基于薄层法和移动坐标系法的地铁竖向振动在成层土层中传播

针对地铁竖向振动在成层地基中的传播,提出了移动荷载作用下层状地基的分析模型。基于该模型,利用狄拉克函数及三重傅里叶变换将时空域内单个移动简谐荷载转换为频率-波数域内的荷载,结合薄层法和移动坐标系法推导了单个移动简谐荷载和移动简谐线荷载作用下三维层状地基动力响应的解析解,并给出了移动简谐线荷载动力响应解析解中参数n的经验取值范围;分析了荷载的移动速度对层状地基动力响应的影响以及弹性模量、泊松比、阻尼比和荷载频率对土体临界速度的影响。结果表明：荷载的移动速度对不同频带的动力响应的影响范围不同;移动速度对低频响应的影响程度大于对高频响应的影响程度;相比于泊松比和阻尼比,弹性模量对土体临界速度的影响最大;频率越接近荷载振动频率的振动响应,其幅值越大,临界速度越小。     

双复杂介质条件下的反Q滤波偏移延拓算子研究

地下介质的非弹性吸收衰减效应造成地震资料中深层信号频带窄、能量弱、成像困难,因此需要对地层的非弹性吸收衰减进行补偿。在已有的补偿方法基础上,基于单程波方程,采用与品质因子和频率相关的复速度代替介质真实速度,将粘滞传播算子在频率—空间域采用连分式展开,得到相移项和补偿项,针对连分式的误差,在频率—波数域进行补偿校正,并用逐步累加法解决起伏地表问题。该方法提高了成像精度,有效补偿了由于地层非弹性吸收造成的振幅和频率损失。模型试算和实际资料处理表明,该方法具有一定的适应性和实用性。     

复杂构造速度模型建立方法研究

地震波在地层中的传播速度是地震资料处理和解释中非常重要的参数。完成构造解释之后，在时间域构造图向深度域构造图转换的过程中建立一个高精度的速度模型对下一步构造特征的研究及圈闭的落实与评价工作都至关重要。无论是低幅度构造还是断块构造都在很大程度上依赖于速度模型的精度。文章从常规的速度场建立方法入手，分析了每一个环节存在的问题，最终提出了精度较高的层位控制法，并提出该方法建立速度模型的步骤。该方法在潮水盆地金昌坳陷构造解释中得到应用并取得了良好效果。     

各向异性介质转换波速度逐层单参数分析方法

转换波的时距曲线是非双曲线方程,由于介质的各向异性,使得转换波在实际地层中的传播更为复杂。针对各向异性介质中PSV转换波的速度分析展开讨论,鉴于各向异性介质的PSV波速度分析不能脱离PP波数据而单独进行,在学习前人研究成果的基础上,充分利用PP波速度分析的有效信息,对PSV转换波进行逐层单参数分析,在一定程度上简化了速度分析的程序,提高了速度分析的精度,并通过理论模型试算,验证了方法的正确性和可行性。     

刚度缓变介质中瑞利波特性

基于薄层刚度矩阵方法,研究了瑞利波在3种典型刚度缓变介质中传播特性,并对瑞利波在缓变介质及分层介质中传播特性进行比较。结果显示,无论剖面刚度是缓变还是分层变化,对规则剖面,表面波场基阶模态占主导地位,远场表面波有效相速度与基阶模态相速度接近;对不规则剖面,表面波场中高阶模态影响较大,影响程度及频率范围与剖面刚度变化有关。在缓变介质中,模态相速度高频趋势值高于剖面最小剪切波速介质的瑞利波速,有效相速度趋势值也明显偏离表面介质瑞利波速,这些特性与分层介质不同。研究结果显示,当缓变介质用数量有限的虚构分层来模拟时,表面波频散测试数据与理论值匹配程度及剖面分析精度会受虚构层数量影响。     

