Approche grand public pour Deep Tunnel Investigation - Système magnétotellurique

Approche grand public pour Deep Tunnel Investigation - Système magnétotellurique

Quant à une enquête sur le tunnel profond, les magétotellurics sont reconnus à l'approche la plus efficace de l'académique, en raison de son fort rapport signal / bruit, une grande profondeur de détection, un faible coût, une grande efficacité. Il a de nombreuses branches comme le magnétotellurique audio (AMT), le magnétotellurique audio à source contrôlée (CSAMT) et la méthode électromagnétique à champ large (WFEM). Ils ont chacun leurs propres avantages en matière de mesure et de coût.

Nous prenons l'un des tunnels extra-longs les plus difficiles à interroger par exemple -Yifu Railway. Il est composant du "Corridor de la rivière " en Chine, la planification des réseaux ferroviaires à moyen et à long terme. Il y a un tunnel Mengjiaya et 12 km a été érodé. Il a provoqué une érosion tectonique et une terrasse de dissolution. La section entière se caractérise par des différences d'altitude topographique significatives, le développement tectonique de défaut, l'hydrologie karstique complexe et la lithologie stratigraphique diversifiée.

Caractéristiques géophysiques de la zone d'enquête

Selon les données de forage existantes dans la zone du projet, les strates dans la zone du projet sont principalement un remplissage divers, une roche grise, un schiste, une couture de charbon, une dolomite, un grès en quartz, un siltstone, un schiste, etc., et la différence de stratification de résistivité lithologique est très évident.

Il y a 2 principaux problèmes auxquels nous devons rencontrer dans ce projet:

1. Une forte interférence électromagnétique influence la précision de la mesure

La zone d'enquête est située dans la zone d'activités des personnes. Les lignes électriques, le réseau de transport et les activités de nombreuses autres personnes affecteront les observations EM et la précision.

Fig: Résultats du son de perturbation AMT

Comme le montre la figure, une zone d'interférence forte (la plage de lignes de puissance à haute tension) sur le signal du champ magnétique a un impact grave (saut déchiqueté), et la force d'interférence de différents points de fréquence est différente; de sorte que la forte zone d'interférence de la résistivité visuelle du point de mesure, trouble de la courbe de phase.

2. Effet de faible absorption électromagnétique à faible résistance

La profondeur du tunnel dans la portée de la section cible est d'environ 1000 m. Selon l'analyse des données géologiques régionales et des données de forage, la résistivité apparente et les faisceaux d'ondes de la surface peu profonde à la place profonde sont élevées.

Influencé par le blindage horizontal à faible résistance des tufs carbonés et des coutures de charbon de la formation de selle, la méthode CC conventionnelle et le son géomagnétique sont difficiles à pénétrer et ne peuvent pas obtenir de signaux efficaces en profondeur. Il est nécessaire d'adopter des méthodes profondes et résistantes à l'interférence d'exploration physique et des moyens efficaces de traitement des données et d'inversion.

Fig2: Résultats géomagnétiques de GD171 + 600-GD174 + 600 Section du tunnel Mengjiaya

Proposition réalisable: CSAMT multifonctionnel de source naturelle et artificielle

l Solution pour le blindage à faible résistance affecte le sondage

1.1 Fréquence inférieure:

Selon les besoins d'exploration, pour choisir une onde à basse fréquence multi-fréquence, la fréquence du signal (0,1 Hz-8192Hz). Cela améliorera considérablement la profondeur de détection.

1.2 Pouvoir de transmission plus élevée:

Adopter un émetteur de haute puissance, une puissance de transmission maximale: 60 kW. Tension de transmission maximale: 1000V, courant de transmission maximum: 60a, ce qui améliore considérablement la transmission

Force du signal, pour garantir que le signal peut pénétrer la couche de blindage à faible résistance.

Émetteurs magnétotelluriques de haute puissance GD60A

Tension de transmission: 1000v;

Courant de transmission: 60A;

Mode de sortie: tension constante, courant constant, mode de puissance constante;

Tension d'entrée: 3 phase270V ～ 480V;

Fréquence de transmission: DCTO82KHz

Application: excitation haute puissance, géomagnétique de source contrôlée, électromagnétique transitoire, etc.

Précision de synchronisation: ± 30ns, moins de 1 ms dérive sur 10 heures sans signaux GNSS;

Protection: surcoltage, sur-courant, surchauffe, défaillance de phase, etc.;

Plage d'enregistrement actuel ： ± 200A;

Largeur de la bande d'enregistrement actuelle: DCTO1KHZ;

Communication sans fil: Wifi intégrée à 4g +;

L Stratégie anti-interférences: acquisition de données

1. Orientation préférée de la source d'émission

Une source artificielle à haute puissance a été déployée à environ 8 km de la ligne d'exploration; Le dipôle de l'émetteur AB est de 1,6 km, à peu près parallèle à l'orientation de la ligne d'enquête. La résistance à la mise à la terre est de 17Ω.

Fig.3: Diagramme de disposition de mesure du système électromagnétique GD-5

2. Référence à distance préférée

Spécification d'exploration: La distance de la station de référence distante doit être supérieure à 14 fois la profondeur d'exploration, le signal d'exploration est lié et le bruit n'est pas lié. La zone préférée de ce projet est la zone avec moins d'interférence en dehors de la zone de travail, qui est à environ 45,6 km du point de mesure du tunnel.

Formes d'onde lisse du domaine temporel sans signaux d'interférence évidents

La courbe est globalement lisse et continue, sans points de saut évidents

• Proposition générale de traitement des données

  
  

  

• Profil proposé de résistivité apparente

  

Profils proposés de résistivité apparente du champ naturel; (a) RXY; (b) ryx

• Données post-traitement: inversion de profil

Afin de réduire la multiplicité des solutions, l'idée de "régularisation " est introduite dans la fonction objectif, et des termes de modèle sont ajoutés pour contrôler la douceur du modèle.

Φ = φ1 + lΦ2

Φ1 = dd tσ ddd

Φ2 = | LM | 2 = m tl tlm

Φ = dd Tσ dDd +lm tl tlm

• Inversion contrainte latérale 2D proposée (LCI)

En intégrant l'inversion des données de profil et en imposant des contraintes latérales, les paramètres de résistance au sol de plusieurs points de mesure sur la même ligne d'enquête sont simultanément inversés et effectués.

Diagramme schématique du modèle Graben

Profil de résultat d'inversion du modèle Graben Model