编码激励用于岩石物性超声成像的仿真

数字编码技术在雷达、医学等方面广泛成功应用使得将其引入地震探测中成为可能。本文为将数字编码技术引入地震探测中,进行了岩石物性成像仿真实验。首先讨论了编码超声成像原理,分析了编码技术的规律和特点。其次通过激励Golay码,利用FieldⅡ软件包进行了岩石物性超声成像的仿真,并比较了仿真结果的成像分辨率。结果表明,编码技术是提高超声成像质量的有效方法。结果可用于指导野外编码地震探测。     

岩石声波差异衰减特征及工程应用前景探讨

声波在岩石材料中传播时会发生差异衰减现象.由于岩石强度、完整性不同，造成其频率响应不同，声波通过不同强度的岩石时，对不同频率的声波信号滤除状况也就有所不同.通过力学强度高的岩石时，声波基本能够保持其原有频率成分，相反，当通过低强度岩石时，高频分量会迅速衰减而缺失，主要保留低频分量.通过实例研究，分析了声谱衰减特征与岩样矿物组成、密度及结构完整性的关系，验证了声谱衰减特征与岩体强度具有很好相关性的结论.通过分析研究声波信号在不同岩体中传播的衰减变化，指出声波衰减在一定程度上能够反映出岩体的风化程度、破碎状态、强度及各向异性等特征.可以发展成为岩体工程地质勘测、试验和施工中的常规实验方法.     

超声实验中谱比法衰减的散射与本征吸收特性

实际地球介质的弹性波衰减,无论是对于地球内部结构反演、含油气储层描述,还是对于地震岩石物理本身的基础研究而言,都十分重要.通过岩石物理实验测量岩石的弹性波衰减是相关研究的基本手段,而谱比法是一种最常用的测量方法.利用谱比法测量的弹性波衰减,简称谱比法衰减,由介质的本征吸收特性和非均质散射特性共同决定.然而,在谱比法理论中,没有将这两种衰减特性的作用区分对待.因此,实验室测量的谱比法衰减中是否含有散射特性,其散射特性是否可以忽略,常不明确.本文基于对岩石物理实验中样品波形特征的基本认识,通过能流理论描述了弹性波的本征吸收和非均质散射过程,以及对应的尾波形成机理.文章还应用能流理论测量岩石的弹性波衰减,即能流法衰减.无论是通过理论推导,还是通过实验验证,谱比法衰减与能流法衰减都显示出良好的一致性.这两种直达波衰减的一致性暗示了谱比法衰减中存在着两种衰减特性.文中还对比分析了谱比法衰减与喷射流本征衰减的实验结果,该结果同样展示了谱比法衰减中可能存在着散射特性.因此,通过能流理论,可以利用样品波形的尾波特征定性判断谱比法衰减中可能存在的散射特性.即异常明显的尾波振幅可能意味着强烈的直达波非均质散射,谱比法衰减中的散射特性因而不可忽略.     

砂岩和页岩弹性波性质的实验研究进展

砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(10⁵～10⁶ Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量砂岩和页岩弹性波性质的方法和实验结果,并结合矿物弹性性质和岩石物理模型,分析了压力、温度、矿物组成、孔隙结构、流体、频率等因素对岩石波速和衰减的影响.由于孔隙和微裂隙随压力增加而逐渐关闭,干燥砂岩和页岩的P波和S波速度在低压下随压力非线性增加,高于临界压力呈线性增加.干燥岩石样品的波速随温度增加而缓慢线性降低,频散效应可以忽略.而含流体砂岩和页岩的衰减和频散受温度、压力、流体饱和度、流体黏度、孔隙结构和频率等多种因素的影响,含流体砂岩和页岩的泊松比和逆品质因子Q^-1显著高于干燥样品.低压下砂岩的波速与孔隙度负相关,而影响页岩波速的因素更为复杂,页岩的波速、衰减和频散的各向异性都高于砂岩.将跨频段岩石物理实验与数字岩石物理技术相结合,可为勘探地球物理的方法创新和资料解释提供可靠依据.     

