电法勘探物理模拟准则总结

电法勘探研究的对象是被探测的目标地质体，而在实验室内不能对研究对象进行直接实验，这就需要先设计一个与所研究的自然现象或过程相似的模型，然后通过对模型的实验和观测，间接地了解被研究的现象或过程的实质。这里的模型是模拟被研究对象而设计出来的理想替代物。

模拟实验是用模型来代替被研究对象，实验手段（仪器、设备等）直接作用于模型而不直接作用于原型。人们通过观测模型而间接地认识原型。模拟实验由实验者、实验手段、实验模型构成，通过实验来认识、研究客观原型的实质。

电法实验常常用水、空气、沙土、导电纸等模拟均匀大地介质，而用环氧树脂、有机玻璃等组成各种形状的高阻模型，用铜、石墨、铁等制作各种良导体或高极化率的模型。

相似性原理是模拟实验的基本准则，在电法勘探中，所谓“相似性”原理是指所用模型和装置的几何参数及模型的电性参数与实际条件下的诸参数之间应保持一定的比例关系，能使模型或模拟实验的结果与实际结果相吻合。

在传导类电法中（激电法中的面极化情况除外）存在着比较简单的“相似性”关系，即模型与实际原型之间的几何参数（形状、大小、埋深）的关系与电性参数（电阻率ρ、极化率η）的关系是彼此独立的，并且各自是线性的。

第一，如果在制作和安置模型时，保持实验地电断面和观测装置的长度比例关系一致，即统一缩小l倍（0＜l＜∞），则模型实验所测得的视参数（视电阻率ρs、视极化率ηs等）将与实际条件的对应参数值相同。

第二，如果在制作模型时，保持地电断面各部分之间的电性参数的比例关系一致，即统一地改变D倍（0＜D＜∞），则模型实验所测得的相对视电性参数（等，这里ρ1和η1表示地电断面中围岩的真电阻率和真极化率），将与实际条件下的对应参数值相同。(www.xing528.com)

第三，如果同时将实际地电断面和装置的长度缩小l倍，电性参数改变D倍来构建模型，则所测得的相对视电性参数仍保持不变。

在感应类电法勘探中，相似性原理还要考虑更多的因素。当位移电流可以忽略不计时，谐变场的模拟条件为：

式中：σ、μ、ω为电导率、磁导率和圆频率；l为模型的缩小倍数；带下角标m的参数为模型参数。对无磁性导体（μ=μm）采用相同工作频率（ωm=ω）时则有：

在时间域忽略位移电流时可推出：

式中：t为取样时间。

在电子计算飞速发展的今天，简单的正、反演问题采用数值模拟有效率高、成本低的优点，而物理模拟在复杂形体时更显示出它的特点，且可作为验证数值模拟的有效手段。