张彬
- 作品数：26 被引量：117H指数：5
- 供职机构：中南大学地球科学与信息物理学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学基金湖南省交通科技计划项目更多>>
- 相关领域：天文地球理学水利工程交通运输工程更多>>
- 无单元Galerkin法的电流场与渗流场耦合正演
- 2024年
- 联合求解渗流场与电流场是确定土石坝渗流精确分布及评价渗流严重程度的重要途径.为解决水文-地球物理方法中存在的渗-电拟合度差及分辨率损失严重等问题,针对电性参数对水文状态变量的敏感性,本文开发一种基于无单元Galerkin法(Element-Free Galerkin Method,EFGM)的渗流场与电流场耦合正演算法.一方面,通过引入岩石物理关系经验公式及水文状态变量构建耦合模型;另一方面,通过滑动最小二乘法构造形函数,利用罚函数计算边界条件,以解决耦合模型的构建过程中对网格单元过度依赖问题来提高渗-电拟合精度.数值模拟的渗-电关联响应及耦合正演中,分析了土石坝内电流场及渗流路径,探索了各分量对土石坝不同附属结构体的异常响应特征.关联响应结果显示,饱和区内渗-电关联响应吻合较好.但由于非饱和渗流的特殊性,非饱和区介质岩石的物理特性会随着饱和度、孔隙度等因素的变化而发生改变,从而导致土石坝内非饱和区物性参数的分布与饱和区不同,从而造成非饱和区内渗-电场关联响应存在差异.在非饱和区域,耦合电位及电流密度分布与渗流分布吻合度高.渗-电耦合结果对实施模型约束的水文-地球物理耦合反演具有重要理论和实际意义.
- 戴前伟张文健雷轶张彬张彬
- 关键词：电流场渗流场土石坝
- 探地雷达及EH4对钼矿采空区的综合探测被引量：18
- 2010年
- 采空区严重威胁着地面建筑物和矿山的安全,对采空区探测方法的研究有着重大的现实意义.本文探讨了探地雷达及EH-4电导率成像法对某露天钼矿采空区探测的方法技术及其应用效果.探地雷达对浅层地段不仅有很高的探测精度和高分辨率,能达到对浅部采空区的精确定位.EH-4电导率成像系统的探测深度大,通过电阻率断面图的局部异常体,可以直观的来判断采空区的位置从而查明深部采空区,结合二者对采空区进行综合探测.
- 戴前伟余凯冯德山张彬
- 关键词：采空区探地雷达EH-4
- 仰拱病害的电磁波响应特征模拟及三维成像
- 2018年
- 为提高隧道仰拱病害的电磁波三维成像效率和探测精度,提出一种基于旋转交错网格(rotated staggered grid, RSG)数值模拟及偏移成像理论的波场分析方法,建立了仰拱典型病害的RSG数值模型,模拟了电磁波在隧道仰拱及隧道底层结构中的复杂传播情况,分析了电磁波的衰减、绕射、频散等电磁响应特征及道集信号,然后基于RSG偏移成像理论,并通过局部刻画和三维切片等技术,开展了隧道仰拱病害电磁波模拟数据的RSG三维成像研究.结果表明:仰拱中钢筋与钢支撑混凝土介质的电场幅值均大于6.5×10~4V/m,仰拱病害的电场幅值约为6.0×10~4 V/m, RSG三维成像及分析方法兼顾了电磁波横纵向分辨率,刻画出了软弱夹层介质内部的疏松情况和起伏形态,提高了电磁波对仰拱病害的成像精度.
- 蒋武军尹小波尹小波戴前伟
- 关键词：仰拱电磁波仿真建模
- 基于共中心点道集约束的探地雷达波阻抗反演被引量：5
- 2020年
- 探地雷达(GPR)波阻抗反演是一种准确获取地下介质本征参数的有效方法,该方法依赖于测井资料提供的低频信息,而在GPR实际应用中,钻孔资料很少。为此,提出利用共中心点(CMP)速度分析为波阻抗反演提供大尺度纵向约束,实现在CMP速度分析结果的约束框架下,精细重构介质的介电参数信息。首先,以层状模型为算例,验证了CMP速度分析结果作为波阻抗反演的初始模型约束的可行性;在此基础上,开展了2个随机介质模型的波阻抗反演测试,反演结果的整体结构与模型接近,细微结构得到了较好的重构,与理论值的平相对误差为8.73%。结果表明,该方法在随机介质模型的探地雷达的波阻抗反演中更高效和经济,并且成像结果中包含着丰富的细节信息,在土壤介质其他物理参数估计中具有可行性和适用性。
- 戴前伟宁晓斌张彬
- 关键词：探地雷达波阻抗反演共中心点参数估计
- 矽卡岩矿床岩体形态定量分析及成矿关系研究—以安徽铜陵凤凰山铜矿床为例
- 矽卡岩型矿体的产状主要受岩浆岩的形态及其与围岩的接触带所控制。因此,在研究矽卡岩型矿床的成矿预测过程中,岩浆岩的形态为重要的约束条件。凤凰山铜矿床是典型的矽卡岩型矿床,本文以凤凰山新屋里岩体为实验对象,运用数学形态学和欧...