Kelvin—Voigt黏弹性介质地震波场数值模拟与衰减特征

利用高阶交错网格有限差分模拟Kelvin-Voigt黏弹性介质中传播的地震波,同时将完全匹配层吸收边界条件引入到其边界处理中。数值模拟结果表明,完全匹配层吸收边界效果好,高阶有限差分能模拟得到的黏弹性介质波场精度较高。对模拟的黏弹性波场进行分析,表明介质的粘滞性使地震反射波的能量变弱,高频衰减明显,并比低频衰减得快,主频向低频方向移动,有效频带变窄,即降低了地震波的分辨率;并且反射转换波比反射纵波要衰减得快;而且还随着传播距离的增加,其峰值频率也逐渐降低。通过数值模拟分析具有不同的粘滞系数介质对地震波的吸收和衰减,结果表明随着粘滞系数的增大,地下介质对地震波的吸收衰减更明显。     

南海含天然气水合物地层速度反演方法探讨

速度反演在水合物勘探中占有重要位置。本文讨论了精细走时速度分析、全波形速度反演方法和它们的初步试算结果。精细走时速度分析方法对叠前时间偏移数据进行构造化,尽量挖掘了数据的分辨能力;利用谱分析的方法,稳定性好;在空间上提高了分析的密度;自动拾取的速度具有较高的精度;是一种实用的精细速度分析方法。全波形速度反演利用观测数据和模拟数据的残差计算搜索方向并不断修正模型,把模拟数据和观测数据达到最佳拟合的速度模型作为反演结果,具有更高的分辨能力。文中探讨了两种方法在我国南海含水合物地层勘探中应用的可能性。     

注浆锚杆完整性检测方法研究

采用理论分析和实验室测试的方法对锚固锚杆和自由锚杆中的导波传播规律进行了研究,并在频率为20 kHz～ 3 MHz范围内对锚固锚杆和自由锚杆波的传播速度进行了测试,发现锚固锚杆内不同频率的导波传播速度对锚固介质具有不同的敏感性。低频率段（20～200 kHz）的导波传播速度对锚杆锚固质量较为敏感,自由锚杆和锚固锚杆中导波的传播速度相差较大,适合于检测锚杆的锚固质量。高频率段（1～3 MHz）的导波传播速度对锚杆锚固质量不敏感,导波的传播速度基本不变,适合于锚杆完整性检测。探索了利用高频段多频率导波检测锚固锚杆长度的方法。实验室检测结果显示,本检测方法具有很高的精度     

采矿爆破振动波在岩溶区的传播影响因素分析

为研究不同情况下爆破振动强度衰变规律和振动对岩溶塌陷的影响,为当地矿山合理开采及减少地面塌陷灾害的发生提供可靠依据,对湖南水口山铅锌矿区进行现场爆破振动测试,并利用古丹铅锌矿实测数据作对比分析;试验矿区共布设4条测线,接收8组爆破振动数据。采用萨道夫斯基修正公式对采集的数据进行计算,以爆破产生的振动波频率及振动速度作为测试指标,对实测数据进行提取、处理,确定爆破振动波的频率及其在介质中的传播速度及地震波引发的质点振动峰值振速。试验结果表明:采矿活动是岩溶地面塌陷的主要影响因素;爆破振动波的频率衰减强度与其在岩土体中的传播距离和断层有关,振动波的传播速度受到岩土体性质、岩层结构特征、岩层走向等因素的影响。      

薄煤层透射槽波探测技术及应用

为提高透射槽波探测技术在薄煤层中对断层的解释精度，根据槽波在薄煤层中吸收衰减严重，传播距离近的特点，提出采用槽波最远传播距离来约束CT成像的方法。通过理论推导，研究不同煤层厚度条件下槽波频率的变化情况；以1.5 m煤层为主要研究对象，正演模拟槽波的衰减特性，确定1.5 m煤层中槽波的有效传播距离为300 m。对山东某矿15号煤层的槽波资料，应用该技术CT成像，解释的断层和巷道揭露推断的断层位置基本吻合。结果表明:对1.5 m煤层的槽波资料处理时，以300 m为最大有效传播距离，对实际数据进行能量衰减成像，提高了槽波CT成像质量和解释精度。该方法可为薄煤层槽波探测技术提供借鉴意义。      

