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期刊信息/Journal information
工程地球物理学报
工程地球物理学报

何继善

双月刊

1672-7940

cjeg@cug.edu.cn;cjeg001@163.com

027-67883682/1

430074

湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号中国地质大学校内

工程地球物理学报/Journal Chinese Journal of Engineering GeophysicsCSTPCD
正式出版
收录年代

    基于SMR-RCNN网络的隧道衬砌缺陷智能识别研究

    徐秋朗罗伟斌刘斌李涛...
    541-554页
    查看更多>>摘要：脱空和不密实是隧道衬砌最常见的两种病害.在这两种病害长期作用下会导致隧道出现破裂、渗漏水、钢筋锈蚀,最终造成隧道塌方等问题,严重威胁行车安全.采用探地雷达对隧道进行无损探测是发现这些病害或缺陷的常见方式,但大量雷达数据的人工识别存在着工作量大、效率低、强烈依赖人员的专业素养等问题.本文提出一种基于深度学习的隧道衬砌缺陷的自动检测方法——自监督多尺度池化区域卷积神经网络方法(Self-monitoring Multi-scale ROI Align Region Convolutional Neural Network,SMR-RCNN),以提高缺陷识别的效率,并减少主观因素的影响.在雷达探测隧道衬砌的实践中,数据量巨大,但缺陷样本却很少,这对训练神经网络是一个相当大的挑战.为此,设计了一种数据增强的方法来增加缺陷的样本数量,且使用一种自监督对比学习的网络模型来提取雷达数据的特征,然后将其迁移到改进后的Faster-RCNN网络模型中;最后,使用有标签的样本对改进的Faster-RCNN网络进行细调训练.实验结果表明,相较于传统的Faster-RCNN方法,本文提出的算法增强了神经网络对脱空和不密实两类缺陷的自动识别能力,在检测精度上得到了显著提高,mAP值提升了 12％.

    隧道衬砌缺陷特征SMR-RCNN对比学习Faster-RCNN

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    基于瞬变电磁法的张家峁煤矿地层富水性特征研究

    高小伟李雄伟庞少东胡正旺...
    555-568页
    查看更多>>摘要：煤矿地层的富水性探测对于煤矿的防水与治水工作至关重要.张家峁煤矿现阶段主采2-2煤层,面临上部基岩风化含水层和工作面前方火烧岩涌水的水害风险.鉴于瞬变电磁法对富水区、采空区、含水构造等高导异常体的高灵敏度等优势,本研究采用地面瞬变电磁法对该煤田西部特定区域2-2煤层上覆的基岩、风化带、第四系岩层以及烧变岩的富水性进行探测,在四个地层分别探查出低阻异常区6处、9处、9处和2处,并结合钻孔、地层、水文、地形和磁法探测成果等多元资料以及低阻异常区的可靠性,对低阻异常区的成因分别进行了综合分析,这可为该区域煤层开采防水与治水工作的规划与执行提供科学依据.同时,本研究也可为瞬变电磁法在其它地区地层富水性探测中的应用提供一套全面的数据采集、处理、反演以及分析与解释的参考与借鉴资料,以推动该技术在煤矿地层探测领域的进一步发展与应用.

    瞬变电磁法富水性探测含水层分布张家峁煤矿电磁勘探

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    多波束和侧扫声呐在海底管线悬空检测中的应用

    陈小华曹兰杰熊春宝汪金花...
    569-577页
    查看更多>>摘要：海底管线的悬空状态关系到海管的安全运营,是海管勘察的关注重点之一.为了准确探测海管的悬空状态,以渤海海域两条海管的悬空段为研究对象,开展了多波束测深和侧扫声呐的数据采集和处理,对比了两种方法探测管线与历史资料的水平距离、悬空长度以及悬空高度的差异.研究结果显示:非沟内悬空管线探测时,多波束所测数据与历史资料水平距离为0.12～0.67 m,侧扫声呐为0.39～1.16 m,两种方法所得悬空长度的差值为0.19～0.67 m,最大悬空高度的差值为0.09～0.14 m;沟内悬空管线探测时,多波束所测数据与历史资料水平距离为0.24～0.79 m,侧扫声呐为0.71～2.52 m,两种方法所得悬空长度的差值为0.35～0.92 m,最大悬空高度的差值为0.07～0.13 m.实验表明:两种方法均能有效识别悬空管线,但是针对非沟内悬空管线两侧有冲刷或沟内悬空情况下,特别是针对海况较差时,多波束精度显著高于侧扫声呐.建议根据项目要求,在条件允许情况下组合使用两种方法.