超声岩石物理实验尾波观测中边界反射的影响分析（英文）

超声尾波是研究高频散射问题的最佳数据,近年来得到广泛应用,然而岩石物理实验证实超声尾波受到岩芯边界反射的严重干涉,有必要厘清在实验观测中,直达波后各续至波组成分及岩芯边界反射的影响。本文利用1MHz的超声纵波换能器,分别对无吸收衰减标准铝样和较强衰减的页岩岩芯进行实验,同时利用旋转交错网格有限差分法模拟实验观测波场,以便充分了解超声岩石物理实验中各续至波组的性质和来源。通过对比铝样观测波场及其模拟波场,定量分析了侧面和对穿不同位置接收的波场特征,侧边界反射对超声尾波时段的干涉特征,以及样品几何尺寸对尾波观测的影响。结合页岩岩芯超声实验数据的分析表明:提高岩样径长比,可延迟侧边界反射的干涉作用,有效降低对超声尾波的影响。干涉超声尾波的主要边界反射波为PP波,其次为PS波、PPP波和PPS波,这些震相在超声尾波时段合成为具有陷频和频散特征的波组,其幅值达到直达波幅值的30%。页岩岩芯超声实验表明,岩样介质对高频能量的吸收和散射衰减作用极大地减弱了岩样侧边界反射对超声尾波时段的干涉影响。     

超声激励低渗煤层甲烷增透机理

超声激励增透煤层是一种不受甲烷储层地质条件和气源特性限制,具有普遍应用价值的增采技术.但由于煤岩致密、裂隙发育,煤岩孔隙度存在多尺度效应,受储层介质尺度效应影响的增透促吸机理尚不明确.本文通过CT观测实验和渗透率测定实验,对超声波作用下煤样不同尺度裂隙发展规律进行了分析,对比测定超声作用煤样渗透率变化规律,建立了超声增透煤层甲烷渗透率的修正公式.研究结果表明:CT观测实验很好地证明了超声的机械震碎作用;在声场衰减范围内,煤体损伤和机械震碎作用明显;超声波作用后的煤层渗透率有平均135%～169%的提高.研究工作为超声激励增加煤层的渗透率提供了实验基础.     

龙马溪组页岩数字岩芯超声响应数值模拟及散射特征分析

超高频（几百兆赫兹）超声数值模拟微米至纳米尺度的龙马溪组页岩数字岩芯及其强非均质性严重挑战数值模拟算法的精度和数值稳定性.本文利用图像阈值分割算法将龙马溪组页岩数字岩芯主要成分分解为石英类、黏土类、黄铁矿及孔隙四种类型,假定液相（油）均匀分布在整个介质模型中,根据岩芯的孔隙度、渗透率和各类矿物的岩石物理参数,建立了精细的非均质双相介质模型.采用基于Biot双相介质方程的不分裂卷积完全匹配层与高精度旋转交错网格有限差分方法精确模拟超声波在页岩岩芯中传播的散射衰减.通过精确控制匹配层吸收边界数来模拟边界反射量及其对尾波的干涉强度,并与超声实验尾波散射Q值进行比较,估算超声实验中的边界反射量及其对尾波的干涉强度.对不同超声子波主频的数值模拟试验,结合L/a-ka散射态式图分析表明：本文采用的龙马溪组页岩数字岩芯的非均质强度与600 MHz波长尺度相当,产生的散射衰减达到最大.开展页岩岩芯超声波散射数值模拟研究,据此评估页岩岩芯的非均质性,为页岩储层声学非均质预测提供依据.     

数字岩心宽频带动态应力应变模拟方法及其对含裂隙致密岩石频散和衰减特征的表征

利用数字岩石物理技术表征复杂非均质多孔岩石跨频段的频散和衰减特征对于综合利用多尺度的地球物理数据进行地层非均质性的刻画具有重要的意义.现有的描述波致流体流动引起的频散和衰减效应的数字岩心动态应力应变模拟方法主要为单频率模拟方法,需要在不同的频率进行多次模拟才能刻画频散和衰减特征.本文提出了宽频带动态应力应变模拟方法,通过给数字岩心加载一个快速趋于恒定的宏观应变,采用波场正演技术求解数字岩心内部流固耦合的应变场和应力场,模拟数字岩心内部的应力松弛过程,从而通过一次模拟计算目标频段范围内连续的频散和衰减曲线.该方法可以成功地用于刻画含裂隙致密岩石挤喷流效应引起的速度频散和衰减特征,并通过数值模拟较为系统地揭示致密地层中控制挤喷流效应的主控物理因素,这些认识也与现有挤喷流效应的理论模型有较好的吻合.     

