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基于UPML边界条件的交替方向隐式有限差分法GPR全波场数值模拟 被引量：25
1
作者 冯德山 陈承申 戴前伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2484-2496,共13页
交替方向隐式差分(ADI FDTD)法突破了Courand-Friedrich-Levy(CFL)条件的约束,具有无条件稳定的特点;而单轴各向异性完全匹配层(UPML)边界条件具有宽频带吸收特性,不需要对电场和磁场进行分裂,迭代公式简单,便于编程的特点.综合两者优势... 交替方向隐式差分(ADI FDTD)法突破了Courand-Friedrich-Levy(CFL)条件的约束,具有无条件稳定的特点;而单轴各向异性完全匹配层(UPML)边界条件具有宽频带吸收特性,不需要对电场和磁场进行分裂,迭代公式简单,便于编程的特点.综合两者优势,本文提出了基于UPML边界条件的ADI-FDTD探地雷达数值模拟算法,通过对3个二维Maxwell方程进行离散化,推导了GPR波的ADI-FDTD及其UPML边界条件的两个子时间步的迭代差分公式,并分别给出了详细计算步骤.在此基础上,开发了相应的模拟程序,应用该程序对两个GPR模型进行了正演模拟,得到了两个正演模型的wiggle图、扫描图与全波场快照.通过分析这些雷达剖面图与波场快照,可以了解雷达波形在空间中的传播过程及变化规律,有助于雷达资料更可靠、更准确的解释.模拟结果表明,基于UPML边界条件的ADI-FDTD算法可取较大的时间步长,消除了截断边界处的强反射,能对简单与复杂GPR模型进行快速、高效模拟. 展开更多
关键词 探地雷达 交替方向隐式有限差分法 单轴各向异性完全匹配层 数值模拟
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探地雷达有限元数值模拟及衰减特性探讨 被引量：7
2
作者 陈承申 冯德山 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2014年第2期152-157,共6页
从Maxwell方程组出发,推导了带衰减项与不带衰减项的探地雷达(GPR)有限元波动方程。利用matlab平台编译了二维GPR有限元正演模拟程序。通过对典型模型例子的模拟分析,给出了GPR电磁波衰减比的概念及其计算公式,加深理解了GPR电磁波在不... 从Maxwell方程组出发,推导了带衰减项与不带衰减项的探地雷达(GPR)有限元波动方程。利用matlab平台编译了二维GPR有限元正演模拟程序。通过对典型模型例子的模拟分析,给出了GPR电磁波衰减比的概念及其计算公式,加深理解了GPR电磁波在不同介质中的传播特性。在GPR正演模拟中,必须考虑衰减项的吸收作用,得到的模拟结果更符合GPR电磁波在地下介质中的传播规律,更有助于理解和掌握地下介质中探地雷达波的传播规律,对探地雷达资料的地质解释具有更好地指导意义。 展开更多
关键词 探地雷达 衰减特性 有限单元法 正演模拟
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天然源面波法及地震映像法在采空区勘察中的综合应用 被引量：8
3
作者 陈承申 《铁道勘察》 2017年第5期32-35,共4页
采空区勘察是铁路前期工作中的重要内容,其结果直接影响铁路选线工作。通过天然源面波法和地震映像法在浅层煤矿采空区勘察的联合应用,分析综合物探技术对采空区勘察的有效性和准确性。
关键词 采空区勘察 天然源面波法 地震映像法
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AMT有限元正演模拟及在铁路隧道的应用研究 被引量：3
4
作者 陈承申 吴娟 郝明 《铁道勘察》 2013年第1期68-70,88,共4页
音频大地电磁AMT探测深度浅,分辨率高,被广泛应用于铁路勘察中,尤其是长大隧道的勘察。野外环境十分复杂,通常是断层、嵌入体等复杂地质体的组合,实现复杂地质结构下AMT的正演模拟就显得十分必要。为此,采用矩形网格双线性插值的有限单... 音频大地电磁AMT探测深度浅,分辨率高,被广泛应用于铁路勘察中,尤其是长大隧道的勘察。野外环境十分复杂,通常是断层、嵌入体等复杂地质体的组合,实现复杂地质结构下AMT的正演模拟就显得十分必要。为此,采用矩形网格双线性插值的有限单元法,模拟了垂直断层、倾斜断层、嵌入体和起伏地层这四种典型的二维复杂地质结构在10 Hz～100 kHz频段的AMT响应规律;通过对TE模式和TM模式下视电阻率曲线的对比分析,得出了AMT在这四种典型地质结构的规律,指导了野外勘察和资料解释。 展开更多