    海底管线多波束侧扫声呐悬空管线

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    微动勘探技术在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用

    晏雁
    578-586页
    查看更多>>摘要：微动勘探技术凭借其无需人工激发震源、出色的抗干扰能力、高分辨率以及便捷环保等诸多优势,在面临复杂物探环境,特别是附近干扰强烈或不允许破坏的场地条件下应用广泛.本文以山西高阳煤矿采空区探测为例,开展了微动在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用研究,采用线性台阵进行微动数据采集,利用骄佳面波处理软件提取微动频散曲线,进而反演得到横波速度剖面,识别异常16处;结合16处异常,分别对采空区、陷落柱、断裂带等隐蔽致灾地质因素的波速特征进行分析,认为线性台阵微动方法在该矿区识别以上隐蔽致灾地质因素方面具有较好的应用效果.

    微动勘探采空区陷落柱断裂带隐蔽致灾地质因素

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    瞬变电磁法在吉林省辽源市煤矿采空区勘探中的应用

    崔迎龙卢克鹏
    587-596页
    查看更多>>摘要：瞬变电磁法采用电磁感应原理,可以有效的进行地层划分,并推断单一剖面的煤矿采空影响区的分布位置、埋藏深度及纵向厚度,可以达到传统意义上的纵向二维(2 Dimensional,2D)勘探效果.本文是在大量收集勘探区基础地质资料的基础上,结合勘探区内采空区的特点及其围岩的地球物理特征,通过对传统意义上的实测剖面数据进行处理、反演,不仅绘制出各剖面视电阻率反演拟断面图,达到传统意义上的纵向二维(2D)勘探效果;还通过GeoIPAS软件将反演数据重新整合处理,绘制不同标高的视电阻率反演平面等值线图,可以达到软件构建的横向二维(2D)勘探效果;并根据横向、纵向二维(2D)勘探成果绘制三维立体图,通过立体三维(3 Dimensional,3D)勘探效果进行更直观的解译分析.最后综合剖面断面图、平面等值线图及三维立体图,绘制综合解译成果图,划分煤矿采空影响区的平面异常,圈定异常位置及分布范围.所圈定的两处平面异常进行了钻探验证,验证结果与瞬变电磁法推断解译结果吻合度较高.这说明本文研究成果对提高瞬变电磁法在煤矿采空区探测精度上具有实际应用价值.

    瞬变电磁法视电阻率三维立体勘探煤矿采空区钻探验证

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    微动H/V谱比法在城市浅层地质勘查与探测中的应用

    曹鹏涛裴洪军周鹏韦义师...
    597-610页
    查看更多>>摘要：近年来在城市地下空间开发利用过程中,如何克服常规地球物理探测方法在场地条件受限与强干扰情况下,勘查与探测效果较差的难题.微动H/V谱比探测方法具有场地适应能力强、抗干扰、施工快捷方便的优点,是一种城市地球物探测方法补充手段.为了探索该方法在城市浅层地质勘查与地下异常体探测中的有效性及其特性,本文开展了地下不同岩土层结构以及地下异常体的H/V谱比法正演模拟,分析总结了不同岩土层结构中地下异常体的H/V谱比变化规律.在正演模拟的基础上,通过实测微动H/V谱比法物探成果与地质资料验证对比,说明了微动H/V谱比法在城市浅层地质勘查与探测中具有一定的勘查效果,尤其对地下土层中空洞、孤石、疏松体、富水区域等地下病害体具有较强的识别能力,为城市强背景噪声环境下浅层地质勘查与地下病害体探测提供了一种快速、准确的补充解决方案.

