量方法,对郯庐断裂带山东潍坊段的地震活断层进行了探测试验,取得了较理想的勘探效果。沂水-汤头断裂、刘家庄断裂的二维电阻率反演结果表明,断裂带两侧的电性结构呈现出整体性的差异,正断... 在城市活断层调查中,利用电阻率二维层析成像测量方法,对郯庐断裂带山东潍坊段的地震活断层进行了探测试验,取得了较理想的勘探效果。沂水-汤头断裂、刘家庄断裂的二维电阻率反演结果表明,断裂带两侧的电性结构呈现出整体性的差异,正断层的上盘为低阻区和局部高、低阻扰动区;而断层下盘多为均匀的高阻区;断层为高角度断层。试验探测表明:在城市活断层调查中,选用合适的电极装置类型,电阻率层析成像是一种有效的勘探方法。 展开更多

关键词 郯庐断裂带 电阻率层析成像 活断层 反演

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高密度电阻率法二维层析成像研究与应用 被引量：7

17

作者 张卫国 匡伶俐 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期55-58,共4页

电阻率层析成像是基于研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像原理有着本质的不同。讨论了电阻率层析成像正演最常用的有限元法,给出了电阻率层析成像反演法的模拟退火方法,并将其成功运用到... 电阻率层析成像是基于研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像原理有着本质的不同。讨论了电阻率层析成像正演最常用的有限元法,给出了电阻率层析成像反演法的模拟退火方法,并将其成功运用到电阻率成像反演中。应用实例显示,高密度电阻率二维层析成像的分辨率比常规电阻率法解释结果要高,应用前景广泛。 展开更多

关键词 电阻率层析成像 有限元方法 模拟退火方法 反演

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地震监测中的电阻率层析技术 被引量：31

18

作者 冯锐 郝锦绮 周建国 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期833-842,T001,共11页

将电阻率层析技术应用于地震监测 ,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像 ,取得了较好效果 .在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于 1 998年 4月 1 4日ML5 .0和ML4 .4唐山两次地震前的 6天左右层析图像出现了明显的异常变化 :宝坻台的... 将电阻率层析技术应用于地震监测 ,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像 ,取得了较好效果 .在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于 1 998年 4月 1 4日ML5 .0和ML4 .4唐山两次地震前的 6天左右层析图像出现了明显的异常变化 :宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点 ,出现了一种有序性特征的新图样 ;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征 .上述异常图样均在震后消失 .层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆 .地层导电结构和孔隙度的变化 ,是引起电阻率异常的直接原因 .研究表明 ,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力 ,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的 .在地震监测中 ,改造现行观测系统 ,引入层析成像 ,是发展技术的方向 . 展开更多

关键词 电阻率层析成像 图像熵值 视电阻率 直流地电阻率 地震前兆 地震监测

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一种适于电阻率成像的正演新方法 被引量：10

19

作者 毛先进 鲍光淑 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第S1期385-393,共9页

利用格林函数导出了2．5维问题中研究区域网格化条件下空间任意一点电位所满足的边界积分方程，基于该方程可以灵活地建立电阻率层析成像方法．用边界单元法求解该方程可得到地表和地下的电位分布，从而可以进行视电阻率模拟．

关键词 2.5维问题 电阻率层析成像 正演方法

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西宁盆地黄土区草本植物边坡电阻率与土体物理力学性质关系研究 被引量：1

20

作者 赵迎宵 何伟鹏 +9 位作者 丁晓英 詹俊 胡夏嵩 刘昌义 缪晓星 王延秀 卢海静 邢光延 李华坦 张培豪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期477-488,共12页

为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为3年的垂穗... 为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为3年的垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn.Gaertn.)、高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的边坡共5种类型边坡为研究对象。通过开展边坡土体密度、含水率、含根系与不含根系土体直剪试验,对比不同草本植物根系对边坡土体物理力学性质的影响。在此基础上,利用二维电阻率层析成像方法建立不同边坡土体物理力学性质指标与土体电阻率间的定量关系。结果表明:(1)与未种植裸坡相比较,种植老芒麦边坡上层(0~10 cm)土体含水率增幅最大为26.53%;种植高羊茅边坡上层(0~10 cm)土体平均密度降幅最大为18.30%;种植垂穂披碱草边坡上层(0~10cm)土体黏聚力附加值最大,且为未种植裸坡的2.75倍。(2)5种类型边坡的电阻率受根系分布和边坡位置因素的共同影响,电阻率随着深度增加逐渐降低。4种草本边坡坡面以下0~20cm处土体电阻率均较裸坡大,该深度为根系分布大致范围。(3)5种边坡土体物理力学性质与电阻率数据之间存在拟合方程式(相关系数R2为0.48~0.77),且通过Pearson相关性分析得到边坡土体黏聚力c与电阻率间的相关性相对最高,相关系数R2为0.765。上述研究结果反映出可通过电阻率层析成像技术反映边坡土体物理力学性质,以及边坡土体中植物根系分布特征,可为研究区及其周边地区采用植物有效防治水土流失、浅层滑坡等灾害提供理论依据和实际指导意义。 展开更多

关键词 高寒干旱-半干旱环境 西宁盆地 二维电阻率层析成像 边坡土体电阻率 土体物理力学性质 Pearson相关性分析

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