瞬变电磁法广泛地运用于地球物理探测中，它是利用接地线源或不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的时间间歇期，利用线圈或者接地电极观测二次涡流的方法。瞬变电磁重叠回线装置是一种有较强探测能力及在野外工作中应用最广泛的瞬变电磁法。 近年来对瞬变电磁法的研究主要集中在数值模拟方面，虽然数值模拟方法发展迅速且求解效果也较好，但由于数值模拟本身的局限性，且许多计算方法尚不成熟，故物理模拟仍是瞬变电磁法研究中的一种重要手段，尤其对局部形体瞬变响应的研究，其成果仍然是野外工作设计及资料解释的重要依据。 本文对瞬变电磁法重叠回线装置做了如下物理模拟实验：以水为围岩，以导电薄板为模型进行了物理模拟实验，发现薄板体导电性越好，响应电位越高，对于倾斜板体模型，前人通过在空气中的物理模拟实验所总结出的由峰值近似计算板体倾角的公式，在导电围岩的情况下仍然适用；在两种介质(空气和水)中进行了不同顶部埋深薄板状导体的物理模拟试验，发现随板体顶部埋深的加大，响应电位曲线的双峰间间距在增大，但二者并不成线性关系，且介质(围岩)对薄板体响应电位曲线的双峰间间距没有影响；以水为围岩，对直立薄板状导体的旁侧影响进行了物理模拟实验研究，客观证实了旁侧影响的存在。 本文以水中铝板模型的物理模拟实验结果为基础，对前人所总结出的薄板状体等效计算正演公式进行了改进，公式改进后的等效计算正演结果与实测数据更吻合。并将改进后的等效计算正演公式应用于后文的粒子群优化算法反演。 本文的反演方法采用基于全局搜索的粒子群优化算法，它是一种以速度一位置为搜索模型的求解多极值非线性问题的最优化方法。文中分别对一个板状体物理模拟实例和野外勘探实例进行反演，取得了较好的效果。