電磁測(cè)深法原理與應(yīng)用

目錄
前言
第1章 電磁測(cè)深理論基礎(chǔ) 1
1.1 麥克斯韋方程 1
1.1.1 時(shí)間域麥克斯韋方程 1
1.1.2 頻率域麥克斯韋方程 2
1.2 麥克斯韋方程的輔助方程——狀態(tài)方程 2
1.3 電磁場(chǎng)的邊界條件 2
1.4 電磁場(chǎng)波動(dòng)方程 3
1.5 輔助位函數(shù)及其方程 4
1.5.1 輔助矢量位與標(biāo)量位及其方程 4
1.5.2 單一矢量位及其方程 6
1.6 電磁測(cè)深法 7
1.6.1 電磁測(cè)深基本原理 8
1.6.2 電磁場(chǎng)激發(fā)及觀測(cè)裝置 11
第2章 頻率域電磁測(cè)深 13
2.1 諧變電偶極子的電磁場(chǎng) 13
2.1.1 全空間均勻各向同性介質(zhì)中諧變電偶極子的電磁場(chǎng) 13
2.1.2 均勻水平分層大地表面上諧變水平電偶極子的電磁場(chǎng) 15
2.2 諧變磁偶極子的電磁場(chǎng) 18
2.2.1 全空間均勻各向同性介質(zhì)中諧變磁偶極子的電磁場(chǎng) 18
2.2.2 均勻水平分層大地表面上諧變垂直磁偶極子的電磁場(chǎng) 20
2.3 視電阻率與視相位 22
2.3.1 視電阻率 22
2.3.2 視相位 28
2.4 頻率電磁測(cè)深的電磁場(chǎng)分布與觀測(cè)參數(shù) 29
2.4.1 水平電偶極源與觀測(cè)的電磁場(chǎng)分量 29
2.4.2 垂直磁偶極源與觀測(cè)的電磁場(chǎng)分量 31
2.5 頻率測(cè)深正演計(jì)算 34
2.6 可控源音頻大地電磁測(cè)深簡介 39
2.6.1 可控源音頻大地電磁測(cè)深與天然場(chǎng)源音頻大地電磁測(cè)深 39
2.6.2 可控源音頻大地電磁測(cè)深與單分量頻率測(cè)深 40
第3章 時(shí)間域電磁測(cè)深 44
3.1 多角度理解瞬變電磁法的探測(cè)機(jī)理 44
3.1.1 由法拉第電磁感應(yīng)定律看瞬變電磁法 44
3.1.2 由煙圈效應(yīng)看瞬變電磁法 45
3.1.3 由多頻測(cè)深看瞬變電磁法 47
3.2 瞬變偶極子的電磁場(chǎng) 49
3.2.1 全空間均勻各向同性介質(zhì)中瞬變電偶極子的電磁場(chǎng) 49
3.2.2 均勻大地表面上瞬變水平電偶極子的電磁場(chǎng) 52
3.2.3 全空間均勻各向同性介質(zhì)中瞬變磁偶極子的電磁場(chǎng) 54
3.2.4 均勻大地表面上瞬變垂直磁偶極子的電磁場(chǎng) 55
3.2.5 均勻大地表面上大回線源瞬變電磁場(chǎng) 56
3.2.6 均勻水平分層大地表面上諧變偶極子的電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為瞬變電磁場(chǎng) 57
3.2.7 電偶極源與磁偶極源瞬變場(chǎng)的轉(zhuǎn)換計(jì)算 58
3.2.8 一次場(chǎng)和二次場(chǎng)淺析 61
3.3 瞬變電磁場(chǎng)分量計(jì)算 63
3.3.1 頻率域方法 63
3.3.2 時(shí)間域方法 67
3.4 瞬變電磁測(cè)深視電阻率 68
3.4.1 瞬變電磁測(cè)深早、晚期視電阻率 69
3.4.2 瞬變電磁測(cè)深全期視電阻率 70
第4章 電磁測(cè)深法資料反演解釋 74
4.1 電磁測(cè)深法資料反演解釋 74
4.1.1 阻尼小二乘反演法 74
4.1.2 廣義逆矩陣反演法 75
4.1.3 算例 78
4.2 解析廣義逆矩陣反演法 79
