基于Fractal模型的复电阻率法2.5D有限元数值模拟

复电阻率法在油气资源、矿产勘查中发挥了重要的作用,为了深刻认识复电阻率法异常特征变化规律,本文对复电阻率2.5D正演问题展开研究。首先直接给出复电阻率法2.5D有限元正演所满足的变分问题,并详细地推导相应的刚度矩阵的计算过程。引入Fractal模型作为等效模型研究频谱激电异常特征。对单元内的复电导率及复电位均进行线性插值,而后,采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法求解有限元线性方程组,获得异常复电位值。设计3个典型的地电模型验证了本文算法的正确性及精确性,并分析了不同装置下,不同频率的2.5D复电阻率异常响应特征。数值模拟结果表明,采用Fractal模型研究激发极化异常特征是可行、有效的;不同装置、不同频率下的复电阻率法异常特征有着显著的差异。     

三维地电断面电阻率测深有限元数值模拟

用有限单元法进行了电导率分块均匀的三维点源电场电阻率测深的数值模拟.首先给出了三维构造中点源电场的边值问题、变分问题; 然后, 用有限单元法求解变分问题, 将区域剖分成六面体单元, 在单元中进行三线性函数插值, 将变分方程化为线性代数方程组; 最后解方程组, 得各节点的电位值, 进而计算出地表的视电阻率.对几例较典型的地电模型进行试算, 结果表明本方法是行之有效的      

三维地面断面电阻率测深有限元数值模拟

用有限单元法进行了电导率分块均匀的三维点源电场电阻率测探的数值模拟。首先给出了三维构造中点源电场的边值问题、变分问题；然后，用有限单元法求解变分问题，将区域剖分成六面体单元，在单元中进行三线性函数插值，将变分方程化为线性代数方程组；最后解方程组，得各节点的电位值，进而计算出地表的视电阻率。对几例较典型的地电模型进行试算，结果表明本方法是行之有效的。     

三维地电断面激发极化法有限元数值模拟

用有限单元法求解三维地电断面激发极化法正演模拟算法.首先给出了三维构造中点源电场异常电位的边值问题与变分问题, 简化无穷远边界上的边界条件以提高计算速度及计算精度.以此为基础计算视电阻率对模型电阻率的偏导数矩阵, 并进行三维地电断面激发极化法正演模拟, 与等效电阻率法相比节约了计算时间.对几例较典型的地电模型进行计算, 结果表明本方法是正确可行的.      

基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟

在准静态近似条件下,采用矩形网格单元和双二次函数插值就频率域二维线源边值问题进行了有限元数值模拟。在二维地电条件下,给出了边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成,最后通过求解复系数方程组得到了地表视电阻率响应。引入伪delta函数模拟线源,消弱了源带来的奇异性。通过与均匀大地以及层状介质模型的解析解对比,平均相对误差分别为0.71%和1.12%。建立了两个异常体模型,数值模拟表明异常响应比较明显,为进一步实现三维可控源电磁法有限元数值模拟提供了基础。     

利用有限单元法模拟二维MT倾子响应

在二维地电模型中,考虑到大地电磁测深(MT)倾子响应依赖于横电(TE)模式的数值模拟问题,笔者采用矩形网格单元和双二次插值对MT的倾子响应进行求解。首先,给出了二维地电条件下的边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成;其次,通过求解复系数方程组得到了每个节点的电场值;最后,采用差分方法求得电场沿横向和垂向的偏导数值,从而计算出二维MT的倾子响应。通过对2个二维地电模型的倾子响应进行数值模拟,获得了倾子响应的实部、虚部和振幅,结果很好地反映了不均匀体的横向分布情况。     

电导率连续变化的线源FCSEM有限元正演模拟

为了更好地模拟地下介质连续变化及开展连续介质的反演,对二维电导率分块线性变化的线源频率域可控源电磁法进行了有限元正演模拟,在剖分单元内同时对电场及电导率参数线性插值,使电导率参数在剖分单元之间保持连续变化。首先,提出有限元正演模拟的边值问题及变分问题,并详细论述了有限元的剖分、插值、单元分析及总体合成的各个步骤;其次,采用稀疏存储及基于不完全LU分解的BICGSTAB算法求解复系数方程组,节省了内存并提高了计算速度;然后,对一个均匀半空间模型进行模拟,计算结果表明,低频及高频的有限元数值解都与解析解吻合,证明了算法的正确性;最后,对水平层状模型及垂直断层模型进行正演计算,视电阻率及相位的等值线图均较好地反映出了异常体,说明文中算法能够对电导率连续变化的线源可控源电磁法进行有效地模拟。     

