[發明專利]一種跨孔激發極化探測溶洞的方法

在審

• 申請號: 201911183229.2
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110967767A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 羅盈洲;李松晏;陳建華;盧春燕;王姍;鄧亮
• 申請（專利權）人: 中建四局第一建筑工程有限公司;中國建筑第四工程局有限公司
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;朱法恒

1.一種跨孔激發極化探測溶洞的方法，其特征在于包括以下步驟：

S1，制作探測裝置：所述的探測裝置是由第一PVC管和第二PVC管組成，在第一PVC管或第二PVC管接觸探測區域段的側面每間隔1米進行打孔處理，然后將銅質電極安裝到第一PVC管或第二PVC管的孔洞中，同時每個電極與銅芯電纜連接，銅芯電纜通過第一PVC管或第二PVC管的內孔外伸到地表后與極化率測量儀器連接；

S2，放置探測裝置：將探測裝置的第一PVC管和第二PVC管分別放入探測區域兩側的鉆孔中，使第一PVC管和二號PVC上的兩排電極相向放置，并與探測區域處于同一平面內，同時使所有電極均與土體有良好的接觸狀態；

S3，讀取數據：將第一PVC管上的電極從上到下標記為1號電極～N號電極，將第二PVC管上的電極從下到上標記為N+1號電極～2N號電極，然后以1號電極和2N號電極作為供電電極，以2號電極和2N-1號電極作為測量電極；此時，保持1號電極和2號電極位置不變，2N號電極和2N-1號電極逐次等步長向下移動，并讀取數據，直至最后一個點極；同樣，1號電極和2號電極等步長向下移動一個電極間隔位置，2N號電極和2N-1號電極重復前述動作并讀取數據，重復以上動作直至2號電極到達最后一個電極；

S4，根據極化率測量儀器采集的數據計算極化率；

S5，反演：采用最小二乘法求解基于極化率的目標函數，從而得到識別區域的極化率；

S6,繪制反演圖；采用surfer軟件繪制極化率反演圖；

S7,溶洞識別：極化率相對較高的區域則可識別為溶洞存在的區域。

2.根據權利要求1所述的跨孔激發極化探測溶洞的方法，其特征在于：計算極化率時，目標模型的電阻率為已知，假設目標模型被離散為M個有限元，其中每個單元的電阻率和極化率分別為σ和η；因為極化率的數值為η_i＜＜1.0，因此可對Φ_r進行一階泰勒展開：

將上式代入

中，可得到視極化率的表達式

上式可簡化為：

因此，第i個是極化率可表示為：

其中，N為實測視極化率的個數，

η_a＝Jη

所以

η＝J-1η_a。

3.根據權利要求1所述的跨孔激發極化探測溶洞的方法，其特征在于：求解基于極化率的目標函數時，因為η^-1一般為病態矩陣，因此需要引入正則化項，那么該方法的目標函數為：

obj＝||Jη-η_A||²+λ||η-η₀||²。