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物探在水勘中的应用

物探在水勘中的应用
物探在水勘中的应用

地球物理测井在煤矿床水文地质勘查中的应用

赵建鹏

(中国煤炭地质总局第四水文地质队赵建鹏)

摘要:目前在进行煤田水文地质勘查项目中,地球物理测井是最基本的勘探手段,在如今已经广泛应用到水文勘查项目中。通过测井提供准确可靠的岩、煤层以及煤层夹矸的埋深、厚度和结构;取得钻孔的井斜、井温、井径等工程资料;验证岩芯地质编录以弥补钻探的不足;提供岩、煤层的物性参数,进行比较准确的岩、煤层对比,并提供含水层深度与厚度解释资料,为煤炭资源普查提供可靠资料。

关键词:地球物理测井、煤矿水文地质勘探、应用

Geophysical well logging in coal bed application in hydrogeological

investigation

Zhao Jianpeng

Abstract: at present in coalfield geological exploration project, geophysical well logging is one of the most basic exploration methods, now has been widely applied to hydrological survey project. By logging to provide accurate and reliable rock, coal and gangue in coal seam buried depth, thickness and structure; obtain borehole deviation, temperature, diameter of well engineering data; validation of core drilling geological logging to compensate for inadequate; provide rock, coal seam physical parameters, were compared with accurate rock, coal seam comparison, and provide aquifer depth and thickness interpretation data, provides the reliable data for the coal resources survey.

Key words: geophysical well logging, coal mine hydrogeological exploration, application

内蒙古地区煤炭资源丰富,但是煤层埋深大,一般在600m以下,顶板含水层厚,其直接含水层为侏罗系直罗组砂岩含水层,间接含水层为白垩系志丹群含水层。根据抽水资料该两层含水层富水性均为中等,对煤矿开采安全威胁很大。内蒙地区煤矿一般都需要解决顶板涌水的问题,才能保证安全开采。本文着重论地球物理测井在内蒙古煤矿床水文地质勘探的应用。

首先划分钻孔剖面,确定含水层深度厚度。其次半定量分析含水层矿

化度。基于含水层、隔水层和砂层、粘土层之间的导电性、电化学活动性、天然放射性等方面的物性差异,工作中一般选用视电阻率、自然电位、天然放射性测井等方法,确定钻孔地层剖面,将含水层划分出来。

1、仪器及软件选择

使用测井仪为国产TYSC—QB型轻便数字测井仪,该仪器性能优良,工作期间性能稳定,施工前按《煤炭地球物理测井规范》和《煤田测井设备测试调校细则》要求进行了刻度和调校。野外数据采集使用厂方提供的《TYSC》采集软件。室内资料处理采用中国煤田地质总局物探公司开发的煤田地球物理测井资料处理系统《CLGIS》。

2、工作方法

根据本区的岩、物性特征,主要测井方法选择侧向电阻率法、自然电位法、自然伽玛法、伽玛伽玛法四种方法对全孔进行综合测井。

井口部位受水位或套管影响,只能测伽玛-伽玛和自然伽玛两种曲线。井斜仪采用点测,每下放50m测量一个点,每上提200m检查一个点。施测过程中由计算机屏幕监视各方法测井曲线,发现畸变或特殊异常即立刻重复检查。实测数据经处理程序分析解释后生成相应文件打印出图,全孔绘制1:200综合成果图,煤层绘制1:50综合成果图。根据需要,采用提交的数据盘配合处理软件可随时调整各种图件绘制的比例尺,以及进行其它参数的计算。

3、资料解释

3.1地球物理特征

根据勘探区地球物理特征,测井综合成果图横向比例尺的选择一般为:电阻率lg(1~3)Ω.m、自然伽玛0~2PA/kg、伽玛-伽玛1~3g/cm3、自然电位-35~0mv。

(1)含水层物性特征

除第四系松散层外,其下伏砂岩含水层。测井电阻率曲线呈现相对高值反映;伽玛—伽玛曲线表现为相对低值反映,自然伽玛曲线表现为低值反映;自然电位曲线有较明显的异常反映。

(2)煤层及夹矸的特征

1)煤层及夹矸的一般特征

煤层具有高阻、低密度(高伽玛-伽玛)、低自然伽玛之特性;夹矸通常为较

高阻、较高密度(较低伽玛-伽玛)、高自然伽玛特征。

2)可采煤层特征

可采煤层其物性特征为:伽玛-伽玛曲线呈特高异常;视电阻率曲线反映为高异常;自然伽玛曲线反映为较明显的低值异常;自然电位曲线异常反映不明显,一般为微弱的负异常反映。

(3)勘探区主要地层岩性的物性特征

1)砂岩:依其颗粒的粗细可分为粗、中、细、粉砂岩,电阻率值一般依次递减,随颗粒的由粗变细,胶结程度的降低(孔隙度的增大),其密度相应减小;随颗粒由粗变细和泥质含量的增高,放射性物质含量相应增高。

2)泥岩:电阻率相对最低,且变化范围不大;密度较小,一般有埋藏愈深,孔隙度愈小,所含硅质及碳酸质物质愈多,电阻率和密度亦愈高(大)之规律。由于泥质颗粒较小,在沉积过程中吸附有较多的铀、钍化合物,因此具有较高的放射性强度。

3.2岩层定厚原则

根据不同岩层物性反映特征、参考以往(榆神府-东胜矿区)区域基准孔所获得的各参数曲线解释点取证及大量的测井实践确定分层定性解释原则,利用三种以上的测井参数对地层进行定性、定厚解释,提供测井地质剖面成果。(见表1)

定性解释使用测井方法一览表表1

3.3煤层定厚原则

定厚解释原则如下表2。确定成果采用短源距伽玛伽玛与三侧向电阻率解释成果的平均值。所确定的成果与钻探资料相吻合。

测井方法曲线分层定厚原则一览表表2

3.4解释方法

含水层:含水层的定厚解释采用伽玛-伽玛(密度)、自然伽玛、电阻率、自然电位曲线,以密度、三侧向视电阻率、自然伽玛曲线为主。电阻率曲线采用拐点法,自然伽玛曲线以半幅值点定厚。采用成果一般以三侧向视电阻率曲线解释为准。以密度和自然伽玛曲线为辅,同时参考扩散曲线。