关键词 复杂地质结构 有限元 音频大地电磁 正演模拟
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地面核磁共振技术在黄土滑坡勘察中的应用研究 被引量：3
5
作者 赵广茂 陈承申 +2 位作者 段清明 黄廷哲 许广春 《铁道勘察》 2017年第5期14-17,共4页
地面核磁共振技术可直接从地面探测地下地层的含水量。将地面核磁共振技术应用于黄土滑坡勘察工作,获取滑坡下方各地层的含水量、渗透率等参数,为滑动面的确定提供定量化勘察成果,对于黄土地区的铁路勘察有一定的借鉴意义。
关键词 地面核磁共振 铁路勘察 黄土滑坡
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综合物探技术在路基病害探查中的应用 被引量：1
6
作者 陈承申 张吉 《铁道建筑技术》 2015年第10期78-80,共3页
为了快速准确地查明路基病害的状况及成因,通过综合利用地质雷达、瞬态瑞雷波法、高密度激电法三种物探方法,发挥各自的优势,地质雷达能够精确检测道砟层厚度变化,瞬态瑞雷波法能够查明路基本体的软硬分布情况,高密度激电法勘探深度大,... 为了快速准确地查明路基病害的状况及成因,通过综合利用地质雷达、瞬态瑞雷波法、高密度激电法三种物探方法,发挥各自的优势,地质雷达能够精确检测道砟层厚度变化,瞬态瑞雷波法能够查明路基本体的软硬分布情况,高密度激电法勘探深度大,病害细节反映精准。在复杂工区联合应用这三种方法由浅入深、准确地揭示路基现状及病害,为类似复杂困难路基病害探查工点提供了典型实例。 展开更多
关键词 地质雷达 瞬态瑞雷波 高密度激电法 路基病害
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超声波法在石拱桥检测中的应用 被引量：1
7
作者 陈承申 郝明 《铁道勘察》 2012年第5期45-48,共4页
我国在20世纪50年代修建了大量的铁路石拱桥,桥龄大部分为50年左右,这些石拱桥大多还在运营使用中,对这些石拱桥的维修检测是十分必要的。提出用超声波法对桥体内部结构进行检测,通过绘制速度等值线图,可以直观的看到低速区,为石拱桥的... 我国在20世纪50年代修建了大量的铁路石拱桥,桥龄大部分为50年左右,这些石拱桥大多还在运营使用中,对这些石拱桥的维修检测是十分必要的。提出用超声波法对桥体内部结构进行检测,通过绘制速度等值线图,可以直观的看到低速区,为石拱桥的维修设计提供可靠的技术支持,可以有针对性的打孔注浆治理,并且对注浆处理后的桥体进行复检。此外,还可以对维修结果进行评价。 展开更多
关键词 石拱桥 超声波法 CT法 检测
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基于混合边界条件的有限单元法GPR正演模拟 被引量：35
8
作者 冯德山 陈承申 王洪华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3774-3785,共12页
从Maxwell方程组出发,推导了探地雷达(GPR)有限元波动方程.阐述了透射边界条件和Sarma边界条件的原理,推导了这两种边界条件的理论公式;通过在衰减层内加入过渡带优化了Sarma边界条件的加载方法,压制了介质区和衰减层交界面处的人为反射... 从Maxwell方程组出发,推导了探地雷达(GPR)有限元波动方程.阐述了透射边界条件和Sarma边界条件的原理,推导了这两种边界条件的理论公式;通过在衰减层内加入过渡带优化了Sarma边界条件的加载方法,压制了介质区和衰减层交界面处的人为反射.考虑到透射边界条件与Sarma边界条件不同的理论机制,提出了一种结合透射边界条件和Sarma边界条件的混合边界条件,它利用Sarma边界条件对到达边界区域的GPR波能量衰减功能和透射边界对GPR波能量的透射功能,使GPR波经过Sarma边界条件的衰减吸收后,再通过透射边界条件将剩余能量透射出去,集成了二者的优势.并以二维均匀模型中的中心脉冲激励源方式为例,通过Matlab程序实现,以GPR的全波场快照的直观方式,对比了有、无边界条件及不同边界条件对人工截断边界的处理效果,说明了该混合边界条件对到达截断边界处的GPR波的处理优于单一边界条件.最后,以基于混合边界条件的有限单元法对两个典型的GPR地电模型进行了正演模拟,指导了GPR数据处理与工程实践. 展开更多
关键词 探地雷达 有限单元法 混合边界条件 Sarma边界条件 正演模拟
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