瞬变电磁法属于一种典型的时间域电磁法,简称TEM,主要是利用不接地回线向地下或前方发射阶跃脉冲电磁场,通过分析接收到的二次感应电磁场来实现相关目标体的探测或预报。在实际工程中,对于复杂的地质体,多采用两种或两种以上的频率对探测场地进行数据采集。由于不同频率的垂直分辨率不同,因此在对多个频率结果进行解释时,在同一深度,不同频率的电阻率结果图会出现不一样的电阻率响应,进一步增加了探测结果的多解性,极易造成错误的解释。为解决同一地电模型不同频率电阻率响应不一致的问题,减少多解性,提高解释精度,本文提出了一种瞬变电磁多频融合探测方法。该方法可充分利用不同频率的分辨率优势,更加直观、准确的判断地质体情况,并为采集模式的优化和后续相关仪器的研发提供了理论基础,因此,对于瞬变电磁频率融合方法的研究是非常有必要的。目前,针对瞬变电磁多种频率数据融合成像的研究基本未见。(1)本文主要通过数值模拟,基于等效导电平面反演方法,利用局部加权线性回归融合方法,分析比较不同时间道分布(非平均时间道、变差时间道及平均时间道)及圆滑处理(加权移动平均圆滑、三次指数加权圆滑)对回归融合成像效果的影响。并利用两种不同插值方法进行融合(分段线性插值融合、三次样条插值融合),对比频率回归融合与两种插值融合的成像在一系列处理后的成像效果。此外,还进行瞬变电磁三频及四频融合研究。数值模拟结果表明,在平均时间道分布条件下,瞬变电磁局部加权线性回归融合后,采用三次指数加权圆滑处理的成像效果最佳,电阻率成像与地电模型的地层特征最吻合。(2)在均匀介质场地创建复杂地层模型,根据模型参数,在其他参数固定的条件下,采用两种发射频率进行试验数据采集,频率融合后得到的电阻率图像与模型参数最接近,既能准确定位低阻体的埋设位置,又能正确反映出地层的分布特征,进一步验证了瞬变电磁频率融合方法的有效性和可行性。(3)针对引绰济辽工程输水工程某一隧洞开展瞬变电磁频率融合工程应用,并采用三种频率对隧道掌子面进行探测。将三种频率的成像结果与三频融合后的成像结果进行对比,可发现融合后的电阻率成像与掌子面前方地质情况更加吻合。因此,瞬变电磁多频融合探测方法可有效体现不同频率特有的垂直分辨率优势,解决了不同频率电阻率成像不一样的问题,减少多解性,提高了不同深度目标体分辨率。