煤层:根据岩石和煤的物性特征、勘探区地质条件,先从1:200曲线上将厚度大于0.70m煤层划分出来,对其进行1:50放大,然后依据解释原则,确定其顶、底板及夹矸深度、厚度。

岩层:各类岩层都具有不同物性特征,在测井曲线上会以不同的形态特征显示出来。利用同类岩层在不同参数曲线上组合规律,在1:200测井曲线上,以异常1/2处划分岩层界面。

3.5含水层特征

区内地层含水层主要为裂隙含水层。裂隙含水层的导电性、电化学活动性、放射性等均有差异。其密度因孔隙度的增大而减小,三侧向电阻率随粒度的增大而增大,自然伽玛强度随粒度增大而减小,当砂岩含水时,自然电位一般具有较大的异常(相对泥岩)。根据密度低、三侧向电阻率高、自然伽玛强度低、自然电位相对异常的组合特征划分含水层。本次全区共划分含水层311层(段)。

白垩系下统志丹群(K1zh)为区域水位以下的主要含水层之一,本组岩性为紫红、棕红色中细粒及粗粒长石砂岩,偶夹薄层粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。测井电阻率曲线呈现中高异常;密度曲线低异常,自然伽玛曲线表现为低值反映;自然电位曲线有较明显的负异常反映(图2) ;在扩散法测井曲线上,出现明显井液淡化和扩散曲线移动反映(图3)。

(2)侏罗系中统安定组(J2a)含水层特征:本组岩性为泥岩、砂质泥岩、中砂岩,含钙质结核。测井电阻率曲线呈现中高异常;密度曲线低异常,自然伽玛曲线表现为低值反映;自然电位曲线有较明显的负异常反映。通过各孔资料综

合分析,侏罗系中统安定组(J2a)总体上富水性相对较好,上部稍差。

(3)侏罗系中统延安组(J2y)含水层特征:本组岩性为灰~灰白色砂岩,深灰色、灰黑色砂质泥岩,泥岩和煤层。测井电阻率曲线呈现中高异常;密度曲线低异常,自然伽玛曲线表现为低值反映;自然电位曲线有较明显的负异常反映(图2-4) 。通过本区各孔资料综合分析,侏罗系中统延安组(J2y)含水层不稳定。

图2 志丹群(K1zh)含水层特征曲线

测井解释柱状

050井液电阻率(Ω.m)

.000

10.00020.00030.00040.00050.00060.00070.00080.00090.000100.000110.000120.000130.000140.000150.000160.000170.000180.000190.000200.000210.000220.000230.000240.000250.000260.000270.000280.000290.000300.000310.000320.000330.000340.000350.000360.000370.000380.000390.000

ρ1 2011.4.18 13:48~14:16ρ2 2011.4.18 15:24~15:53ρ3 2011.4.18 17:24~17:50ρ4 2011.4.18 21:17~21:42ρ5 2011.4.18 23:30~23:51ρ6 2011.4.19 1:44~2:11ρ7 2011.4.19 4:44~5:10ρ8 2011.4.19 8:10~8:39ρ9 2011.4.19 11:42~12:07

SK3盐化曲线测量起止时间ρ0 2011.4.18 11:58~12:24含

含水带解释厚度:343.00m

含水带终止深度:393.00m 含水带起始深度: 50.00m ρ0

ρ1

ρ2

ρ3

ρ4

ρ5

ρ6

ρ7ρ8

ρ9

图3 K 1zh 扩散典型特征曲线

图4 延安组(J 2y )含水层特征曲线

参考文献

[1] 徐金文,梁詠仁.CUGTEM 野外工作方法应用手册[M].中国地质大学资源仪器研究所,2001. [2] 蒋文,赵聚林,任多魁.甘肃省不同水文地质条件下的综合物探方法找水效果研究报告.2002. [3] 蒋文,任多魁. 平凉市南部山区岩溶地下水瞬变电磁法勘测成果报告.2002.

煤矿水文地质中物探dian

直流电法仪与瑞利波探测仪在官地矿水文地质预测预报中的应用 编写单位:官地矿地测科 作者:张忠明(科级)、闫成立(副科级)、杨新武(助理工程师)、贾杨(技术员)、史海江(实习技术员) 摘要:阐述了直流电法仪与瑞利波探测仪在煤矿井下水文地质预测预报的基本原理、数据处理及解释方法,介绍了直流电法仪三级超前探测与及瑞利波超前探测的布置的方法,并根据官地矿16407工作面西八顺槽陷落柱探测结果,对前方构造验证,提出了保证矿井安全生产的对策措施。 关键词:直流电法仪;瑞利波探测仪;超前探测;水文地质;预测预报。 随着我国煤炭工业的快速发展,各矿区开采深度不断增加,开采过程中承担的水压越来越大,矿井水灾事故不断发生,轻则造成经济损失,重则造成重大的人员伤亡事故。国家安全总局近期提出了“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的矿井防治水原则,为落实这一原则,采用物探手段在煤矿井下掘进工作面进行超前水文地质预测预报是目前重点研究的课题之一。近年来有关这方面的研究成果取得了重大突破,其中直流电法和瞬变电磁法在井下水文地质预测预报中得到了广泛应用,尤其直流电法仪可以测试工作面前方介质的视电阻率,而含水介质的视电阻率变化较大,所测结果对分析前方水文地质状况能起到很好的作用。但是由于井下机电设备较多,磁场复杂,测试过程中可能会产生杂散电流,影响测试结果。如何采用正确方法,排除干扰,保证测试结果的准确性,我矿现阶段试用瑞利波与直流电法相互验证的方法来进行数据的分析。 16407工作面井下位于南四采区北翼,右侧为16405工作面(未采)、左侧及前方均为未采区,上部为12416、12418、22420、22424、23418工作面采空区,预计在采空区低洼处有采空积水。3#~6#煤层层间距约为37.68m,在掘进过程中工作面多次揭露陷落柱,水文地

工程物探

地球物理勘探 一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点: 四、物探方法的应用范围与应用条件 五、物探在工程勘探中的应用

一、物探及其分类 1、地球物理勘探 地球物理勘探,简称物探,是以地下岩体的物理性质的差异为基础,通过探测地表或地下地球物理场,分析其变化规律,来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围(大小、形状、埋深等)和物理性质,达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 物理性质:岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。 地球物理场:物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。 天然场;天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场(放射性射线场)等 人工场:由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等,发球人工激发的地球物理场。人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好,但成本较大。

