钻地弹是一种专门对地下指挥中心和战斗堡垒进行精确打击的制导武器。随着重要军事目标的坚固化与地下化,大大促进了侵彻技术与钻地武器的研发。在钻地弹的靶场测试中,侵入土中的弹头的探测定位和挖掘回收是研究钻地弹外形设计、侵彻指标以及运动性能的基础。由于地下介质的不可视性,兼之介质本身的不均匀、各点渗透率的差异、温湿度不确定性,以及侵彻过程中地下介质结构的物理及化学变化,传统的红外、射线、地震波、探地雷达等探测方法对土中钻地弹的探测定位精度大打折扣,效果不佳。瞬变电磁法属于时间域的电磁勘探方法,它根据不同介质具有不同的二次磁场衰减特性来探测有别于背景或环境的异常体。与一般的探测方法相比,瞬变电磁法操作方便、可重复性强、信号简单、对良导体反应敏感、对土层及含水层穿透性强,在金属矿产勘探、地下采空区探测、石油煤矿等非金属矿调查、考古等地下勘探领域都有大量应用,本文开展了瞬变电磁法对土层中的钻地弹进行探测定位的可行性研究。本文首先根据瞬变电磁法的探测原理,从电路的角度研究了瞬变电磁过程中的响应信号,将接收到的感应电动势分为感应段和衰减段,衰减段又分为衰减早期和晚期,对各个阶段响应信号的特点和意义进行分析,并讨论了瞬变电磁法的最大探测深度和最小探测深度及其影响因素,分析了瞬变电磁法探测地下钻地弹的条件。然后,通过有限元仿真软件COMSOL建立瞬变电磁法探测钻地弹的三维数值分析模型,研究了观测时间、激励电流源关断时间、钻地弹埋深和弹体尺寸对瞬变电磁场中接收线圈上感应电动势的影响。最后,在水平面上对衰减晚期感应电动势进行多测道采样,根据采样曲线和曲面图确定钻地弹在水平地面上的投影位置yx),(,并通过反演拟合出钻地弹深度和大小的经验公式;由瞬变电磁晚期视电阻率拟断面图,确定了钻地弹在竖直剖面上的投影范围,得到了钻地弹在土层中的深度信息,并分析了钻地弹在土层中的倾角;通过正交试验,得到了钻地弹的埋深、半径、衰减时间等主要参数与衰减晚期感应电动势对数值之间的定量关系式。