伪随机激电法的有限单元法数值模拟研究

利用有限单元法和Cole-Cole模型对伪随机激电法进行数值模拟研究。首先简要介绍了伪随机激电法的基本原理,然后在忽略电磁效应的情况下,给出电场的边值问题和变分方程,将模型中大地和极化异常体的电阻率用Cole-Cole模型的参数替换,通过解方程最后得到模型节点上的复电位值。通过改变地电模型的参数,得到了不同参数下幅频率的模型相应曲线。模拟结果与实际情况符合,表明运用有限单元法模拟伪随机激电法中的参数是正确和适用的。     

体积分方程法模拟复电阻率三维体电磁响应

利用体积分方程法计算了均匀半空间中复电阻率(激电)效应和电磁效应同时存在时的三维体响应。在计算中,对于需要计算三重积分的张量格林函数电荷项一次部分,应用一种差分近似的方法求解,这种方法在保证计算精度的同时更加便于计算机实现;采用二次剖分的算法解决了计算张量格林函数时的奇异值问题;计算含有贝塞尔函数的积分项时,利用一种结合连分式展开的高斯求积代替常规的快速汉克尔变换方法。验证了计算结果并分析了三维体复电阻率模型(Cole-Cole)参数对正演结果的影响,为三维体复电阻率及其参数反演提供了正演依据。      

三维复电阻率电磁场正演研究

将Cole—Cole模型表示的地下异常体各剖分单元复电阻率,引入到体积分方程求解均匀大地三维电磁场计算中,实现电偶源地面激发、接收复电阻率三维电磁场正演模拟。     

复杂地层建模与三维可视化

提出了一种新的复杂地层建模方法。该方法先将离散的钻孔数据点分类,而后将不同类的离散数据点用径向基函数进行拟合;所生成的拟合曲面相交、裁剪得到地层的空间范围;由离散的数据点以及拟合插值点生成地层交界面格网,再经过计算机图形处理生成地层模型的三维图形。利用该方法对复杂地层建模,自动化程度较高、效果较好。     

复杂介质广义权限平衡理论

经过系统的塑性分析，建立了各向异性非线性广义极限平衡理论。考虑到岩土材料复杂特性，提出了有中主应力影响、拉任强度不等、材料各向异性、破坏曲线非线性、受非均匀温度场影响的综合屈服准则。应用塑性位势理论，导出了关联的流动法则。在平面应变条件下，给出了应力场基本方程。采用特征线方法求解，导出了滑移线斜率公式、应力沿滑移线微分方程。应用电算程序，可计算非正交、不对称的滑移线场解答。作为实际应用，导出了各向异性地基极限承载力公式。本文理论可简化得到许多经典理论解答。     

Two formulations for dynamic response of a cylindrical cavity in cross‐anisotropic porous media

Two formulations for calculating dynamic response of a cylindrical cavity in cross‐anisotropic porous media based on complex functions theory are presented. The basis of the method is the solution of Biot's consolidation equations in the complex plane. Employing two groups of potential functions for solid skeleton and pore fluid (each group includes three functions), the u–w formulation of Biot's equations are solved. Difference of these two solutions refers to use of two various potential functions. Equations for calculating stress, displacement and pore pressure fields of the medium are mentioned based on each two formulations. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

Geochemistry of Gneisses from Dabie Complex and Tongbai Complex in Qinling-Tongbai-Dabie Orogenic Belt: Implications for Location of Yangtze-Sino-Korean Suture

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＱｉｎｌｉｎｇ Ｔｏｎｇｂａｉ ＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｉｓａｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＳｉｎｏ ＫｏｒｅａｎａｎｄＹａｎｇｔｚｅｃｒａｔｏｎｓ.Ｕｌｔｒａｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ (ＵＨＰ)ａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ (ＨＰ)ｍｅｔａｍｏｒ ｐｈｉｃｒｏｃｋｓｓｕｃｈａｓｃｏｅｓｉｔｅ ｂｅａｒｉｎｇｅｃｌｏｇｉｔｅｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔ ｅｄｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｒｎｅｎｄｏｆｔｈｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔ …     

