核磁共振与瞬变电磁方法联合解释分析

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1、摘要核磁共振方法作为一种特殊的地球物理方法对于探测地下水的分布有着独特的优势。它通过接收原子核在地磁场旋进过程中产生的电磁波来达到直接找水的目的。但是由于该方法引入我国的时间比较晚，并不为广大的地球物理工作者所知，因此，本文将对其理论和方法做介绍。在隧道/矿井开挖过程中，经常会碰到前方水患问题，在本文中，将以等效导电平面法给出掌子面前方电阻率的分布，为下一步含水率反演做了准备。文章从回线源在均匀半空间介质中产生的频率域磁场计算出发，给出了均匀半空间介质，层状介质中任意一点磁场的计算过程。在计算过程中，遇到了双贝塞尔函数

2、的积分问题，由于直流圆形回线在空间中产生的磁场表达形式和计算过程中遇到的形式一样，因此，用计算圆形回线磁场的办法计算了贝塞尔积分，解决了半空间和层状介质中磁场的计算问题。并用有限元的办法对三维介质中磁场的分布做了尝试，利用计算的磁场计算了核磁共振空间扳倒角的分布，并完成了含水率一维，二维和三维分布的核磁共振正演模拟。将实测信号转换成需要的地质参数是地球物理勘探的最终目的。以计算得到的正演响应曲线，采用代数超平面算法，对含水率一维、二维、三维分布的情况做了反演，反演结果与设计模型一致。结合实际，对新疆木兰地区一次地下水调

3、查中的两个测深点的数据做了反演，结果与商业NUMIS系统得到的结果一致。核磁共振方法只能给出含水率分布信息，对于地下电阻率分布情况，瞬变电磁法有着很大的优势，结合使用两种方法对更多了解地下信息意义明显，而电阻率的分布对核磁信号也有影响。在实际进行核磁共振正反演时，要根据其他信息给出地电断面的分布，尤其是在隧道超前预报工作中，需要实时给出掌子面前方电阻率的分布情况。在三维的瞬变电磁反演还没有成熟的条件下，基于等效导电平面法的快速三维电阻率成像法成了给出掌子面前方电阻率分布的一种实用手段。根据电阻率分布设计初始含水模型，对

4、模型响应进行反演，得到了与模型一致的结果。通过理论和实际数据的验证，说明了联合两种方法的可行性，为下一步的隧道超前预报一体化解释做了基础性工作。关键字：核磁共振，层状介质，双贝塞尔积分，隧道超前预报，等效导电平面IAbstractTheNuclearMagneticResonance(NMR)hasitsuniquedisadvantageinthefieldofdetectingasanexceptionalgeophysicsmethod.Itachievestheaimbyreceivingtheelectrom

5、agneticsignalwhentheatomcoreprecessioninthegeomagneticfield,However,itisjustashorttimeitintroducedtoourcountry,itisnotbefamiliarwiththeworkerofgeophysicswidespread,sothispaperwillrecommendthetheoryandtechnique.Intheprocessoftunnel/collieryexcavation,theinundatio

6、naheadisthecommondisaster,thispaperoffertheresistivitydistributionaheadthefacebasedonthefluctuatethinplat.preparingfortheinverseofwatercontent.Thispaperstartfromthecalculationofmagneticfieldarousebytheloopinthehomogenoushalf-spaceoffrequencydomain,offertheproces

7、sofcalculatingmagneticfieldininthehomogenoushalf-space,layeredmediumatanypoint.inthisprocedure,weaccounttheproblemofintegralofdoubleBesselfunction,becausethemagneticfieldexpressionstimulatebythedirectcurrentloopisthesameastheformweneedtosolve,wenumerationthedoub

8、leBesselintegralwiththemethodofcomputingdirectcurrentloop,solvingtheproblemofcalculationthemagneticinhomogenoushalf-spaceandlayeredmedium,atlast,havinganattemptofdesc