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钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟
被引量:
2
1
作者
彭凌星
何现启
朱自强
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第1期69-74,共6页
为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷...
为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷积得到该无限小的天线电流强度,然后根据天线长度对其进行积分得到天线总电流的大小,与接收天线的负载电阻相乘即可得到该时刻接收到的电压大小。结果表明:接收信号波形与发射信号波形基本相同。证明了在考虑天线长度的前提下,根据文中算法得到的收发信号表达式是准确的。
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关键词
钻孔地质雷达
天线长度
收发信号
数值模拟
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职称材料
点状不良地质体钻孔雷达响应特征——围岩及充填效应正演分析
被引量:
11
2
作者
钟声
王川婴
+2 位作者
吴立新
唐新建
王清远
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期1191-1195,共5页
钻孔地质雷达探测是一种有效获取高分辨率深部岩体信息的井中地球物理方法。针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内点状不良地质体围岩介质和充填状况进行...
钻孔地质雷达探测是一种有效获取高分辨率深部岩体信息的井中地球物理方法。针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内点状不良地质体围岩介质和充填状况进行了雷达响应正演研究,分析了这些点状不良地质体围岩介质和充填状况对钻孔地质雷达反射信号的影响。研究结果表明,围岩与空洞内充填物的相对介电常数相对值,决定着雷达反射剖面信号的强弱对比,介电常数相对值较大时,更易确定目标地质体的前、后部界面位置,而低阻围岩的雷达波信号大部分被围岩介质吸收,通过单孔反射方法几乎不可能探测到空洞的存在。通过反射信号强度和正负相反射特性及其强弱变化,可以定性地判断空洞内填充物质的性质。
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关键词
钻孔地质雷达
时域有限差分
围岩介质
充填状况
点状不良
地质
体
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职称材料
点状不良地质体钻孔雷达响应特征的形状效应正演分析
被引量:
14
3
作者
钟声
王川婴
+2 位作者
吴立新
吴育华
王清远
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期1583-1588,共6页
针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内不同形状和不同埋深的目标地质体进行了雷达响应正演模型研究,并分析了这些模型的实际分辨能力和应用条件。结果表明...
针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内不同形状和不同埋深的目标地质体进行了雷达响应正演模型研究,并分析了这些模型的实际分辨能力和应用条件。结果表明,对于不同的探测任务,应根据感兴趣目标体的几何尺寸、分辨率要求等来选择合适的天线频率;不同几何形状的点状不良地质体所呈现的雷达剖面形式各异,且雷达反射信号强弱也不同;同一频率天线其探测分辨能力随空洞埋藏深度而变化,同一埋深下,天线频率越高,高度分辨能力效果越好。研究结果可为钻孔雷达用于岩体工程勘察、灾害隐患探测提供模拟图像认知和数据判读支持。
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关键词
钻孔地质雷达
FDTD
形状效应
点状不良
地质
体
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职称材料
面状不良地质体钻孔雷达响应特征及正演研究
被引量:
2
4
作者
钟声
王川婴
+1 位作者
唐新建
刘艺
《高技术通讯》
北大核心
2017年第1期95-102,共8页
依据钻孔地质雷达探测工作中常见的面状不良地质体,利用几何-物理模型分析方法,推导了面状不良地质体的钻孔雷达反射波的传播距离和双程走时公式,研究了不同倾角、不同收发天线距的面状地质体的雷达反射截面特征,分析了面状地质体反射...
