Abordagem convencional para investigação de túnel profundo - sistema de magnetotelurics

Abordagem convencional para investigação de túnel profundo - sistema de magnetotelurics

Quanto à investigação profunda do túnel, o MageTotellurics é reconhecido a abordagem mais eficaz no acadêmico, devido à sua forte proporção de sinal / ruído, grande profundidade de detecção, baixo custo, alta eficiência. Possui muitos ramos, como magnetotelúrico de áudio (AMT), fonte de magnetoteluric (CSAMT) de fonte controlada e amplo método eletromagnético de campo (WFEM). Cada um deles tem suas próprias vantagens em medição e custo.

Tomamos um dos túneis extra -longos mais difíceis para pesquisar, por exemplo, -YIFU Railway. É componente do "corredor do rio" na China no planejamento da rede ferroviária média e de longo prazo. Há um túnel de Mengjiaya e 12 km foi corroído. Causou erosão tectônica e dissolução do terraço do terraço. Toda a seção é caracterizada por diferenças significativas de elevação topográfica, desenvolvimento tectônico de falha, hidrologia karst complexa e litologia estratigráfica diversa.

Características geofísicas da área de pesquisa

De acordo com os dados de perfuração existentes na área do projeto, os estratos na área do projeto são principalmente de preenchimento, rocha cinzenta, xisto, costura de carvão, dolomita, arenito de quartzo, siltstone, xisto etc., e a diferença de estratificação de resistividade litológica é muito óbvio.

Existem 2 problemas principais que precisamos enfrentar neste projeto:

1. A forte interferência eletromagnética influencia a precisão da medição

A área de pesquisa está localizada na área de atividades das pessoas. Linhas de energia, rede de transporte e atividades de muitas outras pessoas afetarão as observações e a precisão do EM.

Fig: Resultados do ponto de distúrbio da AMT

Como é mostrado na figura, a forte zona de interferência (linhas de potência de alta tensão influenciam a faixa de influência) no sinal de campo magnético tem um impacto grave (salto irregular), e a força de interferência de diferentes pontos de frequência é diferente; para que a forte zona de interferência do ponto de medição resistividade visual, transtorno da curva de fase.

2. Forte forte efeito de resistência à absorção eletromagnética

A profundidade do túnel no escopo da seção de destino é de cerca de 1000m. De acordo com a análise de dados geológicos regionais e dados de perfuração, a aparente resistividade e feixes de ondas da superfície rasa para o local profundo são altos.

Influenciados pela baixa resistência horizontal de tufos carbonáceos e costuras de carvão da formação de saddleback, o método CC convencional e o som geomagnético são difíceis de penetrar e não podem obter sinais efetivos em profundidade. É necessário adotar métodos profundos e resistentes a interferências de exploração física e meios eficazes de processamento e inversão de dados.

Fig2: Resultados geomagnéticos de GD171+600-GD174+600 Seção do túnel Mengjiaya

Proposta viável: fonte natural e artificial CSAMT multifuncional

L Solução para blindagem de baixa resistência afeta o som

1.1 Frequência mais baixa:

De acordo com as necessidades de exploração, escolher a onda de baixa frequência com várias frequência, frequência de sinal (0,1Hz-8192Hz). Isso aumentará bastante a profundidade da detecção.

1.2 Poder de transmissão mais alta:

Adotando transmissor de alta potência, potência máxima de transmissão: 60kW. Tensão máxima de transmissão: 1000V, corrente de transmissão máxima: 60A, o que melhora bastante a transmissão

Força de sinal, para garantir que o sinal possa penetrar na camada de proteção de baixa resistência.

Transmissores magnetotelúticos de alta potência GD60A

Tensão de transmissão: 1000V;

Corrente transmitida: 60A;

Modo de saída: tensão constante, corrente constante, modo de energia constante;

Tensão de entrada: 3 fase270V ～ 480V;

Frequência de transmissão: DCTO82KHz

Aplicação: excitação de alta potência, geomagnética de fonte controlada, eletromagnética transitória, etc.

Precisão de sincronização: ± 30ns, menos de 1ms flutuando mais de 10 horas sem sinais de GNSS;

Proteção: excesso de tensão, excesso de corrente, superaquecimento, falha de fase, etc.;

Faixa de gravação atual: ± 200a;

Largura da banda de gravação atual: dcto1khz;

Comunicação sem fio: WiFi interno-in4g+;

L Anti-interferências Estratégia: Aquisição de dados

1. Orientação da fonte de emissão preferida

Uma fonte artificial fundamentada em alta potência foi implantada a aproximadamente 8 km da linha de exploração; O dipolo do transmissor AB é de 1,6 km, aproximadamente paralelo à orientação da linha de pesquisa. A resistência ao aterramento é de 17 a.

Fig.3: Diagrama de arranjo de medição do sistema eletromagnético GD-5

2. Referência remota preferida

Especificação de exploração: A distância da estação de referência remota deve ser maior que 14 vezes a profundidade da exploração, o sinal de exploração está relacionado e o ruído não está relacionado. A área preferida para este projeto é a área com menos interferência fora da área de trabalho, que fica a cerca de 45,6 km do ponto de medição do túnel.

Ondas no domínio do tempo suaves sem sinais de interferência óbvios

A curva é lisa e contínua, sem pontos de salto óbvios

• Proposta geral para processamento de dados

  
  

  

• Perfil proposto de aparente resistividade

  

Perfis propostos de resistividade aparente de campo natural; (a) rxy; (b) ryx

• Pós -processamento de dados: inversão do perfil

Para reduzir a multiplicidade de soluções, a idéia de "regularização " é introduzida na função objetivo e os termos do modelo são adicionados para controlar a suavidade do modelo.

Φ = φ1 + lΦ2

Φ1 = dd tσ ddd

Φ2 = | LM | 2 = m tl tlm

Φ = dd Tσ dDd +lm tl tlm

• Inversão lateral 2D proposta (LCI)

Ao integrar a inversão dos dados do perfil e impor restrições laterais, os parâmetros de resistência ao solo de vários pontos de medição na mesma linha de pesquisa são simultaneamente invertidos e executados.

Diagrama esquemático do modelo Graben

Modelo Graben LCI Inversão Resultado Perfil