多模式面波非线性反演

利用高频面波反演横波速度一直是浅地表地震工程研究的热点。为深入认识利用高频面波（瑞雷波和勒夫波）评价横波速度的能力,本文首先采取高阶交错网格有限差分法实现两层模型的瑞雷波和勒夫波数值模拟,并应用τ-p变换形成频散能量图。相比瑞雷波,不同模式的勒夫波频散能量很接近,这说明易于实现多模式勒夫波反演。然后利用线性映射实现广义模式识别这种非线性反演方法对含软弱夹层的四层模型的基模式、多模式瑞雷波和勒夫波的变厚度反演。若初始模型很拙劣,相比勒夫波,瑞雷波基模式反演不能重建地层中含有软弱夹层这一特征,瑞雷波多模式反演则可以重建这一特征;勒夫波基模式和多模式反演都可以重建这一特征。即使在地层的泊松比与估计值相差很大时,瑞雷波多模式反演仍能重建地层结构,但其频散曲线总是存在"模式接吻"现象,容易模式误判;而勒夫波反演则不用估计地层泊松比,也不存在"模式接吻"现象。一系列算例表明：高模式瑞雷波的加入会显著提高横波速度评价结果的精度;而高模式勒夫波的加入会令反演系统对半空间以上异常层的参数过于敏感,造成参数过度估计,但也会显著提升对半空间横波速度的评价能力。最后,应用本文方法实现了对实测勒夫波数据的分析。     

地层倾角对转换波动校速度分析的影响

动校正速度的求取是三维转换波数据处理的重要环节,其精度高低对转换波的叠加成像质量影响很大。理论上转换波的速度求取受包括界面倾角在内的多种因素影响,但实际应用时这些因素往往被忽略。为证明倾角对动校速度的影响程度,依据前人的研究成果,模拟倾斜地层计算了不同倾角条件下二维测线CCP道集、三维全方位CCP道集PS波动校正速度,并对由不同倾角引起的计算精度差异进行了研究。研究结果表明,对于二维转换波CCP道集,界面倾角不同,动校拉平的速度会差别较大,即使如此也总能实现很大倾角范围内的CCP道集的同相叠加,获得较好的成像质量;对于三维全方位CCP道集,当界面倾角超过一定范围,无论怎样进行精细扫描,得到的都只能是适合特定方位的速度,无法得到适合任意方位的动校扫描速度,随着界面倾角的减小,利用速度扫描的办法可以在一定的偏移距范围内将来自不同方位的记录较平,界面倾角越小,可以校平的偏移距越大;另外由于道集内的地震记录依赖视倾角的动校正速度,在反射界面倾斜的情况下,方位不同,动校正速度不同,致使二维反射PS波资料往往比三维反射PS波资料容易叠加成像。     

Alteration of the equal settling ratio of fine particles by vertically-oscillating water

An equal settling ratio is an important factor in estimating particle separation accuracy. However, this factor is often calculated using the settling velocity in stationary water, there are no examples of calculation of the equal settling ratio in an actual separator. This is difficult because particle movement in a separator is very complicated, and even simple periodic motions, such as the oscillation field used with many separators, are ignored in many cases. The authors have previously reported on the relation between the equal settling ratio and the oscillation frequency by analysis of particle movement in vertically oscillating water, using spherical particles of glass (average size 435 μm) and zirconia (202 μm) which have the same settling velocity in stationary water. In this study, the influence of particle diameter on the change in the settling velocity in oscillating water was experimentally investigated for three pairs of glass and zirconia particles having different sizes under 0.5 mm, which have the same settling velocity in stationary water. The settling velocities of different-sized particles decreased at different rates in oscillating water, indicating that the equal settling ratio is reduced by water oscillation. We conclude that water oscillation improves the accuracy of size separation for glass particles over 300 μm and zirconia particles over 150 μm when glass and zirconia particles are separated from each other with the difference of these settling velocities.     