依据钻孔地质雷达探测工作中常见的面状不良地质体,利用几何-物理模型分析方法,推导了面状不良地质体的钻孔雷达反射波的传播距离和双程走时公式,研究了不同倾角、不同收发天线距的面状地质体的雷达反射截面特征,分析了面状地质体反射截面倾角随节理裂隙倾角的变化关系,以及钻孔雷达天线收发间距对雷达波传播距离变化的影响。同时,还利用时域有限差分(FDTD)数值模拟方法,对不同宽度的面状不良地质体进行了雷达响应正演研究,为钻孔雷达在岩体工程勘察中的应用及数据解译提供了直观的感性认识和丰富的判读基础。研究钻孔雷达电磁波波在各种地质条件下的传播,对于提高勘察效果和地质解译的准确性具有重要意义。
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关键词
面状不良
地质
体
钻孔地质雷达
雷达
反射截面(RCS)
正演研究
收发天线距
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职称材料
地下深部灰岩岩石特性的单孔雷达反射研究
被引量:
10
5
作者
黄家会
宋雷
+2 位作者
陈先德
崔广心
杨维好
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
1999年第6期57-59,共3页
灰岩中岩溶和裂隙发育规律研究是研究陷落柱发育规律的基础。研究结果表明在单孔雷达反射图像上,岩溶和裂隙反映清晰,单孔雷达反射法用于灰岩岩石特性研究效果显著。该研究成果填补了国内灰岩岩石特性的单孔雷达反射研究的空白。
关键词
钻孔地质雷达
单孔
雷达
反射
岩溶
裂隙
灰岩岩石
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职称材料
综合物探技术在工作面高精度地质建模中 的研究与应用
被引量:
5
6
作者
赵俊杰
赵明军
+2 位作者
张铁聪
贾瑞杰
刘兴伟
《中国煤炭》
2023年第7期89-101,共13页
建立工作面高精度地质模型是实现智能开采的基础,通过综合物探技术对工作面内煤层顶底板高程和隐伏构造展布情况进行全面探测,可为地质模型提供基础数据。以国家能源集团金凤煤矿011815工作面为研究对象,在工作面两巷按照间隔50 m、孔深...
建立工作面高精度地质模型是实现智能开采的基础,通过综合物探技术对工作面内煤层顶底板高程和隐伏构造展布情况进行全面探测,可为地质模型提供基础数据。以国家能源集团金凤煤矿011815工作面为研究对象,在工作面两巷按照间隔50 m、孔深80 m,垂直煤壁顺煤层方向施工钻孔30个,通过钻孔地质雷达剖面结合钻孔测斜和自然伽马测井数据进行钻孔轨迹上的煤层界面预测。将所测煤层顶底板数据与三维地震数据融合并进行高分辨的地质统计学反演,精细地刻画整个工作面范围内的煤层厚度及其顶底板岩性。在隐伏构造探查方面,以槽波地震透射+反射联合勘探所解释的构造异常为基础,依据地质雷达钻孔的自然伽马测井成果,推测钻孔钻进方向上的岩性变化,并通过钻孔测斜数据准确定位断层位置,实现对槽波异常区的精细解释,确定了工作面内隐伏断层的延展方向和落差情况。工作面回采后对模型进行了精度验证,工作面开切眼长度300 m,施工测量点20个,将实测剖面与模型剖面对比发现,地质模型预测的煤层底板高程最小误差0.061 m,平均误差0.503 m;模型煤厚最小误差0.040 m,平均误差0.242 m。基于工程实践结果表明:采用综合物探技术能够提供高精度的煤层界面和隐伏构造数据,是构建工作面高精度地质模型的重要技术手段。
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关键词
综合物探
槽波勘探
钻孔地质雷达
地质
统计学反演
自然伽马
工作面
地质
模型
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职称材料
题名
钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟
被引量:
2
1
作者
彭凌星
何现启
朱自强
机构
湖南省交通规划勘察设计院有限公司
中南大学地球科学与信息物理学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第1期69-74,共6页
基金
国家自然科学基金(41174061)
文摘
为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷积得到该无限小的天线电流强度,然后根据天线长度对其进行积分得到天线总电流的大小,与接收天线的负载电阻相乘即可得到该时刻接收到的电压大小。结果表明:接收信号波形与发射信号波形基本相同。证明了在考虑天线长度的前提下,根据文中算法得到的收发信号表达式是准确的。
关键词
钻孔地质雷达
天线长度
收发信号
数值模拟
Keywords
borehole radar
antenna length
transmission and receiving signal
numerical simulation
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
点状不良地质体钻孔雷达响应特征——围岩及充填效应正演分析
被引量:
11
