抗剪强度参数概率分布的最大熵估计及边坡可靠度分析

提出了基于最大熵原理的抗剪强度参数概率分布估计方法。首先简要介绍了最大熵原理估计抗剪强度参数概率分布的基本步骤。其次,基于模拟数据分别验证了最大熵原理估计抗剪强度参数概率分布和边坡失效概率的有效性,并比较了最大熵原理、选优识别和核密度估计方法的不确定性建模精度和稳健性。最后,以一组残积土抗剪强度参数试验数据并结合无限边坡稳定分析为例研究了最大熵原理在抗剪强度参数概率分布和边坡失效概率估计中的应用。结果表明：最大熵原理能够有效地估计抗剪强度参数的概率分布和边坡失效概率。与传统的选优识别和核密度估计相比,最大熵原理估计抗剪强度参数概率分布和边坡失效概率的精度和稳健性都更高。最大熵原理避免了核密度估计过分依赖有限样本数据的缺点,又克服了选优识别可能未将真实分布包括在备选概率分布集合中的缺陷。此外,基于有限数据估计的抗剪强度参数概率分布和边坡失效概率具有较大的离散性。     

基于遗传熵谱估计的年径流周期识别

为识别年径流量序列的隐含周期,提出基于加速遗传算法的熵谱估计算法,与传统的方差谱和Burg谱相比,该方法由熵谱分析的4个等价条件构建多目标函数,并以加速遗传算法作为优化算法,谱估计结果不依赖于初始值的选取,对数据长度、信噪比和初相位有较强的适应性。在三川河流域后大成站1956-2000年径流量序列周期识别中的应用结果表明,在95%的置信检验水平下,序列中存在着12.29年和2.67年的显著隐含周期,为三川河流域年径流的变化规律和变化的阶段性研究提供了一条新的定量研究手段。     

基于高阶统计的时变子波估计及其应用

地震子波估计是地震资料高分辨处理、解释的基础,快速准确地估计地震子波具有重要意义。笔者利用三谱估计子波的振幅谱,根据峰度最大值准则提取子波的相位,规避了相位的卷绕问题,并讨论了该准则的适用条件。比较了不同窗函数的特性,最终选定Hamming窗函数滑动求取时变子波。利用变频雷克子波模型讨论了时变子波提取的有效性。应用到实际资料处理中,与不同主频的雷克子波标定的地震记录进行对比分析。结果表明:该方法使得子波振幅谱估计更加稳定,相位谱估计更易于实现,与实际情况更加符合。     

桩基检测中的最大熵谱分析

本文利用最大熵谱法的原理对桩基检测信号进行谱分析,结果表明,与付氏谱相比,最大熵谱具有更高的精度.     

双谱估计法在海底钴结壳微地形探测中的应用

海洋环境中水下超声测量系统往往因环境中机械噪声、背景噪声以及混响等强噪声而导致测距精度低,因而具有一定局限性。双谱的时延估计方法对高斯噪声具有屏蔽能力,能更好地压制噪声,并准确估计信号的时间延迟,且双谱功率谱重构要比直接用FFT变换方法估计功率谱具有更好的性能。利用双谱估计对背景噪声不敏感的特性来处理超声回波信号,根据实验室水池实测数据,验证了该方法的适用性。研究结果表明:在先验知识较少和背景噪声较强时双谱法比广义互相关法的适用性更好。     

基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演

提出一种基于谱反演方法的叠后地震数据纵波阻抗反演算法,用于提高地震反演精度。谱反演在地震高分辨率和反射系数反演中应用广泛,其基于反射系数的奇偶分解,能降低薄层之间的调谐效应,使反演数据体的分辨率得以提高,而由反射系数计算纵波阻抗的过程不适定,分步进行纵波阻抗反演会引入较大的累积误差。本研究提出基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演算法,引入TV正则化约束目标方程,通过迭代求解,可直接得到相对阻抗,然后同预先建立的低频模型进行频率域融合得到绝对阻抗。模型和实际数据说明,相比基于稀疏脉冲反褶积的阻抗反演,本文提出的方法反演分辨率较高,更有利于后续储层预测等研究的开展。     