地球物理场还可分为正常场和异常场。 正常场:是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。 异常场:是由探测对象所引起的局部地球物理场,往往叠加于正常场之上,以正常场为背景的场的局部差异和变化。例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场,叠加在正常磁场之中;铬铁矿的密度比围岩的密度大,盐丘岩体的密度比围岩的密度小,分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。 2、地球物理勘探分类 二、物探方法简介 1、重力勘探 重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化(即“重力异常”)来勘探矿产、

物探新方法新技术之七:三维可视化技术(3DVisualization)

7 三维可视化技术 三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。它是利用三维地震数据体显示、描述和解释地下地质现象和特征的一种图像显示工具。它可使地球物理学家和地质学家“钻入”到数据体中,更深刻地理解各种地质现象的发生、发展和相互之间的联系。 7.1 三维可视化技术概述 可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像,并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式,使人们能够观察到不可见的对象,洞察事物的内部结构。 可视化技术有两种基本类型:基于平面图的可视化(Surface Visualization)和基于数据体的可视化(Volume Visualization),也称为层面可视化和体可视化。 层面可视化指的是地质层位、断层和地震剖面在三维空间的立体显示,其主要用于解释成果的检验和显示。 体可视化是通过对数据体(可以是常规地震振幅数据体,也可以是地震属性数据体,如波阻抗体或相干体)作透明度等调整,从而使数据体呈透明显示,其主要用于数据体的显示和全三维解释。 在体可视化解释中,常用技术有5种:体元自动追踪技术、锁定层位可视化技术、锁定时窗可视化技术、垂直剖面叠合可视化技术和多属性可视化技术。 (1) 体元自动追踪技术 追踪过程是从解释人员定义种子体元(Seed Voxel)开始的,体元追踪是沿着真正的三维路径追踪数据体,因此追踪结果是数据体而不是层位。图7—1给出利用体元自动追踪技术解释某油田含油砂体的过程,即从油层标定、种子点拾取、体元追踪到三维显示。 (2) 锁定层位可视化技术 利用已有的层位数据(或者层位数据做定量时移)作为约束条件,将目的层段的数据从整个数据体中提取出来,然后针对层段内部数据体调整颜色、透明度和光照参数,可以更有效地圈定地质体的分布范围,更准确地判断断层的延展方向

《应用计算方法教程》matlab作业一

作业一1-1实验目的:寻求高效算法 实验内容:设 1 x1 n n n ?? =+ ? ?? ,给出两个算法,求 1023 x,写出MATLAB程序,并统计计算法 计算量。若要计算量不超过20flop,应如何设计算法?算法一 算法: 令 1 1 t n =+,依次计算2481024 ,,,, t t t t ???,最后用1024/ t t。 界面: 计算量:12flop 算法二 算法: 直接计算t的1023次方。 程序: 界面: 计算量:1024flop 若要计算量不超过20flop,采用第一种算法较合适。 作业二3-5 实验目的:应用不同迭代法求解代数方程 实验内容:分别采用二分法、Newton法、Newton下山法、割线法求解方程 432 6005502002010 x x x x -+--= 在[0.1,1]中的根;精确到4 10-。 二分法

算法: 432()600550200201f x x x x x =-+--为连续函数,且由题意可知[0.1,1]为含根区间, 令a=0.1,b=1,取p=(a+b)/2。若f(p)=0则p 是方程f(x)=0的解;若f(a)f(p)<0则根在(a,p)内,取a 1=a,b 1=p ;否则根在区间(p,b)内,取a 1=p,b 1=b 。重复上述过程直到达到精度要求为止。 程序: Newton 法 算法: 建立牛顿迭代格式 432132 ()600550200201 ()600*4*550*3*40020 n n n n n n n n n n n n f p p p p p p p p f p p p p +-+--=-=-' -+- 直到1||n n p p +-小于精度要求时迭代结束,将1n p + 作为结果输出。

物探新方法、新技术

第一章 地震模拟技术 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质,用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程,以得到理论地震记录的各种方法和技术。 物理模拟 :物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构,采用超声波模拟地震波,专用换能器模拟震源和检波器,将野外地震勘探过程在实验室内重现,得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近,真实性和可比性高;缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是: (1) 地下介质是水平层状的,无岩性横向变化,各层间密度变化不大,均可视为常数; (2) 地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面,各层反射波的波形与子波波形相同,只是振幅和极性不同; (3) 所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 制作合成地震记录的步骤是: (1) 获得反射系数 反射系数曲线?)(t R 波阻抗曲线),(ρv z 根据假设(1),可用速度曲线代替波阻抗曲线。 通常用声速测井资料即可,但某些地区无声速测井资料,也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式) 6/13)(102)(ρh h v ?= (1-1) (2) 地震子波的选择 选用不同的子波来制作合成记录,与井旁的地震道比较,选择最接近的一个。 (3) 不考虑多次波及透射损失情况 地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录 )()(*)(t s t t b =ξ (1-2) (4) 不考虑多次波,但考虑透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-3) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。 例如第n 个界面的等效反射系数为 )1()1)(1(212221ξξξξξ---=-- n n n n (5) 考虑多次波及透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-4) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。 图1—3为合成地震记录的示意图。利用合成地震记录,对地震剖面上的地质层位

《应用计算方法教程》matlab作业二

6-1 试验目的计算特征值,实现算法 试验容:随机产生一个10阶整数矩阵,各数均在-5和5之间。 (1) 用MATLAB 函数“eig ”求矩阵全部特征值。 (2) 用幂法求A 的主特征值及对应的特征向量。 (3) 用基本QR 算法求全部特征值(可用MATLAB 函数“qr ”实现矩阵的QR 分解)。 原理 幂法:设矩阵A 的特征值为12n ||>||||λλλ≥???≥并设A 有完全的特征向量系12,,,n χχχ???(它们线性无关),则对任意一个非零向量0n V R ∈所构造的向量序列1k k V AV -=有11()lim ()k j k k j V V λ→∞ -=, 其中()k j V 表示向量的第j 个分量。 为避免逐次迭代向量k V 不为零的分量变得很大(1||1λ>时)或很小(1||1λ<时),将每一步的k V 按其模最大的元素进行归一化。具体过程如下: 选择初始向量0V ,令1max(),,,1k k k k k k k V m V U V AU k m +===≥,当k 充分大时1111,max()max() k k U V χλχ+≈ ≈。 QR 法求全部特征值: 111 11222 111 ,1,2,3,k k k k k A A Q R R Q A Q R k R Q A Q R +++==????==??=???? ??????==?? 由于此题的矩阵是10阶的,上述算法计算时间过长,考虑采用改进算法——移位加速。迭 代格式如下: 1 k k k k k k k k A q I Q R A R Q q I +-=?? =+? 计算k A 右下角的二阶矩阵() () 1,1 1,() (),1 ,k k n n n n k k n n n n a a a a ----?? ? ??? 的特征值()()1,k k n n λλ-,当()()1,k k n n λλ-为实数时,选k q 为()()1,k k n n λλ-中最接近(),k n n a 的。 程序