- 毛先成赵莹邓浩张彬刘占坤陈进邹艳红赖建清
- 文献传递
- 高陡起伏地形GPR偏移的波场延拓及精度分析被引量：3
- 2016年
- 基于高陡起伏地形对探地雷达波场的成像精度产生影响,将传统的单微分算子改进为交叉微分算子(CDO);基于交叉微分算子的差分逆时偏移改变传统差分偏移算法的波场延拓方向,给出无近似的波场延拓差分公式、上行波边界条件和实现过程,得到能适应于高陡起伏地形的探地雷达偏移算法,然后以横向速度差异较大的高陡起伏反射模型为例,从波场延拓精度与解析结果、振幅保真加权值、高陡界面能量归位能力、成像剖面4方面分析交叉微分算子偏移法与传统方法的成像精度。研究结果表明:基于交叉微分算子的探地雷达偏移算法能够实现高陡界面的正确归位。
- 石明戴前伟冯德山张彬尹小波
- 关键词：探地雷达偏移成像波场延拓
- 基于球形结构元素的两种三维形态滤波方法
- 2016年
- 基于数学形态学的三维形态滤波在采用大规模结构元素进行运算时,变得异常耗时,若采用的结构元素为球形,则可以使用欧式距离变换代替基本的形态学运算。以某地质体二值图像为背景,对两种三维形态滤波方法进行对比分析,实验结果表明,基于球形结构元素的两种形态滤波方法的滤波效果完全相同,但基于欧式距离变换的形态滤波方法在针对大规模球形结构元素时更为有效。
- 张彬张彬
- 关键词：数学形态学
- 基于改进型UPML吸收边界条件的电磁波数值模拟被引量：2
- 2015年
- 基于分裂场的完全匹配层(PML)吸收边界条件完成了对非物理反射波的吸收,初步实现了有限区域对无限开放空间的数值模拟,然而在计算区域的边界上需要对场分量进行分裂,增加了Maxwell方程组中独立方程的个数,使场分量迭代复杂,增大了数值计算量.单轴各向异性完全匹配层(UPML)边界条件则不需要对场分量进行分裂,迭代公式简单,便于程序实现,本文在常规UPML上增加了自由可变因子,使得对低频成分的反射波具有更好的吸收效果.本文首先推导了TMz波的改进型UPML方程组,给出了改进型UPML的介电参数分布方式,详细介绍了该算法的程序实现步骤,并以数值算例进行验证,分别采用基于分裂场的PML、常规UPML和改进型UPML边界条件进行数值计算,并从波场快照、时间域反射误差和频率域反射误差等方面,对比了三者的吸收效果,结果表明;在电磁波传播后期,改进型UPML吸收边界条件对低频率成分的反射波具有更好的吸收效果,更真实地模拟了开放的无限空间.
- 魏丽君张彬陈志康
- 关键词：数值模拟吸收边界条件
- 基于FDTD管线渗漏异常GPR数据的电场分量成像研究被引量：1
- 2018年
- 基于渗漏异常区的特点，提出一种管线渗漏异常GPR数据的电场分量成像技术，用以解决地下介质分布复杂情况下的渗漏异常区的准确识别．由于异常区含水量高，因此采用时间域有限差分法（FDTD）模拟不同介电参数的地质模型在GPR中的电磁波响应，通过正演模拟，反应介电常数差异与反射波能量成正比，差异越大，反射波能量越强．将此成像技术应用在实地管道渗漏探测中，试验结果表明：成像技术成效显著，管道渗漏异常在分量图谱中识别率高．
- 韩雪张彬
- 关键词：介电常数
- 探地雷达各向异性介质有限差分偏移线性变换被引量：4
- 2012年
- 将地震偏移技术中的线性变换差分偏移应用于探地雷达的数据偏移,在讨论各向同性介质线性变换差分偏移算法的基础上,研究各向异性介质偏移归位情况来解决该算法对速度的高敏感性问题,编写探地雷达线性变换差分偏移算法的Matlat程序;通过对线性变换差分方程推导,得到一系列三对角线性方程组;在求解这些特殊方程组过程中,通过调用Matlat程序中定义的Pursue函数来循环求解这一系列大型的三对角线性方程组,并将计算结果进行储存供后续迭代使用,最后将满足终止条件的偏移成像矩阵输出并可视化,运用该算法分别对各向异性的正演雷达数据和实测雷达数据进行处理。研究结果表明:该算法在对各向异性介质中存在多次反射质点和主要反射层的地质问题进行偏移归位时具有明显优势。
- 戴前伟张彬冯德山
- 关键词：探地雷达有限差分偏移各向异性介质
