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《南京大学》 2012年
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基于ANSYS的直流电阻率法在工程地质隐患探测的正演研究

孙瑛  
【摘要】:直流电阻率法勘探现今在水文地质与工程地质勘测中应用非常广泛,然而在实际探测工程地质隐患时,由于多种因素影响,所得电法异常具有多解性,反演结果往往不能准确地反映地下介质的真实分布情况。为了系统地了解工程地质隐患在直流电阻率法中产生的异常特征,本文采用了有限元分析软件ANSYS对一些典型的地电模型进行了正演计算,取得了较为理想的效果。 本文首先回顾了直流电阻率法正演模拟技术的发展,对前人的研究成果进行了归纳总结,简要介绍了直流电阻率法探测的特点及装置类型,并从点电源地电场电位所满足的微分方程出发,介绍了点源场电位边值、变分问题;然后介绍了使用ANSYS软件进行稳定电流场分析的主要步骤,使用ANSYS软件自身提供的APDL语言编制了相应的计算程序,在二维线电源的条件下模拟了典型工程地质隐患的地电模型,对其计算所得异常形态进行了分析,并讨论了直流电法中单个地质体分辨率和两个地质体横向分辨率,由此也验证了应用ANSYS进行直流电阻率法正演的可行性。 本文通过ANSYS模拟计算得出以下结论: 1.运用ANSYS软件对直流电法勘探进行正演模拟,在正演模拟中将ANSYS的操作方式图形用户界面GUI和参数化设计编程语言APDL有机结合使用,取得了较为理想的计算结果,基本符合假设的正演模型。 2.通过ANSYS软件对直流电阻率法探测工程地质隐患的正演模拟,主要有以下几点认识。 (1)对于充填或未充填溶洞来说,可用球体或方形体来模拟,其异常形态为上窄下宽的“八”字形,且高阻体与低阻体异常形态基本一致,差别仅在于幅值不同。 (2)条状体的视电阻率异常具有正交特性,故不能简单通过视电阻率极值的位置来判断其空间位置,需利用其异常分布特点并结合实际情况才能判断。 (3)假设异常体为正方体,其边长与装置极距相当时,直流电法会有不错的分辨效果,异常体过小时则无法判断其位置。对于两个异常体若其间距小于自身边长时,视电阻率异常会相互叠加,也无法辨认。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P631.3;P642

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