[发明专利]一种跨孔激发极化探测溶洞的方法

权利要求书

1.一种跨孔激发极化探测溶洞的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1，制作探测装置：所述的探测装置是由第一PVC管和第二PVC管组成，在第一PVC管或第二PVC管接触探测区域段的侧面每间隔1米进行打孔处理，然后将铜质电极安装到第一PVC管或第二PVC管的孔洞中，同时每个电极与铜芯电缆连接，铜芯电缆通过第一PVC管或第二PVC管的内孔外伸到地表后与极化率测量仪器连接；

S2，放置探测装置：将探测装置的第一PVC管和第二PVC管分别放入探测区域两侧的钻孔中，使第一PVC管和二号PVC上的两排电极相向放置，并与探测区域处于同一平面内，同时使所有电极均与土体有良好的接触状态；

S3，读取数据：将第一PVC管上的电极从上到下标记为1号电极～N号电极，将第二PVC管上的电极从下到上标记为N+1号电极～2N号电极，然后以1号电极和2N号电极作为供电电极，以2号电极和2N-1号电极作为测量电极；此时，保持1号电极和2号电极位置不变，2N号电极和2N-1号电极逐次等步长向下移动，并读取数据，直至最后一个点极；同样，1号电极和2号电极等步长向下移动一个电极间隔位置，2N号电极和2N-1号电极重复前述动作并读取数据，重复以上动作直至2号电极到达最后一个电极；

S4，根据极化率测量仪器采集的数据计算极化率；

S5，反演：采用最小二乘法求解基于极化率的目标函数，从而得到识别区域的极化率；

S6,绘制反演图；采用surfer软件绘制极化率反演图；

S7,溶洞识别：极化率相对较高的区域则可识别为溶洞存在的区域。

2.根据权利要求1所述的跨孔激发极化探测溶洞的方法，其特征在于：计算极化率时，目标模型的电阻率为已知，假设目标模型被离散为M个有限元，其中每个单元的电阻率和极化率分别为σ和η；因为极化率的数值为η_i＜＜1.0，因此可对Φ_r进行一阶泰勒展开：

将上式代入

中，可得到视极化率的表达式

上式可简化为：

因此，第i个是极化率可表示为：

其中，N为实测视极化率的个数，

η_a＝Jη

所以

η＝J-1η_a。

3.根据权利要求1所述的跨孔激发极化探测溶洞的方法，其特征在于：求解基于极化率的目标函数时，因为η^-1一般为病态矩阵，因此需要引入正则化项，那么该方法的目标函数为：

obj＝||Jη-η_A||²+λ||η-η₀||²。