表面波有效相速度近似分析方法

分层介质中瑞利面波有多个模态,表面瞬态响应是多个模态响应的叠加。在近场,面波模态响应传播速度随传播距离而变化;在远场,其趋于模态相速度。由分层介质表面两不同点响应互谱分析(SASW)得到的有效相速度并不对应于面波基阶模态相速度,它与波场中高阶模态能量分配比例有关。有效相速度随传播距离而变化,近场体波对有效相速度影响较大。对分层介质在简谐荷载下表面质点位移响应进行了互谱分析,得到了有效相速度理论值,通过理论值与测试值匹配分析可估算分层参数,该分析方法考虑了近场及高阶面波模态对有效相速度的影响。     

表面波谱分析影响因素研究

基于理论分析及数值计算,研究了频率分辨率、反射波等对谱分析影响,结果表明：频率分辨率会影响相位差曲线及相位差折迭数量;与振源相对的场地沟槽反射的瑞利波或分层界面的反射体波会使测点信号功率谱估计及计算的相速度-波长曲线出现扰动。通过细化技术及干扰信号切除方法可提高相速度计算精度。在低频域相位差折迭数无法统计时,用优化分析方法可以估计可能损失折迭数或额外多余的折迭数。     

Elastic properties of granulite facies rocks of Mahabalipuram, Tamil Nadu, India

Compressional and shear wave velocities and attenuation measurements have been carried out in some of the borehole samples of acidic, basic and intermediate granulites of Mahabalipuram, Tamil Nadu, India. The results have been obtained at ambient conditions using ‘time-of-flight’ pulse transmission technique at 1.0 MHz frequency. The results show linear relationships between velocity and density, and velocity and attenuation properties of the rocks. The acidic granulites show lower velocities and higher attenuation than the intermediate and basic granulites. The average values of the Poisson’s ratio of acidic, intermediate and basic granulites have been found to be 0.210, 0.241 and 0.279 respectively. The variations in velocities and attenuation in these low porosity crystalline rocks are found to be strongly influenced by their mineral composition. The laboratory velocity data (extrapolated to high pressure) of the present study and the published field velocity data from deep seismic sounding studies indicate that these granulite facies rocks may belong to mid-crustal depths only.     

三维地震勘探中叠加速度成图

速度参数和成图方法和选取对于提高三维地震反射层构造图的精度是很重要的,文章提出了由地震资料的叠加速度来获得界面平均速度,并利用钻井资料对界面平均速度校正,得出了符合地质规律的平均速度,提高了作图精度。该方法成功地应用于华北某煤田勘探区的三维资料解释中,弥补了传统时深转换方法的不足,收到了很好的效果,所绘制的构造图深度同巷道资料吻合。     

不同检测方法对混凝土波速的影响研究

为建立超声波法和低应变反射波法检测所得混凝土基桩波速的相互转换关系,本文给出了标准线性固体模型下粘弹性介质的三维和一维纵波速度之比及其实用简化公式,并且通过实验得出,混凝土构件的超声波速与1.054倍低应变动测波速之比处于1.03~1.12,具体数值会随着混凝土龄期、弹性模量和强度等级的增加而有所减小。     

Estimating the settling velocity of bioclastic sediment using common grain‐size analysis techniques

Most techniques for estimating settling velocities of natural particles have been developed for siliciclastic sediments. Therefore, to understand how these techniques apply to bioclastic environments, measured settling velocities of bioclastic sedimentary deposits sampled from a nearshore fringing reef in Western Australia were compared with settling velocities calculated using results from several common grain‐size analysis techniques (sieve, laser diffraction and image analysis) and established models. The effects of sediment density and shape were also examined using a range of density values and three different models of settling velocity. Sediment density was found to have a significant effect on calculated settling velocity, causing a range in normalized root‐mean‐square error of up to 28%, depending upon settling velocity model and grain‐size method. Accounting for particle shape reduced errors in predicted settling velocity by 3% to 6% and removed any velocity‐dependent bias, which is particularly important for the fastest settling fractions. When shape was accounted for and measured density was used, normalized root‐mean‐square errors were 4%, 10% and 18% for laser diffraction, sieve and image analysis, respectively. The results of this study show that established models of settling velocity that account for particle shape can be used to estimate settling velocity of irregularly shaped, sand‐sized bioclastic sediments from sieve, laser diffraction, or image analysis‐derived measures of grain size with a limited amount of error. Collectively, these findings will allow for grain‐size data measured with different methods to be accurately converted to settling velocity for comparison. This will facilitate greater understanding of the hydraulic properties of bioclastic sediment which can help to increase our general knowledge of sediment dynamics in these environments.