黑岱沟露天煤矿6号复煤层煤质特征分析

黑岱沟露天煤矿6号复煤层位于太原组,是区内开采的主要煤层,煤层总厚度为18．07～41．12m,平均厚度为28．88m．结构复杂．自上而下划分为6个分层。由于成煤时期沼泽环境的变化,使各分煤层煤质在垂向上有差异。通过对6号复煤层各分煤层的煤质特征分析,得出6号煤各分层的宏观煤岩成分以暗煤及丝炭为主,亮煤次之;显微组分含量以惰质组为主．含量为41．6％～65．6％,平均含量达57．6％;镜质组含量较低,平均为35．9％;灰分产率6Ⅳ最低．为低中灰煤,6Ⅱ灰分产率最大,最高达49．8％,是该区典型的高灰煤。各煤分层的水分及硫分变化不大,属特低硫-低硫低变质阶段的长焰煤（41）、不粘煤（31）。     

半空间饱和土中圆形衬砌对弹性压缩波的散射

借助于Biot 波动理论和弹性波的传播理论,采用复变函数和多级坐标法,对半空间饱和土中圆形衬砌结构对弹性稳态压缩波的散射问题进行求解和分析。利用一个半径很大的圆弧来逼近半空间直边界,将待解问题转化为稳态弹性压缩波在一个大圆孔和一个弹性衬砌结构的散射问题。通过引入势函数,将饱和土的Biot波动方程和衬砌的弹性波动方程解耦成Helmholtz 方程,借助复变函数级数展开便可以预先写出该组Helmholtz方程的通解。然后,通过引用复变量,把饱和土和衬砌结构中的应力、位移及孔压用设定的势函数表示出来,再利用半空间饱和土和衬砌结构的连续性条件和近似直边界的圆弧边界和衬砌内边界的边界条件求解出该组势函数的特解。最后,利用势函数的特解,得到饱和土中的位移,应力和孔压及衬砌结构的位移和应力;变换不同的参数求解衬砌结构内外边界的动应力和孔压的集中系数,通过对算例结果的分析得出一系列有益的结论。     

牛D1井复杂构造带绳索取心钻探工艺技术研究

复杂构造带的绳索取心钻探易发生井漏、井塌以及取心困难等难题,处理不当甚至可导致井眼报废。结合牛D1井实例,介绍了绳索取心钻探工艺在复杂地层所遇的施工难点,并分析诱发井漏、井塌以及取心困难的原因,指出常规防塌堵漏技术不能满足复杂构造带钻探施工原因,提出优选钻井液、优化钻具组合以及改进堵漏工艺等现场可操作的具体改进措施。总结的施工经验可为今后复杂构造带绳索取心钻探施工提供宝贵经验。     

福建东山坑北复式岩体的地质特征及其变质变形作用

在平潭—东山构造带南段深变质的东亚带和浅变质的西亚带的过渡带．出露一套变质变形特征极其复杂的动力变质岩系。其主体是一个由早侏罗世、晚侏罗世及晚侏罗世—早白垩世石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩等组成的坑北复式岩体。该岩体可划分6个基本单元，并与区域上同时代侵入岩的谱系单位划分进行对比，归并为东山序列、古美山、漳浦超单元。该区发育三期韧-(脆)性变形及动力变质作用。据R1-R2图解及巴尔巴林岩浆构造分类．坑北复式岩体中各超单元(单元)侵入岩分别形成于不同的构造环境。     

山西临县紫金山岩体地球化学、矿物学特征及岩体成因

在岩相学和岩石地球化学研究的基础上,结合对主要造岩矿物辉石、长石和霞石的电子探针研究,揭示山西临县紫金山岩体成因。研究表明,紫金山岩体为一套富钾碱性-过碱性岩石。根据各期岩石中矿物组合,可将紫金山杂岩体7期岩石分为两种岩石系列：经典碱性岩浆系列和非经典碱性岩浆系列。经典碱性岩浆系列中均出现似长石(霞石或白榴石)和钾长石,而不出现斜长石,除第三期霓霞钛辉岩外均含霓辉石(钠质辉石);非经典碱性岩浆系列岩石中均出现透辉石(钙质辉石),而不出现似长石,部分期次岩石中出现斜长石。结合两个岩浆系列中全岩Sr-Nd同位素数据及区域地质资料,推测紫金山岩体成因为：吕梁地区中生代软流圈地幔的上涌及扰动促使来自软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵依次定位在地壳浅部环境形成7期岩石。因各期岩浆源区中所含壳源物质比例不同,故它们可分为具有不同矿物组合的两个岩石系列。