4.2.1 反演的目標(biāo)函數(shù)和非線性小二乘法 79
4.2.2 廣義逆矩陣反演法及其優(yōu)點(diǎn) 80
4.2.3 廣義逆矩陣反演算例 84
4.3 瞬變電磁場(chǎng)資料的聯(lián)合時(shí)-頻分析解釋 86
4.3.1 聯(lián)合時(shí)-頻分析對(duì)TEM 資料的定性解釋 87
4.3.2 利用聯(lián)合時(shí)-頻分析進(jìn)行聯(lián)合反演 91
4.4 電磁法探測(cè)應(yīng)用實(shí)例 93
4.4.1 電偶源電磁測(cè)深應(yīng)用實(shí)例 93
4.4.2 磁偶源電磁測(cè)深應(yīng)用實(shí)例 99
4.4.3 小回線瞬變電磁探測(cè)老窯、火區(qū)、井中地質(zhì)異常及其效果 104
第5章 對(duì)電磁法有關(guān)問題的分析 107
5.1 關(guān)于頻率電磁測(cè)深的幾個(gè)問題 107
5.1.1 從可控源音頻大地電磁測(cè)深原理看解釋中的問題 107
5.1.2 分析研究頻率電磁測(cè)深中電磁場(chǎng)波型及意義 110
5.1.3 頻率電磁測(cè)深相位問題分析 114
5.1.4 場(chǎng)區(qū)、記錄點(diǎn)、陰影與場(chǎng)源效應(yīng) 120
5.1.5 對(duì)頻率電磁測(cè)深靜態(tài)效應(yīng)問題的探討 126
5.1.6 頻率電磁測(cè)深探測(cè)深度 131
5.2 關(guān)于瞬變電磁測(cè)深的幾個(gè)問題 136
5.2.1 瞬變電磁場(chǎng)關(guān)斷效應(yīng)及全期視電阻率的普適算法 136
5.2.2 從不同角度看瞬變電磁場(chǎng)法的探測(cè)深度 141
5.2.3 小回線探測(cè)大深度 149
5.2.4 地形對(duì)TEM資料的影響 156
5.2.5 時(shí)間域與頻率域電磁測(cè)深的關(guān)系 159
第6章 電磁場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算 165
6.1 有限差分法 165
6.1.1 有限差分法基本概念 165
6.1.2 二維時(shí)間域有限差分法 166
6.1.3 三維時(shí)間域有限差分法 174
6.1.4 小結(jié) 178
6.2 有限元法 178
6.2.1 有限元法基本概念 178
6.2.2 二維水平電偶極變頻測(cè)深阻抗視電阻率的有限元正演計(jì)算 179
6.2.3 矢量有限元法水平電偶極三維可控源聲頻大地電磁模擬 185
6.2.4 小結(jié) 199
6.3 邊界元法 200
6.3.1 邊界元法基本概念 200
6.3.2 邊界元法計(jì)算地形對(duì)頻率電磁測(cè)深的影響 200
6.3.3 地形對(duì)頻率電磁測(cè)深資料影響的校正 209
6.3.4 小結(jié) 214
參考文獻(xiàn) 215
附錄A Sommerfeld和Foster積分的偏導(dǎo)數(shù)推導(dǎo) 221
附錄B 廣義逆矩陣反演方法在大地電磁測(cè)深資料解釋中的應(yīng)用 224
B.1 問題分析 224
B.2 廣義逆矩陣反演的基本理論 227
B.3 有關(guān)廣義逆矩陣反演的幾個(gè)具體問題 233？？
B.3.1 廣義逆矩陣的計(jì)算方法 233
B.3.2 關(guān)于廣義逆矩陣的改進(jìn) 236
B.3.3 選擇合理的計(jì)算方法 240
B.3.4 關(guān)于迭代終止的控制 242
B.4 實(shí)際反演效果及其分析 243
B.5 結(jié)論 251
參考文獻(xiàn) 252