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工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同,工程物探技术又分为三大分支,即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探(简称工程物探),我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多,它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同,随着科学技术的进步,工程物探技术的发展日趋成熟,而且新的方法技术不断涌现,几年前还认为无法解决的问题,几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某种程度上讲,它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探:包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等; ②探地雷达:可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等; ③地震勘探:包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法; ④弹性波测试:包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等;地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等; ⑤层析成像:包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等; 地下管线探测 主要检测内容: (1)金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测,管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点;探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 (2)非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术,可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异,采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术,探测的精度高,在小面积精确定位方面有无可比拟的优势;磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌,结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分,加以典型影像校正,能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案,主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。

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数学计算方法与软件的工程应用 第一章 MATLAB 软件基础介绍 MATLAB 是Matrix Laboratory (矩阵实验室)的缩写,最初是专门用于处理矩阵计算的软件。目前,它是集计算、可视化及编程等功能于一身的一个最流行的数学软件。其特点是: 1、功能强大 它不仅具有强大的数值计算功能,可以处理如:矩阵计算、微积分运算、各种方程的求 解、插值和拟合计算、完成各种统计和优化问题,最新的版本甚至可以进行数字图象处理、小波分析等;同时它还有方便的画图功能和完善的图形可视化功能。 2、使用方便 MATLAB 语言灵活,它将编译、连接和执行融为一体,是一种演算式语言。与其他语言不同,在MATLAB 中各种变量不需先说明变量的数据类型或定义向量或矩阵变量的维数。此外,MATLAB 的帮助系统使用也十分方便,用户可以通过演示和示例学习如何使用该软件。 3、编程容易效率高 MATLAB 具有结构化的控制语句,又具有面向对象的编程特性。它允许用户以数学形式的语言编程,比其他语言更接近书写计算公式的思维方式。MATLAB 程序文件是文本文件,它的编写和修改可以用任何字处理软件进行,程序调试也非常方便。 4、扩充能力强 MATLAB 软件是一个开放的系统,除内部函数外它的其他函数的源程序都是可以修改的;同时,用户自行编写的程序和开发的工具箱可以象库函数一样任意调用。MATLAB 也可以方便地与FORTRAN 、C 等语言进行对接,实现不同语言编写的程序、子程序之间的相互调用。 本章主要介绍MATLAB 的基础应用,在后面的各个部分中,我们将详细介绍MATLAB 在这一部分的调用,编程或计算。 一、数据和变量 1、表达式 在命令窗口做一些简单的计算,就如同使用一个功能强大的计算器,使用变量无须预先 定义类型。如 设球的半径为2=r ,求球的体积3 3 4r V π= ,则在命令窗口中输入:

工程计算方法及软件应用--本科生考查大作业

工程计算方法与软件应用 本科生大作业 考核方式:考查(成绩按各软件的课外作业成绩综合给出)。 各软件讲完后1~2星期内上交作业。 一、CAD/CAE软件作业(每个学生完成下列任意一题) 题目一: 一端固定支撑,一端集中力的梁,横截面为10x10cm,长为150cm,受集中载荷作用,P=50N。弹性模量E=70GPa,泊松比r=0.2。用ABAQUS 软件建模并计算最大应力和最大位移的位置和大小。 (1)二维;(2)三维 图1梁受力简图

题目二: 图中所示为一个连接件,一端焊接到设备母体上,一端在圆柱销子作用下的圆孔,圆孔下半周受到30 kN的均布载荷作用,用ABAQUS 软件建模并计算最大应力和最大位移的位置和大小。 图2 连接件受力简图 题目三: 如图3所示为一薄壁圆筒,在圆筒中心受集中力F作用,对此进行受力分析,并给出应力、位移云图,并求A、B两点位移。 圆筒几何参数:长度L=0.2m;半径R=0.05m壁厚t=2.5mm。 材料参数:弹性模量E=120Gpa;泊松比0.3 载荷:F=1.5kN。

图3薄壁管受力简图 题目四: 如图4所示为一燃气输送管道截面及受力见图,试分析管道在内部压力作用下的应力场。 几何参数:外径0.6m,内径0.4m,壁厚0.2m 材料参数:弹性模量E=120Gpa;泊松比0.26 载荷P=1Mpa。 图4燃气管受力简图

题目五: 如图5为一三角桁架受力简图,途中各杆件通过铰链链接,杆件材料及几何参数见表1和表2所示,桁架受集中力F1=5kN、F2=2.5kN 作用,求桁架各点位移及反作用力。 图5 三角桁架受力简图 表1 杆件材料参数 表2 杆件几何参数

