Наука и технологические разработки: статья

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЗАВИСИМОГО КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПРОСТЕЙШИХ ФОРМ РЕЛЬЕФА НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНВЕРСИИ ДАННЫХ ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИИ (НА ПРИМЕРЕ РВА ТРЕУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ)
П.А. КАЗНАЧЕЕВ1
И.Ю. ПОПОВ2
И.Н. МОДИН2
Р.А. ЖОСТКОВ1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 98
Номер: 1
Год: 2019
Страницы: 21-34
УДК: 550.837.311 + 550.8.08
DOI: 10.21455/std2019.1-2
Ключевые слова: электротомография, рельеф, форма рельефа, инверсия, численное моделирование, метод конечных элементов, ров треугольного сечения
Аннотация: При решении задач малоглубинной электроразведки рельеф дневной поверхности является фактором, оказывающим существенное влияние на результаты инверсии данных электротомографии. Верификация результатов инверсии полевых данных - очень трудоемкая задача в силу сложной структуры реальной геологической среды. В то же время развитие методов компьютерного численного моделирования позволяет получить данные электротомографии для простых моделей среды. В работе представлены результаты оценки влияния простейших форм рельефа на результаты инверсии данных томографии, полученных с помощью численного моделирования, на примере модели рва треугольного сечения. Численное моделирование выполнено на основе метода конечных элементов независимым от инверсии способом. Определено, что при инверсии данных томографии для рва в однородном полупространстве возникают ложные аномалии, максимальная из которых находится под нижней точкой рва. Отдельно показано, что при наличии реальной неоднородности в указанном положении, она может в зависимости от своего сопротивления как маскироваться (компенсироваться) ложной аномалией, так усиливать её. Если ров находится в двухслойной среде, то наблюдается искажение границы слоев на некотором интервале подо рвом, в виде повторения формы рва.
Список литературы: Вишняков С.В., Гордюхина М.Н., Федорова Е.М. Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS. М.: МЭИ, 2003. 98 c.

Демирчян К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчёты электромагнитных полей. М.: Высшая школа, 1986. 239 с.

Жданов М.С. Электроразведка. М.: Недра, 1986. 316 с.

Казначеев П.А. Разработка и исследование комплекса средств активного геоэлектрического мониторинга с использованием локальных измерителей тока: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2014. 28 с.

Казначеев П.А., Камшилин А.Н., Попов В.В. Измерение локальной плотности тока в земной коре // Вестник МЭИ. 2011. № 5. С.57-63.

Светов Б.С. Основы геоэлектрики. М.: ЛКИ, 2008. 656 с.

Чантуришвили Л.С. Специальные задачи электроразведки при проектировании дорог. М.: Транспорт, 1983. 125 с.

EarthImager 2D resistivity imaging. Site about two-dimensional inversion modeling software for affordable resistivity and induced polarization (IP) imaging. - AGI. 2019. URL: https://www.agiusa.com/agi-earthimager-2d

Kaminsky A.E. ZondRes2D. Program for two-dimensional interpretation of data obtained by resistivity and induced polarization methods. - Zond Geophysical Software, Saint-Petersburg (Russia). 2016. 167 p. URL: http://zond-geo.com/zfiles/Zondres2d.zip/ ZondRes2D_еng.pdf

Loke M.H. Electrical resistivity surveys and data interpretation / Ed. H.Gupta // Solid Earth Geophysics Encyclopedia (2-nd Edition) “Electrical & Electromagnetic”. Springer-Verlag, 2011. P.276-283.

Loke M.H. RES2DINVx64 ver. 4.09 for Windows 7/8/10. Rapid 2-D Resistivity & IP inversion using the least-squares method. - Geotomo Software Sdn Bhd. 2019. URL: http://geotomosoft.com/ r2dimanu.zip/Res2dinvx64.pdf

Loke M.H. Topographic modelling in resistivity imaging inversion // 62-nd EAGE Conference & Technical Exhibition Extended Abstracts. 2000, D-2.

Loke M.H., Wilkinson P.B., Chambers J. E., Meldrum P.I. Rapid inversion of data from 2-D resistivity surveys with electrodes displacements // Geophysical Prospecting. 2018. V. 66, N. 3. P.579-594. DOI: 10.1111/1365-2478.12522

Loke M.H., Chambers J.E., Rucker D.F., Kuras O., Wilkinson P.B. Recent developments in the direct-current geoelectrical imaging method // Journal of Applied Geophysics. 2013. V. 95. P.135-156.

Mirgalikyzy T., Mukanova B., Modin I. Method of integral equations for the problem of electrical tomography in a medium with ground surface relief // Journal of Applied Mathematics. 2015. V. 2015. Art. ID 207021. P.1-10. DOI: 10.1155/2015/207021

Pryor R. Multiphysics modeling using COMSOL. Jones and Bartlett Publishers, 2011. 871 p.

Robain H., Bobachev A. X2IPI. Tool box for 2D DC measurements with SYSCAL equipment. User manual. - Официальный сайт программы x2ipi. 2017. URL: http://media.voog.com/0000/ 0038/0901/files/X2IPI_manual.pdf

Zhostkov R.A. Improving certain means of seismic exploration by using data on Rayleigh wave scattering on relief // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2018. V. 82, N. 11. P.1416-1420.