磁源重力技术及其应用

磁异常的复杂性对资料处理和解释带来了一定的困难,而重力异常相对更为简单、更易处理和解释。通过运用空间域的泊松公式,可以在频率域内推导出由磁异常换算重力异常的计算公式,这种由磁异常换算所得到的重力异常称为磁源重力异常。这里对理论模型的磁异常数据进行了计算与实验分析,并对实际航测的磁异常资料进行了计算与处理,取得了良好的应用效果,表明了磁源重力技术的可行性、正确性和精确性。     

关于日本阪神地震的分析──球坐标下磁卫星异常的等效源反演

为了对磁卫星异常进行处理和分析，利用一种空间域的处理方法──球坐标下的磁异常等效源反演［１］，可以得到假重力异常、垂向导数、延拓和化向地磁极等异常。利用对异常的处理结果说明日本阪神地震的形成原因。     

关于日本阪神地震的分析：球坐标下磁卫星异常的等效…

为了对磁卫星异常进行处理和分析，利用一种空间域的处理方法－球坐标下的磁异常等效源反演，可以得到假重力异常、垂向导数、延拓和化向地磁极等异常。利用对异常的处理结果说明日本孤神地震的形成原因。     

估计磁场源位置的倾斜角梯度算法改进

倾斜角梯度法在未知场源物性先验知识和构造指数情况下,可快速估计出场源的边界位置和深度分布,对于大面积实测磁异常的快速解释具有应用前景。笔者在Salem的倾斜角梯度法基础上,提出了一些算法改进。在导数换算上采用空间域有限差分法换算磁异常的水平导数,采用ISVD算法换算磁异常的高阶垂直导数。在剔除坏解上,采用磁异常广义倾斜角梯度的总水平梯度滤波法和场源深度有效性筛选法相结合。理论模型数据试验表明本方法简单快速,效果明显。     

用等效源法进行重磁异常换算的效果

在磁力、重力异常的解释中,常常要进行异常场的换算,例如向上延拓、向下延拓,曲化平(将起伏地形上的观测值换算到某一水平面上的场值),磁异常不同分量之间的换算,求变换磁化方向后的异常(包括计算异常的化到磁极),以及异常的一次、二次垂向导数等等。这些换算已有一些方法可以进行,在上延、不同分量的换算和化到磁极等方面均取得了好的效果,但是在许多时候,特别对于观测面起伏高差较大的情况,常常效果不佳。而且有的方法丢掉边部测点的信息较多。在这里我们介绍重磁异常换算的等效源法,这种方法可以将上述不同方面场的换算问     

用等效源法进行磁异常换算的效果(二)

在物化探电子计算技术79年第2期中,我们讨论了用等效源法进行重磁异常换算的效果[1]。方法的基本思想是,采用最优化方法求出观测异常的场源分布,根据这个场源分布,再来计算任意点的各种场值,如向上延拓,向下延拓,曲化平(将起伏地形上的观测值换算到某一水平面上的场值),磁异常不同分量之间的换     

中国东部及近海磁异常特征及大地构造意义

根据全球磁异常数据和中国近海高精度、高分辨率的海洋船磁资料,通过频率域的迭代下延方法,将两种不同分辨率的数据进行融合,得到了覆盖我国东部及近海的大面积地磁异常数据。对磁异常进行大范围变倾角化极,并进行了小波分解和频谱分析,计算、分析磁源重力异常、磁异常解析信号及倾斜角等转换场。结果显示中国东部及近海主要地质构造单元的磁异常特征,揭示了华北地块古陆块分布和扬子地块的南北边界走向,并指出浙闽火山岩带向西南可能和东沙隆起相连,都是中生代古俯冲的火山弧,南海北部NW向断裂可能是古特提斯构造域向太平洋构造域转换边界断裂,对中生代古俯冲及由主动陆缘向被动陆缘转化过程都有控制作用。     

基于Gauss-FFT技术高精度三维磁异常ΔT正演

三维磁异常傅里叶正演,能够计算整个场源区域内与磁化率分布网格一致的三维磁异常。通过三维傅里叶变换推导了长方体三维磁谱表达式,当源体埋藏较深或者位于反演区域边缘时,标准FFT正演异常场由于强制周期化,边界震荡等原因,使得正演结果发生较大的畸变,为了减少标准FFT算法引起的误差,引入了3DGauss-FFT技术用于三维磁异常频率域正演。通过简单的模型正演验证,从计算时间、计算精度以及内存需求上与空间域算法及标准3DFFT算法进行比较,结果表明,3DGauss-FFT磁异常正演相比于标准FFT算法在计算精度上有很大提升,显著降低了标准3DFFT由于自身缺陷引起的误差,且在运行时间上,4点3DGauss-FFT磁异常正演算法相对于空间域算法降低了三个数量级,但内存需求有所增加,证明了3DGauss-FFT正演方法在磁异常正演方面的高效性以及准确性。     