2
作者
钟声
王川婴
吴立新
唐新建
王清远
机构
四川大学建筑与环境学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
东北大学测绘遥感与数字矿山研究所
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期1191-1195,共5页
基金
岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(No.Z012005)
教育部创新团队项目(No.IRT0640)
文摘
钻孔地质雷达探测是一种有效获取高分辨率深部岩体信息的井中地球物理方法。针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内点状不良地质体围岩介质和充填状况进行了雷达响应正演研究,分析了这些点状不良地质体围岩介质和充填状况对钻孔地质雷达反射信号的影响。研究结果表明,围岩与空洞内充填物的相对介电常数相对值,决定着雷达反射剖面信号的强弱对比,介电常数相对值较大时,更易确定目标地质体的前、后部界面位置,而低阻围岩的雷达波信号大部分被围岩介质吸收,通过单孔反射方法几乎不可能探测到空洞的存在。通过反射信号强度和正负相反射特性及其强弱变化,可以定性地判断空洞内填充物质的性质。
关键词
钻孔地质雷达
时域有限差分
围岩介质
充填状况
点状不良
地质
体
Keywords
borehole radar
finite difference time domain
surrounding rock
filling condition
point unfavorable geobodies
分类号
P583 [天文地球—岩石学]
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职称材料
题名
点状不良地质体钻孔雷达响应特征的形状效应正演分析
被引量:
14
3
作者
钟声
王川婴
吴立新
吴育华
王清远
机构
四川大学建筑与环境学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室
北京师范大学减灾与应急管理研究院
中国文化遗产研究院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期1583-1588,共6页
基金
科技部973课题(No.2011CB707102)
教育部创新团队项目(No.IRT0640)
文摘
针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内不同形状和不同埋深的目标地质体进行了雷达响应正演模型研究,并分析了这些模型的实际分辨能力和应用条件。结果表明,对于不同的探测任务,应根据感兴趣目标体的几何尺寸、分辨率要求等来选择合适的天线频率;不同几何形状的点状不良地质体所呈现的雷达剖面形式各异,且雷达反射信号强弱也不同;同一频率天线其探测分辨能力随空洞埋藏深度而变化,同一埋深下,天线频率越高,高度分辨能力效果越好。研究结果可为钻孔雷达用于岩体工程勘察、灾害隐患探测提供模拟图像认知和数据判读支持。
关键词
钻孔地质雷达
FDTD
形状效应
点状不良
地质
体
Keywords
borehole radar
finite difference time domain(FDTD)
geometric effect
point unfavorable geologic bodies
分类号
TN95 [电子电信—信号与信息处理]
P58 [天文地球—岩石学]
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职称材料
题名
面状不良地质体钻孔雷达响应特征及正演研究
被引量:
2
4
作者
钟声
王川婴
唐新建
刘艺
机构
四川大学建筑与环境学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
出处
《高技术通讯》
北大核心
2017年第1期95-102,共8页
基金
国家自然科学基金(41472271
41372317)
973计划(2015CB057903)资助项目
文摘
依据钻孔地质雷达探测工作中常见的面状不良地质体,利用几何-物理模型分析方法,推导了面状不良地质体的钻孔雷达反射波的传播距离和双程走时公式,研究了不同倾角、不同收发天线距的面状地质体的雷达反射截面特征,分析了面状地质体反射截面倾角随节理裂隙倾角的变化关系,以及钻孔雷达天线收发间距对雷达波传播距离变化的影响。同时,还利用时域有限差分(FDTD)数值模拟方法,对不同宽度的面状不良地质体进行了雷达响应正演研究,为钻孔雷达在岩体工程勘察中的应用及数据解译提供了直观的感性认识和丰富的判读基础。研究钻孔雷达电磁波波在各种地质条件下的传播,对于提高勘察效果和地质解译的准确性具有重要意义。
关键词
面状不良
地质
体
钻孔地质雷达
雷达
反射截面(RCS)
正演研究
收发天线距
Keywords
planar unfavorable geo-bodies, borehole antenna interval radar, radar cross section (RCS) , forward simulation,