应用文-三种成本核算方法的应用与比较

三种成本核算方法的应用与比较 '\r\n 【摘要】随着企业内外 的变化,成本核算方法也在不断地 。文章对比了制造成本法、作业成本法和资源消耗 三种方法在成本核算上的特点、优势、存在的问题,并通过举例进行论证、评价、分析,揭示了成本核算方法的发展趋势。 【关键词】制造成本法; 作业成本法; 资源消耗会计; 成本核算 随着我国 的发展和市场的成熟,竞争愈发激烈,企业要想获得和保持持久竞争优势,成本信息的有效性和相关性不可忽视。而成本核算是企业获得成本信息最重要的手段,因此,成本核算方法的选择非常重要。本文就我国目前采用的制造成本法、西方广泛采用的作业成本法,以及成本会计的新发展——资源消耗会计的理论与 作一比较和分析。 一、制造成本法 (一)制造成本法的核算特点 制造成本法是制造企业传统的成本核算方法,该核算方法将企业一定期间的费用划分为为产品生产而发生的生产费用和与产品生产过程无关的期间费用两部分。只有生产费用才能最终计入产品的生产成本,而期间费用计入当期损益,与当期产品成本的计算无关。 1.核算内容。制造成本法将企业的制造成本划分为三个基本制造成本项目:直接材料、直接人工和制造费用。当然,在企业有需要的时候,可以增加成本项目,例如,废品产生较多的企业,可以增加“废品损失”成本项目;燃料消耗较多的企业,可以增加“燃料”成本项目等等。制造成本法在核算时,主要是将企业的生产费用划分为料、工、费三个基本的成本项目,然后进行核算,继而计算出产品成本计算对象的成本。 2.核算方法。制造成本法的核算方法包含三种基本的成本计算方法,即品种法、分批法和分步法。这三种基本成本计算方法在成本计算对象、成本计算期以及期末生产费用的分配上各有不同。因此,不同的企业,其生产特点不同,生产工艺和生产 的差别导致了企业在采用制造成本法进行成本核算时,选择成本计算方法的不同。 3.核算过程。成本核算过程,也称成本核算流程,即从费用的发生到产品成本的得出这一过程的核算。一般说来,制造成本法下,无论是哪一种成本计算方法,其核算过程都应该是类似的。生产费用可以分为为直接计入的生产费用和间接计入的生产费用两种。在成本项目中,如果可以辨清某项费用的发生是专属于某一个成本计算对象,那么这项费用即属于直接计入该成本计算对象的生产费用;反之,则是间接计入的生产费用,需要采用相应的分配方法分配计入产品生产成本中。计入某一成本计算对象的直接计入费用和间接计入费用之和便是该成本计算对象的成本。 (二)制造成本法成本核算的弊端 1.制造费用的核算。采用制造成本法核算成本时,制造费用的分配方法有生产工时比例分配法、机器工时比例分配法、年度 分配率分配法等。制造费用属于企业的间接费用,按照基本生产车间来归集,并于期末分配至不同的成本计算对象。在传统的劳动密集型企业里,直接人工所占的比重较大,制造费用占的比重较小,因而用上述分配方法来分配制造费用,即便有不合理之处,但因为比重较小,通常也不会严重扭曲产品成本;又因为该方法的简便易行,被多数制造业企业乐于采用。但是,在

Surfer在绘制物探图件中的新方法技术

第10卷第4期2019年4月 矿产勘查 MINERAL EXPLORATION Vol.10No.4 April ,2019 [收稿日期]2018-01-30 [作者简介]蒋伟,男,1986年生,硕士,工程师,从事地球物理勘查工作;E -mail :279588242@qq.com 。 Surfer 在绘制物探图件中的新方法技术 蒋伟 (赣中南地质矿产勘查研究院,南昌 330029) 摘 要 Surfer 软件是美国GOLDEN 软件公司研发的一套运行二维和三维图形绘制软件,可以利用它绘制等值线图、3D 立体图、阴影地貌图、矢量图等,已广泛地应用于教学、科研、测绘、地质、物探等领域。目前,该软件的最高版本是Surfer14,新版本提供了很多画图功能。针对物探成图的一些特殊要求,如对数成图线性显示、图件快速反转、运用色阶和层级文件等,使用Surfer 成图为物探工作人员提供了很多便利,提高了物探图件的制作效果和效率。 关键词Surfer 转换对数色阶 中图分类号:P631文献标识码:A 文章编号:1674-7801(2019)04-0990-06 0引言 Surfer 是由美国Golden software 公司出品的一套功能强大的成图软件,它可以通过处理XYZ 数据 来制作等值线图和三维等值立体图,具有强大的插值功能和绘制图件能力,可以制作等值线图、线框图、基面图、数据点位图、地形地貌图、分类数据图、趋势图、矢量图以及三维表面图等(宋明艺和张春 灌,2009)。Surfer 拥有交互式菜单操作,具有多种数据网格化方法和函数运算功能,数据输入方便,除 了ASCII 码X 、Y 、Z 文件以外,还可识别EXCEL (*.xls )、Microsoft SYLK (*.slk )、Comma Separated Variables (*.CSV )等文件,可输出AutoCAD 、Map-Info 、ArcInfo 、光栅图、Windows 位图、JEPG 、GIF 等20多种图形文件。 Surfer 还具有软件内存小,占用资源少,内存管理优异等特点,已广泛地应用于教学、科研、测绘、地质等领域(朱庆俊和李风哲, 2007;王会秋,2009;刘宜和周浩, 2011;王身龙等,2011)。在物探工作中常用的等值线图,如平面等值线图、拟断面图、点位图、三维表面图等都可用Surfer 绘制(白世彪等,2002)。但在物探工作的使用中也存在不足之处,主要体现在Surfer 中文支持不好,没有标准的色谱模块, 满足不了一些特殊的要求,例如对数成图线性标注、 图形反转,快速调用色谱模块等。因此,在物探工作中需要新方法技术把物探数据快速精准地通过Surfer 软件来满足成图需求。 1对数成图线性标注 通过美国Golden software 公司对surfer 软件的 优化和升级,现在已经升级到surfer14。根据长时间的使用,发现有很多对物探成图有帮助的功能。在 许多电磁法物探数据中,采集或者成图的数据都是 视电阻率值(唐泽圣, 1991)。为了更好地反映地层结构和特征,成图过程需要用对数的数据来网格化 和成图,但是标注要用算数的形式标注,图形更真实地反映地层结构和接触关系,特别是转换为MapGIS 格式(秦林江,2010),便于地质人员解读,资料也更容易理解和使用。 对数成图线性标注的操作过程主要是在网格化 时,选择Z 方向转化为对数,保存为线性。其他网格化操作都一样(图1)。 从图2原始数据文件可以看出来,第一列和第二列是坐标数据,第三列是电阻率的线性值,第四列是电阻率的对数值。图3是第四列对数值通过线性网格化线性显示的等值线图,图4是第三列线性值 99