Za_⊥和△g_m的八方位换算方法

本文讨论Za_⊥及△g m八方位计算方法,Za_⊥为垂直磁化下的垂直磁异常,△g_m为磁源重力异常。这种计算方法也统称为化到地磁极。经常使用的换算方法有频率域和空间域两种。 本文提出的八方位方法是空间域换算方法之一。同时还存在六方位和十二方位的方法。以上提到的三种空间域换算方法的基本原理都是相同的,并在文献中已详细的讨论。     

多面体重磁异常频率域的正演

根据多面体重、磁异常频谱的表达式,编制了在微机上频率域作正演的程序。为了获得满意的结果,我们合理地解决好三个问题。第一是频率等于零时取极限值的问题,我们采用的是线性外推方案;第二是频率的采样密度;第三是截止频率的选取。     

基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用

弹性地基法具有概念清晰、过程简单等优点在深基坑设计中广为运用,合理选择土体水平基床系数是弹性地基法的关键因素。以往地基水平基床系数多依靠于经验取值,一些学者也曾经尝试采用mindlin解等一些经典的弹性解来确定地基水平基床系数,但在参数的取值以及边界条件的确定方面均存在问题。根据反对称问题的特点,很好地解决了基坑开挖后的边界条件问题,使之符合弹性半空间理论,同时采用考虑应力状态和应力水平的土体参数,使得参数的选取更加符合实际情况。结合理论分析结果与应力路径试验结果,得到了与模量相关的水平基床系数计算方法。将计算得到的水平基床系数运用到杭州市地铁一号线试验段深基坑开挖工程中,并与实测结果进行比较,验证了计算方法的正确性,为杭州地铁后期设计计算、开挖施工提供了理论依据。该方法与传统弹性地基法相比,水平基床系数的取值有明确的计算方法,与连续介质有限元法相比,参数简单、计算简便、概念明确。     

改进响应面法及其在倾斜荷载桩可靠度分析中的应用

针对结构可靠度分析中常用的二次函数响应面法的不足,提出一种采用髙次响应面函数和利用JC法几何性质原理确定迭代中心点准则的响应面法。在此基础上,将该法应用于倾斜荷载桩的可靠性分析,计算了基于桩顶水平位移过大和桩身材料屈服这两种失效模式下的基桩可靠度,并连同蒙特卡罗法和二次函数响应面法的计算结果进行了比较。计算表明,改进的响应面法减少了计算的迭代次数,有效地提高了计算精度和数值试验的稳定性,可用于大型复杂结构的可靠性分析。     

定向对接连通井轨迹设计

定向钻井轨迹计算方法很多,但在轨迹处理及图示反馈上均不直观清楚。通过坐标变换,建立了以井口与靶点连线为基准参考面的定向对接连通井轨迹设计方法。比较校正平均角法和最小曲率法,通过两次坐标旋转,说明建立以井口与靶点（或靶井）连线方位为参考面的坐标系的定向对接井轨迹设计方法及优点。并且这种设计方法也可用于其它轨迹计算方法中。通过本设计方法,可及时反应自井口到靶点（靶井）的钻井轨迹与目标的误差偏离。通过EXCEL编程及图示,运用EXCEL功能及时跟踪设计,使定向对接井设计与施工简单直观。采用此法累计已成功完成的对接井达100余对。     

河北平原地热流体可采量计算方法及岩溶热储分布规律研究

随着能源供需矛盾的加剧,河北省地热资源开发利用呈快速增长态势,对地热流体可采量及其计算方法的研究亟待加深。通过实例,采用热储法、解析法、统计分析法和数值模拟4种方法对河北平原区层状热储地热流体可开采量进行了评价和对比; 分析了岩涪热储及资源现状。研究认为: 热储法和解析法适合勘查程度较低、无地热井或仅有少量地热开采井和产能试验数据的地热田,其计算精度较低; 统计分析法和数值模拟法适用于勘查程度较高、已开发利用多年、具有多年动态监测资料的地热田,计算结果可靠程度较高; 地热流体中岩溶热储具有温度高、易回灌、可持续性好等特点,主要赋存于古生界和中新元古界地层中; 岩溶热储被新生界地层覆盖,有利于储集层的聚热和保温; 在基岩隆起带(古潜山)岩溶裂隙发育,构成深部热水储集层,可形成有重要开发利用价值的地热田,是下一步地热勘查和开发的主要热储类型。     

隧道施工由CRD改为CD工法衬砌结构内力及变位分析

在隧道施工中地质较差地段施工工法一般都会采用CRD工法,采用CRD工法进行施工虽然能比较安全的掘进,但其各部施工相互干扰很大,在工期要求很紧的情况下,CRD工法很难取得满意的进尺.在对前面围岩有了进一步的认识后,改变工法,对于施工进度要求是非常有利的,本文以一特定隧道的围岩参数及衬砌参数对CRD工法下和CD工法下的衬砌结构内力及变位进行了模拟分析,分析结果认为:在此特定隧道围岩条件下,将CRD工法改为CD工法,其结构内力和变形在结构的承载能力之内,以期能为施工提供参考.     

