基于预条件共轭梯度法的直流电阻率三维有限元正演研究

作     者：刘斌 李术才 李树忱 聂利超 

作者机构：山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863)项目(2007AA11Z131) 国家自然科学基金专项基金项目(50727904) 交通部西部交通建设科技项目(2009318000008) 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2010年第32卷第12期

页      码：1846-1853页

摘      要：对直流电阻率法勘探而言,对其反演结果的精度和速度的要求越来越高,这就需要提出一套优化有限元数值正演速度和精度的计算方案。设计了系数矩阵的一维非零元素压缩存储模式,设置了索引数组以便按照行号和列号对元素进行索引,与变带宽存储模式相比,其内存占用量明显减小。为提高正演计算速度,利用预条件共轭梯度法(PCG)求解有限元中的大型稀疏线性方程组。在PCG法中,将雅可比迭代中的对角阵作为预处理矩阵,与其它预处理矩阵相比,其具有求逆方便、无需存储空间的特点,使得大型线性方程组的求解速度大大提高。另外,在直流电阻率三维正演中,采用了异常电位法,提高了电源点附近的解的精度。以二层地层的电阻率勘探为例,初步验证了计算方案的实用性。利用上述方案,重点对隧道含水断层的电阻率法超前探测进行了有限元数值正演,并进行了相应的物理模型试验。对比显示,数值正演结果与试验数据基本一致,且数值正演的速度和精度均显著提高。

主 题 词：直流电阻率勘探 3DFEM PCG 预条件矩阵 一维非零元素压缩存储 含水构造超前探测 模型试验 

学科分类：08[工学] 0818[工学-交通运输类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

馆 藏 号：203157892...