数学期望的计算方法及其应用

数学期望的计算方法及其应用

数学期望的计算方法及其应用 摘要:在概率论中,数学期望是随机变量一个重要的数字特征,它比较集中的反映了随机变量的某个侧面的平均性,而且随机变量的其他数字特征都是由数学期望来定义的,因此对随机变量的数学期望的计算方法的研究与探讨具有很深的实际意义。本论文着重总结了随机变量的数学期望在离散型随机变量分布与连续型随机变量分布下的一些常用的计算方法,如利用数学期望的定义和性质,利用不同分布的数学期望公式等等,并通过一些具体的例子说明不停的计算方法在不同情况下的应用,以达到计算最简化的目的。本文还通过介绍了一些随机变量数学期望的计算技巧,并探讨了各种简化计算随机变量数学期望的方法,利用一些特殊求和与积分公式,利用数学期望定义的不同形式,利用随机变量分布的对称性、重期望公式以及特征函数等,并通过例题使我们更加了解和掌握这些计算技巧,已达到学习该内容的目的。 关键词:离散型随机变量连续型随机变量数学期望计算方法 ABSTRACT:

第一节离散型随机变量数学期望的计算方法及应用1.1利用数学期望的定义,即定义法[1] 定义:设离散型随机变量X分布列为 则随机变量X的数学期望E(X)=)( 1i n i i x p x ∑=

注意:这里要求级数)( 1i n i i x p x ∑ = 绝对收敛,若级数 []2 例1 某推销人与工厂约定,永川把一箱货物按期无损地运到目的地可得佣金10元,若不按期则扣2元,若货物有损则扣5元,若既不按期又有损坏则扣16元。推销人按他的经验认为,一箱货物按期无损的的运到目的地有60﹪把握,不按期到达占20﹪,货物有损占10﹪,不按期又有损的占10﹪。试问推销人在用船运送货物时,每箱期望得到多少? 解设X表示该推销人用船运送货物时每箱可得钱数,则按题意,X的分布为 按数学期望定义,该推销人每箱期望可得= ) (X E10×0.6+8×0.2+5×0.1-6×0.1=7.5元1.2公式法 对于实际问题中的随机变量,假如我能够判定它服从某重点性分布特征(如二项分布,泊松

常见物探方法应用及优缺点

电阻率测深法 点),通过逐次加大供电电极,AB极距的大小,测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS 值,研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。电测深法多采用对称四极排列,称为对称四极测深法。在AB极距离短时,电流分布浅,ρS曲线主要反映浅层情况;AB极距大时,电流分布深,ρS曲线主要反映深部地层的影响。ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上。当地下岩层界面平缓不超过20度时,应用电测深量板进行定量解释,推断各层的厚度、深度较为可靠。 二、应用领域:电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。除对称四极测深法外,还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。 高密度电阻率法 的控制,实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合,从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像,可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件,从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。其原理与普通电阻率法相同.所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。是一种阵列勘探方法。 二、应用领域:在条件适当时,此方法对工程物探以及探测煤矿的老硐,探测古墓墓穴等有较好的效果。 三、优缺点:与常规电阻率法相比.高密度电法具有以下优点:1.电极布置一次性完成.不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰,并且提高了效率:2.能够选用多种电极排列方式进行测量,可以获得丰富的有关地电断面的信息;3.野外数据采集实现了自动化或半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工误操作。随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大地提高了地电资料的解释精度。

数学期望的计算方法及其应用概要

数学期望的计算方法及其应用 摘要:在概率论中,数学期望是随机变量一个重要的数字特征,它比较集中的反映了随机变量的某个侧面的平均性,而且随机变量的其他数字特征都是由数学期望来定义的,因此对随机变量的数学期望的计算方法的研究与探讨具有很深的实际意义。本论文着重总结了随机变量的数学期望在离散型随机变量分布与连续型随机变量分布下的一些常用的计算方法,如利用数学期望的定义和性质,利用不同分布的数学期望公式等等,并通过一些具体的例子说明不停的计算方法在不同情况下的应用,以达到计算最简化的目的。本文还通过介绍了一些随机变量数学期望的计算技巧,并探讨了各种简化计算随机变量数学期望的方法,利用一些特殊求和与积分公式,利用数学期望定义的不同形式,利用随机变量分布的对称性、重期望公式以及特征函数等,并通过例题使我们更加了解和掌握这些计算技巧,已达到学习该内容的目的。 关键词:离散型随机变量 连续型随机变量 数学期望 计算方法 ABSTRACT : 第一节 离散型随机变量数学期望的计算方法及应用 1.1 利用数学期望的定义,即定义法[1] 则随机变量X的数学期望E(X)= )(1 i n i i x p x ∑=

学期望不存在 [] 2 例1 某推销人与工厂约定,永川把一箱货物按期无损地运到目的地可得佣金10元,若不按期则扣2元,若货物有损则扣5元,若既不按期又有损坏则扣16元。推销人按他的经验认为,一箱货物按期无损的的运到目的地有60﹪把握,不按期到达占20﹪,货物有损占10﹪,不按期又有损的占10﹪。试问推销人在用船运送货物时,每箱期望得到多少? 按数学期望定义,该推销人每箱期望可得 =)(X E 10×0.6+8×0.2+5×0.1-6×0.1=7.5元 1.2 公式法 对于实际问题中的随机变量,假如我能够判定它服从某重点性分布特征(如二项分布,泊松分布,超几何分布等),则我们就可以直接利用典型分布的数学期望公式来求此随机变量的期望。 (1) 二点分布:X ~??? ? ??-p p 101 ,则()p X E = (2) 二项分布:),(~p n B X ,10 p ,则np X E =)( (3) 几何分布:)(~p G X ,则有p X E 1 )(= (4) 泊松分布:) (~λP X ,有λ=)(X E (5) 超几何分布: ),,(~M N n h X ,有N M n X E =)( 例2 一个实验竞赛考试方式为:参赛者从6道题中一次性随机抽取3道题,按要求独立完成题目.竞赛规定:至少正确完成其中2题者方可通过,已知6道备选题中参赛者甲有4题能正确分别求出甲、乙两参赛者正确完成题数的数学期望. 解 设参赛者甲正确完成的题数为X ,则X 服从超几何分布,其中 6,4,3N M n ===, 设参赛者乙正确完成的题数为Y ,则 )32,3(~B Y ,23 2 3)(=?==np Y E 1.3 性质法