基于三维稀疏反演的混合震源数据分离与一次波估计

混合震源采集（下称混采）技术是当前地震勘探的潮流。但是由混采获得的数据中包含相互重叠的由多个震源激发产生的炮记录,会对后续的地震数据处理产生严重干扰。本文针对现有的基于混采数据的稀疏反演一次波估计（EPSI）方法,提出了一种改进的基于三维稀疏反演的混采数据分离与一次波估计方法。我们将混采EPSI方法的地下一次波响应估计过程转化为基于L1范数的双凸优化问题,并用基于L1范数的谱投影梯度（SPGL1）算法进行求解,确保取得全局极值,从而稳定反演过程。此外,我们还用二维曲波变换和一维小波变换组成三维联合稀疏变换对反演过程进行约束,能在确保求解精度的同时较以往的三维曲波稀疏约束大大提高计算速度。将本文方法应用于模拟混采数据和海上实际混采数据,将试算结果与传统混采数据EPSI方法对比,全面验证了本文所述方法的有效性和优越性。     

考虑土体动力特征参数相关性的工程场地随机地震反应分析

研究等效线性化方法中土体动力参数不确定性对场地地震反应的影响,提出了可考虑土体动力特征参数间相关性的土体动剪切模量和动阻尼曲线随机样本生成方法,基于Matlab开发一维等效线性化场地地震反应分析计算程序,用于开展场地地震反应随机动力分析。以Ⅱ类成层场地为例建立一维自由场分析模型,采用不同地震设防水准下露头基岩场地加速度反应谱为目标反应谱,合成人工地震记录折半后作为场地下卧基岩处的输入。计算结果表明,考虑土体动力特征参数不确定性对场地地震反应具有较大的影响,且影响程度与地震动强度、频谱成分及场地基本周期均密切相关;场地最大峰值加速度和地表加速度反应谱的波动范围随地震动强度等级的增加而变大,且最大峰值应变和最大峰值加速度的波动范围可达10%和14%;目标反应谱平台段及场地基本周期处对应的场地地表加速度反应谱的波动范围超过20%。     

基于L1正则化的地震谱反演方法

将L1正则化方法应用到地震谱反演的实现中,验证了谱反演方法在拓宽频谱宽度、提高分辨率上的可行性。对谱反演中L1正则化解的稀疏性和应用矩形窗造成结果不稳定的现象做了详细讨论,提出自动选择窗口长度进行谱反演的算法模式,并基于该模式对地震模型进行了试算。该方法有效地拓宽了数据的频谱宽度,提高了反射地震勘探的精度,为薄层的识别和更加复杂的地震勘探提供了一种新的思路。     

级联分样与分频段功率谱计算的大地电磁张量阻抗估算对比

级联分样和分频段功率谱计算是大地电磁数据处理中的两种功率谱计算方法。本文基于Welch方法,在其他各项处理参数设置相同的条件下,分别将两种功率谱计算方法用于模拟数据和实测数据对比计算。计算结果认为,在无噪声的模拟数据条件下,两种功率谱计算方法得到的测深曲线差异不明显;对实测数据的计算发现,高频部分级联分样要略优于分频段功率谱估计,而在低频部分,分频段功率谱估计的测深曲线连续性与误差情况要好于级联分样。     

土层随机地震反应分析中侧向边界的影响分析

研究了随机地震激励下土层地震反应及土-结构相互作用分析中有限土域的取值范围对计算精度的影响。分别以基岩白噪声谱和杜修力修正基岩谱作为输入,进行了土层随机地震反应分析,探讨了自由边界、固定边界和黏弹性边界3种人工边界条件下土域的取值范围、土介质阻尼和土体长深比（L/H）对土层随机地震反应的影响,给出了侧向人工边界合理位置的具体建议。在此基础上,选取土体的合理边界范围,建立土-结构相互作用分析模型,分别以基岩白噪声谱、杜修力修正基岩谱以及实测地震波功率谱作为输入,进行了土-结构相互作用体系随机地震反应分析,计算结果验证了侧向人工边界取值在土-结构相互作用体系随机地震反应分析中的有效性。     

相干体解释技术在三维地震勘探中的应用

主要讨论相干体技术在鲍店煤矿十采区实际地震资料中的应用。利用相干体的时间切片来分析相邻道地震信号的相似性,进而探测小断层和分析地质构造。通过对实际资料的分析解释可以看出,相干体技术是一种有效的断层解释方法,可以提高解释精度,缩短勘探周期。      

低信噪比地震资料处理中的精细速度分析方法

为了提高低信噪比资料速度分析的精度,得到中深层可靠的速度信息。针对关中地区深部隐伏断裂构造调查的地质目标,在二维地震勘探的基础上,对低信噪比地震资料采用"优选道集速度分析、动校正、F-K滤波、反动校正、高密度精细速度分析"的技术流程,使得速度谱中能量团聚集,不仅提高了低信噪比地震资料速度分析的精度,而且达到了提高信噪比的效果,进而获得了较高品质的中深层速度场信息与成像剖面资料。      

变速三维地震速度场的构建与应用

二连盆地内的凹陷窄而狭长,断裂发育,构造变化剧烈,速度横向变化快,常规作图方法难以满足精细构造解释的要求.采用叠前时间偏移后的叠加速度谱生成速度模型,并用井震标定速度进行校正,形成高精度的变速三维速度场,用它对地震层位作时深转换,较大地提高了构造成图的精度.     

