重叠回线装置瞬变电磁法勘探正反演研究与应用

摘要

瞬变电磁法广泛地运用于地球物理探测中，它是利用接地线源或不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的时间间歇期，利用线圈或者接地电极观测二次涡流的方法。目前，瞬变电磁法勘探的数据解释主要是靠定性和半定量解释，这对于地球物理勘探来说是远远不够的。 以往重叠回线装置层状大地瞬变电磁响应的计算的主要方法是，在积分区间内寻找双重贝塞尔函数的零点分布，然后在相邻的零点之间采用一般的数值积分，再将各积分值进行叠加。该方法的优点在于计算精度高，缺点是计算速度慢。 本文从层状大地重叠回线装置层状大地瞬变电磁响应的基本公式出发，利用大宗量贝塞尔函数渐近特性，推导出一种近似计算方法。通过大量的计算证明，当积分区间在[0，λ0](λ0=m0/a，a为回线半径，m为贝塞尔函数的变量)，可以直接采用一般的数值积分计算，由于积分区间较小，减少了贝塞尔函数互乘带来的振荡性。当积分区间在[λ0，∞]时可以将贝塞尔函数转换为三角函数进行计算，进一步讨论发现，当m0＞5时，忽略这部分的计算对瞬变电磁响应值的精度影响不大，从而提高了计算效率，为下文的遗传算法反演提供了方便。 本文的反演方法采用基于全局搜索的遗传算法，它是一种以概率论为基础的求解多极值非线性问题的最优化方法。本文在群体优生遗传算法的基础上，对其变异方法作了进一步改进，提高了反演的速度、效果、稳定性和抗干扰性。并且对遗传算法的各个影响因素进行讨论认为，在重叠回线装置瞬变电磁法勘探反演中，群体的大小为10倍模型参数个数，交换概率0.1～0.2，变异概率为0.2～0.4时，反演效率及效果更好。 文中分别对一个板状体模型实例和三层大地模型实例进行反演，取得了很好的效果。

目录

文摘

英文文摘

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第1章引言

第2章重叠回线装置层状大地瞬变电磁响应的正演研究

2.1重叠回线装置层状大地瞬变电磁响应的一般表达式及计算方法

2.2基于大宗量贝塞尔函数渐近特性的重叠回线层状大地瞬变电磁响应的正演计算

2.3m的选取

2.4效果分析

第3章重叠回线装置瞬变电磁法勘探的反演研究

3.1重叠回线瞬变电磁勘探反演参数的选择

3.2重叠回线瞬变电磁勘探遗传算法反演研究

3.2.1遗传算法反演方法的基本原理

3.2.2群体优生遗传算法

3.2.3群体优生遗传算法的改进

3.2.3瞬变电磁数据的群体优生遗传算法反演研究

第4章遗传算法在瞬变电磁法勘探中的应用

4.1广西大厂某测区50线已知矿瞬变电磁法勘探的遗传算法反演

4.2海南美亭测区瞬变电磁勘探的遗传算法反演解释

第5章结论

附录A

1高阻围岩中导电球体的瞬变电磁响应的正演计算

2高阻围岩中薄板状导体的瞬变电磁响应的正演计算

3不导电基底上薄板的计算方法

4组合模型的计算方法

致谢

参考文献

附录