(完整版)国内外工程物探技术现状

工程与环境物探在国内外的发展 工程与环境物探技术包括方法和仪器两方面。方法是物探工作的基础,包 括探测的基本原理、观测方式、资料处理方法及解释原理。仪器是物探数据采 集设备系统,包括发射、接收、模数转换、存储和处理等单元。在工程与环境 物探技术的发展中方法起主导作用,在很大程度上物探方法带动仪器的发展。 在这里从方法和仪器两个方面,回顾一下国内外工程与环境物探技术的发展现状。 在目前国内外的物探领域应用的地球物理技术从原理上分三类,即波动场 方法、感应场方法和谐和场方法。因对探测的可靠性和分辨率的要求高,所以 目前工程与环境物探领域主要使用波动类方法,配合少量的感应场方法和谐和 类方法。波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法。波动类方法是以波的传播 速度、时间、传播规律等信息作为探测基础的,确定目标的位置、大小、和性质。 目前的工程与环境物探中使用的波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法,前者包括地震波、声波、超声波,后者主要指雷达波。工程与环境物探领域习 惯上将电磁波和电磁感应和静电场等方法归在一起,称为电磁方法。近年来超 声波技术进展很快,发展起相控阵超声成像和超声导波检测技术。工程病害诊 断技术要求分辨率高、可靠性好,常使用地震CT、声波CT、电磁波CT和高密 度电法。有些方法可以在不同用途中选用,没有明显的界限。现分别进行评述。 1. 工程与环境物探中的弹性波方法及其发展现状 弹性波方法是目前工程与环境物探技术的主体,包含地震波、声波和超声 等方法。它们之间没有本质差别,都是利用弹性波的传播规律进行探测,差异 仅在于使用的振动频率、传播距离、分辨率不同。频率低于200HZ的弹性波为 地震波,200HZ和20KHZ之间的为声波,高于20KHZ的为超声波。因此,在这 里可以对三种波一并分析。 弹性波探测的理论基础是弹性波的传播规律,最基本的规律是反射、散射、折射定律。弹性波有代表压缩变形的纵波和剪切变形的横波,两种波在遇到界 面时要发生相互转换,在有自由界面存在的条件下产生表面波。弹性波在层状 介质内传播的基本规律是很简单的,即反射和折射定律。但是在具有边界、表面、内部界面、缺陷等不同结构存在的条件下,弹性波的传播特性变得十分复杂,会发生透射、反射/散射波、波型转换和导波;介质表面传播的Rayleigh 波和Love波,分层界面间的Stonely波,板中的Lamb波等;在板、柱、管等 有自由边界的结构内,弹性波存在多模态和频散现象,形成各类导波。此外, 不同尺度大小的异常结构,对不同波长的散射效应是不同的;了解波的这些传 播规律,是应用弹性波进行勘探和检测的基础。 由于研究对象的差异、观测条件的限制和研究精度的不同要求,需要采取不同

物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展

物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展 吴国晓,杨凤根 河海大学土木工程学院, 南京(210098) E-mail:guoxiao1981@https://www.wendangku.net/doc/f77469160.html, 摘要:本文结合国内外现阶段几种物探新技术的发展情况,在分析前人应用实例的基础上,简要论述了地震波CT技术、TSP法、高密度电法及地质雷达等在工程地质中的应用和发展情况。根据这些方法的不同特点和在不同工程中的应用效果,总结和归纳了各自的应用范围和优缺点,并对各种方法今后的研究方向和发展前景进行了探讨和预测。最后,作者进一步分析了综合物探在工程地质领域的良好应用效果及发展趋势。 关键词:地震波CT技术;TSP法;高密度电法;地质雷达;综合物探 1 前言 近年来,随着物探新技术的发展,其在工程地质上的应用越来越来广泛。由于物探技术具有经济、快速、效果好等特点,尤其是对探测对象不造成损伤,从而使其显示出强大的生命力。目前,随着计算机技术的发展和各种反演方法的不断创新,物探技术正朝着探测精度更高、探测范围更广、解释更准确的方向发展,表现出前所未有的广阔发展前景,被广泛应用于工程、环境、灾害地质调查等领域,越来越受到人们的关注。相信在不久的将来,物探技术必将在工程地质领域发挥更重要的、不可替代的作用。下面就近年来发展起来的新的物探方法,及在工程地质领域的应用现状和未来发展方向做一个简要总结和论述。 2 地震波CT技术 2.1 原理 地震波CT技术是利用来自不同方向的地震波(通常是人工激发的地震波)走时来探测对象内部速度结构的成像技术。在不同的地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波,利用波动走时反演地质体各个单元的弹性波速,从而得到被探测地质体的波速分布图像,这就是地震CT的基本原理[1]。 2.2发展和应用 地震波CT技术是近年来发展起来的一种重要地球物理方法。该技术大约在80年代中期起步,最初在石油勘探中开发应用,并获得较好的地质效果[2]。随后,随着计算机技术的进步,该技术逐渐被应用到工程地质领域,取得了显著的效果。 陈新球等在对长江三峡永久船闸高边坡卸荷影响带的探测中,运用地震波CT技术成功的调查出了高边坡卸荷影响带的厚度、断层走向及规模等地质问题[1]。李张明等采用全方位观测地震波层析成像技术,获取了三峡工程永久船闸边坡大尺度岩体地质构造分布及整个区域以细小单元形式给出的波速分布参数,为地质概化模型分析、边坡稳定性分析及变形计算首次提供了完整的力学参数“体”数据[3]。孙党生等把井间地震波CT成像技术应用于深圳罗屋田水库渗漏勘察,确定了主要渗漏通道与渗漏点位置,取得了很好的效果[4]。 由此可见,与常规的剪切波速测试相比较,该技术以速度标识图像表明地质体介质内部结构和特性,是一种高分辨率、数字化的测试技术方法。它能有效的确定岩溶和岩体破碎带,更有利于全面细致的对岩体进行稳定性评价,圈出地质异常体的空间位置,从而为岩体分区及波速成像开拓了新的途径[5]。另外,地震波层析成像技术在研究复杂岩体结构、岩体力学