半干旱地区蒸散发时间尺度扩展方法对比分析

蒸散发量(ET,evapotranspiration)的时间尺度扩展是遥感反演区域ET的关键。为评价由瞬时潜热通量经时间尺度扩展方法计算日蒸散发量的可靠性,利用美国西南部半干旱地区的Walnut Gulch实验流域草地站点的波文比系统实测数据,分析评价蒸发比法、简化蒸发比法、作物系数法、简化参考作物系数法、正弦关系法、冠层阻力法和修正冠层阻力法共7种蒸散发时间尺度扩展方法的估计效果,统计结果显示,7种蒸散发时间尺度扩展方法总体趋势具有一致性,存在着一定的规律性,采用10:00~14:30的瞬时值估计较为接近实测蒸发值。正弦法、简化参考作物系数法及简化的蒸发比法的模拟精度较高(相对均方根误差在20%左右),比较适合于估算半干旱地区的日蒸散发量。对具有相近气象、气候、下垫面条件和空间尺度数据且具有充足气象观测资料的地区,推荐采用基于简化作物系数的时间尺度扩展方法开展从小时到日的ET时间尺度扩展,对于缺少气象观测资料的类似地区,推荐采用正弦法和简化的蒸发比法进行时间尺度扩展。     

A new simplified Hypothesis B method for calculating the consolidation settlement of ground improved by vertical drains

Vertical drains are widely used in soft ground improvements to accelerate the consolidation process. This paper develops a new simplified Hypothesis B method for calculating the consolidation settlement of a soil layer improved by vertical drains under the instant and ramp loadings. As a comparison, the traditional Hypothesis A method is also used to calculate the settlement. Then, a fully coupled finite element consolidation analysis is utilized to examine and verify this simplified method and Hypothesis A method. For the instant loading, Carrillo‐Barron method and Zhu‐Yin method are used to obtain the average degree of consolidation for vertical drain system. Typical parameters, such as over‐consolidation ratio (OCR), smear zone, and space ratio of vertical drains, are considered. It is found that the calculation results from the new simplified method in this study agree well with finite element simulations, and relative errors are in the range of 0.1% to 12.3%. Comparatively, there are obvious differences between the calculated results from Hypothesis A method and finite element results. Carrillo‐Olson method and Zhu‐Yin method are utilized to obtain the average degree of consolidation for the vertical drain system to consider the ramp loading. Equivalent time is determined from half of the construction period to calculate the creep compression under the ramp loading. The accuracy of this simplified Hypothesis B method using both Carrillo‐Olson method and Zhu‐Yin method is acceptable with the relative errors less than 9.4%.     

测定非饱和土土-水特征曲线的溢出水校正称量法

在利用压力板仪测定非饱和土的土-水特征曲线时,常用的取样称量法、溢出水称量法分别存在实测试样质量与实际试样质量不相等、实测排水量与实际排水量不相等等问题,从而造成试验结果失真。为此,溢出水校正称量法被引入用来消除取样称量法及溢出水称量法中存在的问题。通过取样称量法、溢出水称量法、溢出水校正称量法的对比研究发现,在同一基质吸力作用下,由取样称量法、溢出水称量法确定的试样饱和度均小于由溢出水校正称量法确定的试样饱和度,并对该现象进行了解释。随后,对取样称量法、溢出水称量法、溢出水校正称量法的适用范围进行了探讨。     

水平条分法下边坡稳定性分析与计算方法研究

极限平衡水平条分法较适用于成层岩土边坡,但较竖直条分法尚有不足之处。通过研究水平条分与竖直条分中条间力的关系,建立起水平与竖直条分法相对应的条间力假设条件;并针对水平条分法遇到滑动面存在弓形体时,采取水平条分和斜条分相结合的模式进行处理。在此基础上,推导出了瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法和Morgenster-Price（M-P）法在水平条分时的安全系数计算公式,其中,根据满足条件不同,得到了瑞典法的两种不同安全系数计算公式,并根据以往研究成果将一般简化Janbu法进行改进。当使用任意曲线和圆弧滑动面两种型式时,通过算例对比分析,验证了对水平条分法所做研究的可行性。同时,也表明了两种瑞典法得到的结果是一致的,改进的简化Janbu法在边坡稳定性分析上较一般简化Janbu法更优。     

A combined method to model grain crushing with DEM

This paper presents a combined method to model grain crushing effects with discrete element method.This method combines the two most commonly used concepts to model grain crushing in DEM,i.e.the replacement method and the agglomerate method,so that it is both accurate and efficient.The method can be easily implemented.The performance is shown by several DEM simulations of biaxial tests.Particles with different crush-abilities are modeled.DEM simulation results with and without grain crushing are compared and discussed.The change of grain size distribution due to grain crushing is also investigated.