Bayesian estimation of reservoir properties—effects of uncertainty quantification of 4D seismic data

This paper shows a history matching workflow with both production and 4D seismic data where the uncertainty of seismic data for history matching comes from Bayesian seismic waveform inversion. We use a synthetic model and perform two seismic surveys, one before start of production and the second after 1 year of production. From the first seismic survey, we estimate the contrast in slowness squared (with uncertainty) and use this estimate to generate an initial estimate of porosity and permeability fields. This ensemble is then updated using the second seismic survey (after inversion to contrasts) and production data with an iterative ensemble smoother. The impact on history matching results from using different uncertainty estimates for the seismic data is investigated. From the Bayesian seismic inversion, we get a covariance matrix for the uncertainty and we compare using the full covariance matrix with using only the diagonal. We also compare with using a simplified uncertainty estimate that does not come from the seismic inversion. The results indicate that it is important not to underestimate the noise in seismic data and that having information about the correlation in the error in seismic data can in some cases improve the results.     

汶川地震紫坪铺面板堆石坝地震波输入研究

对国家强震动台网中心紫坪铺面板堆石坝区域台站实测主震记录以及大坝台网实测余震记录进行分析,研究主震与强余震地震动的基本特征。分别选取茂县地办、郫县走石山、成都中和这3组基岩台站实测主震地震动,紫坪铺台站2008年11月6日实测余震地震动以及按水工抗震规范人工生成地震动作为数值计算的地震动输入,对紫坪铺大坝进行三维动力有限元分析,并与实测结果进行对比。研究表明,郫县走石山与成都中和2个远场台站位于断层下盘,其实测地震动的加速度反应谱长周期（0.65 s以后）分量过于丰富,不宜作为断裂带附近紫坪铺大坝的地震动输入;紫坪铺大坝台站实测的余震地震动1 Hz附近（大坝基频）的频率成分相对较少,且持续时间较短,以至于难以激发大坝响应;对比坝顶实测地震动加速度反应谱和数值计算反应谱,建议汶川地震中紫坪铺大坝动力计算时可采用茂县地办台站实测地震动或按抗震设计规范反应谱人工生成地震动。     

小波变换与地震奇异性属性

地震属性是由地震数据提取的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征等组成。这里主要讨论了一种新的地震属性(奇异性属性)计算方法。由于地震数据携带着大量的奇异性信息,因此,这一新的地震属性是在偏移地震数据的小波变换和奇异性分析的基础上形成的。小波变换使检测数据中的局部奇异程度成为可能。为能够估计出偏移地震数据每一采样点的局部奇异规律,从小波变换系数的角度来提取地震信号的奇异指数。这种新属性实行单道处理,不需要子波和速度信息,它给出了地下分层情况和断层位置。在地震数据奇异性属性的基础上,用小波变换来划分地层旋回,从而提高了小波变换在地震解释中的应用。     

地震资料分频处理效果

在地震资料信噪比较低，常规处理效果不理想的情况下可考虑采用分频处理。首先根据频谱分析，确定频带范围，再按反射波在频带内的能量分布，确定分频频带。充分利用各个频带的反射能量，在每个频带内进行分频精细处理，提高分辩率，达到分辩较小断层的目的。     

基于离心模型试验的海域软土场地设计反应谱特征分析

为了揭示和掌握海域软土场地的地震动特征,给海域工程抗震设计提供科学可靠的设计反应谱,更好地服务于工程抗震设计,先设计并构建了上覆有水的海域饱和软土场地的离心模型,在100g的离心环境下开展了5组振动台试验,获取了不同强度地震输入条件下海底地表处的加速度结果;再以当前国内外普遍采用的3种设计谱拟合标定方法对加速度反应谱进行拟合回归,并对不同方法得到的拟合参数进行了对比分析。结果表明：我国现行建筑抗震规范设计谱与试验反应谱差异较大,标定的设计谱特征周期值明显偏小,对长周期工程抗震存在设计风险;而基于美国抗震规范的设计谱与试验反应谱具有良好的一致性,标定的设计谱特征周期较为合理,但设计谱平台值明显偏小,工程上也偏于不安全;中美两国规范设计谱均有各自的局限性。相比之下,薄景山团队提出的设计谱标定的工程方法和标定结果较为合理,设计谱特征周期与试验反应谱吻合度较高。