浮力的四种计算方法的应用

课题名称: 浮力专题训练 知识点1.浮力的基本知识 树叶漂在水面,是因为受到了水的浮力.在水中下沉的铁块,也受到浮力吗?用钢铁制造的轮船,为什么能浮在水面呢? 1.定义:液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。 (F 浮=G-F 示:G 表示物体所受的重力,F 示表示物体浸在液体中时弹簧测力计的求数。) 浮力的方向:竖直向上。 2.浮力产生的原因:浮力是由于液体对浸在它里面的物体向上和向下的压力差产生的,即:F 浮= F 上-F 下,式中F 上为物体下表面受到液体向上的压力,F 下为物体上表面受到液体向下的压力。 【例1】 下列关于浮力的说法中正确的是( ) A .浮力都是由水产生的 B .在不同液体中浮力的方向会不同 C .只有固体才会受到浮力作用 D .浮力方向与重力方向相反 【例2】 一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计挂钩上,静止时弹簧测力计的示数是3N .若将物体浸到水 中,静止的弹簧测力计的示数为 1.8N .由此可知物体重为 N ,水对物体的浮力是 N . 【例3】 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上 画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( ) A .F 1 B .F 2 C .F 3 D .F 4 【例4】 如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然 后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮.若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来.此实验说明了( ) A .大气存在压强 B .连通器原理 C .浮力产生的原因 D .液体的压强与液体的密度和深度有关 【例5】 氢气球在空气中脱手后会上升,说明氢气球在空气中也受到 力,方向为 . 【例6】 边长为20cm 的立方体,水平浸没在足够多的水中,如果上表面与水面间的距离为5cm , 物体所受 知识点睛 例题精讲

水文地质物探

第四章水文地质物探 §1 水文地质物探方法的基本原理 水文地质物探––––是根据地下岩层在物理性质上的差异,借助于专门的物探仪器,通过测量、分析其物理场的分布、变化规律来进行水文地质调查的一种勘探手段。 1.物探方法的特点 成本低、速度快、用途广泛,是当前水文地质调查中不可缺少的勘查手段。 2.物探方法的基本原理 物探方法之所以能够探明某些地质、水文地质条件,主要是因为不同类型或不同含水量的岩石之间存在着物理性质上的差异(包括导电性、导热性,热容量、温度、密度、磁性、弹性波传播速度及放射性等)。因此,我们可以借助各种物探测试仪器,测定出岩石或水体的某些物理特征值的变化,从而分析、推断出岩性、构造和岩层含水性能的变化。例如,许多岩浆岩和石灰岩的视电阻率(ρs)常常可达n×(102—103)欧姆·米;而泥岩、粘土的视电阻率值只有十到几十Ω·m。 (1)在含水量方面:水是一种良导体,因此岩石的含水量及水本身的矿化度,对岩石的视电阻率值有很大的影响。厚层石灰岩的无水地段的ρs值常常大于500Ω·m,比有水地段高很多。 (2)在磁性方面:不同种类的岩石之间也有较大差别,如许多岩浆岩中的金属元素含量相对较丰富,磁性较强;多数沉积岩的磁性均较弱。因此,当磁法剖面跨过这两种岩石时,便会有显著的磁力差异。 (3)在放射性强度和热辐射强度方面:不同类型的岩石,以及岩石中富水和贫水地段之间,也常有较大的差异。从图4—l所示的热行为剖面上可清楚地显示出断裂富水带的平均辐射温度(地面下0.8m)要比断裂两侧贫水地带低7一11℃。

§2 物探方法在水文地质调查中的作用 在水文地质调查中使用的物探方法有两大类:(1)地面物探方法,(2)地球物理测井。现将各种物探方法在水文地质调查中的作用,即能解决的水文地质问题简介于下。一、采用地面物探方法寻找地下水 地面物探方法,已被证明是探测地下岩性、划分地层和确定构造的有效手段之一,几乎所有地面物探方法均可用于寻找地下水和判定某些水文地质特征。但是,绝大多数物探 方法并不是直接地测定出地下水的物性显示,而是通过测定出岩石或裂隙、空洞的物性显示,去判断是否有含水层和富水带的存在。当然,岩石本身的物性显示在一般情况下又比 水强烈得多,因此,准确地说,多数的物探方法均是间接的找水方法。 地面物探方法的种类很多。在水文地质调查中,运用较多的是那些所测得的物性特征在各类岩石中(包括有水的和贫水的地段)差别较显著、显示比较稳定、强烈,且受自然 环境和人为因素干扰较小的物探方法。这类方法,首推各种电阻率法,磁法、放射性探测法、和声波探测法也常用到,而地震和重力等方法相对使用较少。 在水文地质调查中主要使用的物探方法(传统方法)有:(1)电法勘探;(2)电法测井等。在工程地质调查中主要使用的物探方法(传统方法)有:(1)电法勘探;(2)地震勘探;(3)声波探测等。 考虑到一般的电阻率法,在各种地球物理勘探和水文地质物探教材中已有详尽论述,而磁法、重力和地震方法在水文地质勘查中使用较少,故本章将着重介绍目前用于水文地 质勘探及寻找地下水较为有效的,已有物探或专水教材中又未深入介绍的各种物探方法。 (l)自然电场法。这种方法是以地下存在的天然电场作为场源。由于天然电场主要是与地下水通过岩石孔隙、裂隙时的渗透作用及地下水中离子的扩散、吸附作用有关。因此,可根据在地面测量到的电场变化情况,查明地下水的埋藏、分布和运动状况。这种方法主 要是用于寻找掩埋的古河道、基岩中的含水破碎带,及确定水库、河床及堤坝的渗漏通道,以及测定抽水钻孔的影响半径等。 这种方法的使用条件,主要决定于地下水渗透作用所形成的过滤电场的强度。一般只 有在地下水埋藏较浅、水力坡度较大和所形成的过滤电位强度较大时,才能在地面测量到 较明显的自然电位异常。 (2)激发极化法。这种方法是根据供电极断电后,由电化学作用引起的岩石和地下水放电电场(即二次场)的衰减特征来寻找地下水。二次场的衰减特征可用衰减度(D)、衰减时(τ)等参数表示。判断地下水存在效果较好的测量参数,通常是τ和D。τ是指二次场电位差(ΔU z)衰减到某一规定数值时(通常规定为50%)所需的时间(单位为s)。D 亦是反映极化电场(即二次场)衰减快慢的一种测量参数(用百分数表示)。由于岩石中的含水或富水地段水分子的极化能力较强,又因二次场一般衰减慢,故D和τ值相对较大。 激发极化法和电阻率法一样,分为剖面法、测深法和测井法。其中,激发极化测深法用得最多,主要用于寻找层状或似层状分布的各种地下水以及较大的溶洞含水带,并可确定它们的埋藏深度。 由于激发极化所产生的二次场值小,故这种方法不适用于覆盖层较厚(如大于20m)和工业游散电流较强的地区。电源笨重、工作效率较低、成本较高,也是这种方法的不足之处。

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