    H/V谱比法微动探测工程探测

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    音频大地电磁法在黔西南金矿区域地电特征研究中的应用

    王家俊杨炳南朱大伟韩姚飞...
    611-620页
    查看更多>>摘要：黔西南地区是我国重要的卡林型金矿分布区,区内台地和盆地沉积格局交替频繁,金矿成矿主要受褶皱和断裂构造控制,查明该区地层分布及构造展布特征对于该区金矿找矿具有重要意义.本文以黔西南金矿区为研究靶区,分别进行了音频大地电磁法(Audio Magnetotelluric Method,AMT)在台地相、盆地相不同模式的正反演计算,基于优选的反演模式在区内实地开展了音频大地电磁法的应用研究,取得主要结果与认识:①台地相区地层电性差异明显,基于TE&TM联合反演模式的AMT能有效区分地层、查明断裂构造空间展布特征;②受上部厚低阻层影响,AMT在盆地相区地层区分性弱,基于TM反演模式的AMT能清晰反映褶皱、断裂构造空间展布特征;③黔西南金矿区域地质条件复杂,因地制宜的优选AMT反演模式是实现该区地电结构精细刻画的关键.研究成果与区内实测断层、钻探工程等验证结果吻合较好,充分体现了AMT在该区查明地层分布及构造展布特征的有效性;另一方面进一步明确了黔西南金矿区域台地相、盆地相AMT反演模式,对后人利用AMT在该区及相近地区实现金矿找矿突破具有重要的参考价值.

    音频大地电磁法反演模式地电特征黔西南金矿区

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    ERT在晋祠泉复流工程地下水勘查中的应用

    陈玲玉解建建刘恋
    621-627页
    查看更多>>摘要：晋祠泉具有重要的人文及社会价值,晋祠泉复流对山西省生态文明建设意义重大.通过地表水源置换地下水,在适宜地点修坝蓄水,抬升水位,可加大晋祠泉域入渗补给,促进晋祠泉早日复流.结合前期地质调查结果,在主要渗漏段布设4条高密度电法ERT(Electricity Resistivity Tomography)测线,在研究主要渗漏段的分布特征、渗漏性能及工程适宜性等方面均取得了一系列成果与认识,为开展地表水补给地下水工程选址提供了科学依据.结合数值模拟结果,认为龙尾头L2测线处,即古交市与娄烦县交界,靠近龙尾头村处地层具有良好的垂向及侧向渗透性,且该处地势开阔,地形条件良好,是较适宜的建坝地点.

    高密度电法岩溶数值模拟复流晋祠泉

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    赣南花岗岩区深部地热岩体电性结构特征研究

    王维强孙双振
    628-635页
    查看更多>>摘要：赣南地区地热资源丰富,但对地热资源的开发与利用程度较低,主要是缺乏对地壳深部地热地质体结构特征的研究.本次研究在前人研究基础上,通过大地电磁等地球物理工作对研究区深部结构特征进行研究,建立地热成因机制.以赣南花岗岩地质体为研究对象,使用宽频大地电磁探测法,利用大地电磁测深多测点-多频点阻抗张量成像技术,通过共轭阻抗法分解出电性主轴统计玫瑰图、测点分布云图进行大地线性构造识别,并使用精细二维反演技术推测地质结构特征,对地热异常体进行成像,开展宁都县小布镇地下热水运移机理研究并提供地热钻孔井位.得出结论为,研究区随测点、频点变化的区域电性主轴方位呈线性规律分布,因此存在较为明显的线性构造,且大地构造二维性强,适宜二维反演;确定了目标靶区的热水运移机理为高热流与高产热花岗岩体的多级次断裂控热导水,确定了两条主要控热控水断裂F6、F7;在控热控水断裂处提供900 m钻孔靶位,经打井论证,成功打出热水.

    花岗岩宽频大地电磁法阻抗张量成像热水运移

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    激电测深方法在东北地区松散岩类地下水探查中的应用

    何清立蒙凯
    636-644页
    查看更多>>摘要：本文对东北平原地区某城市下辖206个村屯集中式城乡供水工程进行前期地下水探查工作,主要目的是了解和掌握区域范围内地下含水层分布情况,寻找地下水赋存层位大致深度和分布规律,并对富水性进行分析和验证,为后期钻探和布井工作提供技术指导.本次研究主要利用激电测深方法技术,通过数据采集及成果解译,最终将工作区地层划分出3类含水层,由上至下依次为冲积砂潜水含水层、中细砂潜水含水层以及砂砾岩承压含水层,其中潜水含水层在地表以下30 m深度范围内,承压含水层在地下深部70 m以下,同时展示了不同含水层在探查范围内顶板埋深的分布情况.通过对地层富水性分析,全区85％平面范围内富水性表现强富水-中等富水,15％平面范围富水性表现弱富水性.最终通过钻孔对解译推断结论进行验证,结果基本吻合,证明了激电测深法在该地区地层找水方面的适用性.

    地下水富水性激电测深法钻孔

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