分类号
P631.3 [天文地球—地质矿产勘探]
TN959 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
地下深部灰岩岩石特性的单孔雷达反射研究
被引量:
10
5
作者
黄家会
宋雷
陈先德
崔广心
杨维好
机构
中国矿业大学建筑工程学院岩土工程研究所
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
1999年第6期57-59,共3页
文摘
灰岩中岩溶和裂隙发育规律研究是研究陷落柱发育规律的基础。研究结果表明在单孔雷达反射图像上,岩溶和裂隙反映清晰,单孔雷达反射法用于灰岩岩石特性研究效果显著。该研究成果填补了国内灰岩岩石特性的单孔雷达反射研究的空白。
关键词
钻孔地质雷达
单孔
雷达
反射
岩溶
裂隙
灰岩岩石
Keywords
borehole radar, single hole radar\ reflection, cavity and fracture in limestone
分类号
P588.245 [天文地球—岩石学]
P624 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
综合物探技术在工作面高精度地质建模中 的研究与应用
被引量:
5
6
作者
赵俊杰
赵明军
张铁聪
贾瑞杰
刘兴伟
机构
国家能源集团宁夏煤业有限责任公司金凤煤矿
北京龙软科技股份有限公司
出处
《中国煤炭》
2023年第7期89-101,共13页
文摘
建立工作面高精度地质模型是实现智能开采的基础,通过综合物探技术对工作面内煤层顶底板高程和隐伏构造展布情况进行全面探测,可为地质模型提供基础数据。以国家能源集团金凤煤矿011815工作面为研究对象,在工作面两巷按照间隔50 m、孔深80 m,垂直煤壁顺煤层方向施工钻孔30个,通过钻孔地质雷达剖面结合钻孔测斜和自然伽马测井数据进行钻孔轨迹上的煤层界面预测。将所测煤层顶底板数据与三维地震数据融合并进行高分辨的地质统计学反演,精细地刻画整个工作面范围内的煤层厚度及其顶底板岩性。在隐伏构造探查方面,以槽波地震透射+反射联合勘探所解释的构造异常为基础,依据地质雷达钻孔的自然伽马测井成果,推测钻孔钻进方向上的岩性变化,并通过钻孔测斜数据准确定位断层位置,实现对槽波异常区的精细解释,确定了工作面内隐伏断层的延展方向和落差情况。工作面回采后对模型进行了精度验证,工作面开切眼长度300 m,施工测量点20个,将实测剖面与模型剖面对比发现,地质模型预测的煤层底板高程最小误差0.061 m,平均误差0.503 m;模型煤厚最小误差0.040 m,平均误差0.242 m。基于工程实践结果表明:采用综合物探技术能够提供高精度的煤层界面和隐伏构造数据,是构建工作面高精度地质模型的重要技术手段。
关键词
综合物探
槽波勘探
钻孔地质雷达
地质
统计学反演
自然伽马
工作面
地质
模型
Keywords
integrate geophysical exploration
ISS
borehole geological radar
geostatistical inversion
nature gamma-ray
geological model of working face
分类号
P631.4 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟
彭凌星
何现启
朱自强
《科学技术与工程》
北大核心
2020
2
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职称材料
2
点状不良地质体钻孔雷达响应特征——围岩及充填效应正演分析
钟声
王川婴
吴立新
唐新建
王清远
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
11
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职称材料
3
点状不良地质体钻孔雷达响应特征的形状效应正演分析
钟声
王川婴
吴立新
吴育华
王清远
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
14
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职称材料
4
面状不良地质体钻孔雷达响应特征及正演研究
钟声
王川婴
唐新建
刘艺
《高技术通讯》
北大核心
2017
2
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职称材料
5
地下深部灰岩岩石特性的单孔雷达反射研究
黄家会
宋雷
陈先德
崔广心
杨维好
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
1999
10
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职称材料
6
综合物探技术在工作面高精度地质建模中 的研究与应用
赵俊杰
赵明军
张铁聪
贾瑞杰
刘兴伟
《中国煤炭》
2023
5
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