基于叠前反演的流体敏感属性实验研究及应用

提取叠前地震振幅信息的叠前反演技术已成为储层预测的重要手段,其能获得各种岩石弹性参数,丰富储层预测方法.因目标储层的差异性,优选并建立有利的流体敏感参数对储层流体检测尤为重要.本文基于岩石物理实验, 测量并分析了岩石弹性参数随流体饱和度的变化特征, 进一步根据岩石物理理论建立组合流体敏感参数, 达到对油气检测的最佳敏感效果.定义了流体敏感量,定量分析岩石弹性参数的流体敏感性.最后本文在X区块进行了叠前地震反演的应用, 结果表明通过岩石物理实验分析并建立获得的流体敏感参数能明显的提高储层的识别能力.     

基于常规测井数据的纵波本征衰减估计

地震波本征衰减反映了地层及其所含流体的一些特性,对油气勘探开发有重要意义.已有的理论研究与实验发现,地震频带内的衰减主要与中观尺度(波长与颗粒尺度之间)的斑状部分饱和、完全饱和岩石弹性非均匀性情况下波诱导的局部流体流有关.这种衰减与岩石骨架、孔隙度及充填流体的性质密切相关.本文着重讨论均匀流体分布、斑状或非均匀流体分布两种情况下部分饱和岩石的纵波模量差异.以经典岩石物理理论和衰减机制认识为基础,通过分析低频松弛状态、高频非松弛状态岩石的弹性模量,讨论储层参数(如孔隙度、泥质含量以及含水饱和度等)与纵波衰减之间的确定性关系.上述方法与模型在陆相砂泥岩地层与海相碳酸盐岩地层中的适用性通过常规测井资料得到了初步验证.     

A parallel,scalable and memory efficient inversion code for very large‐scale airborne electromagnetics surveys

Over the past decade the typical size of airborne electromagnetic data sets has been growing rapidly, along with an emerging need for highly accurate modelling. One‐dimensional approximate inversions or data transform techniques have previously been employed for very large‐scale studies of quasi‐layered settings but these techniques fail to provide the consistent accuracy needed by many modern applications such as aquifer and geological mapping, uranium exploration, oil sands and integrated modelling. In these cases the use of more time‐consuming 1D forward and inverse modelling provide the only acceptable solution that is also computationally feasible. When target structures are known to be quasi layered and spatially coherent it is beneficial to incorporate this assumption directly into the inversion. This implies inverting multiple soundings at a time in larger constrained problems, which allows for resolving geological layers that are undetectable using simple independent inversions. Ideally, entire surveys should be inverted at a time in huge constrained problems but poor scaling properties of the underlying algorithms typically make this challenging. Here, we document how we optimized an inversion code for very large‐scale constrained airborne electromagnetic problems. Most importantly, we describe how we solve linear systems using an iterative method that scales linearly with the size of the data set in terms of both solution time and memory consumption. We also describe how we parallelized the core region of the code, in order to obtain almost ideal strong parallel scaling on current 4‐socket shared memory computers. We further show how model parameter uncertainty estimates can be efficiently obtained in linear time and we demonstrate the capabilities of the full implementation by inverting a 3327 line km SkyTEM survey overnight. Performance and scaling properties are discussed based on the timings of the field example and we describe the criteria that must be fulfilled in order to adapt our methodology for similar type problems.     

Q c of three component seismograms of volcanic microearthquakes at Campi Flegrei volcanic area — Southern Italy

Digital recordings of three component microearthquake codas from shallow seismic events in the volcanic region of Campi Flegrei — Southern Italy — were used with an automatic technique to calculate the attenuation factorQ _c (codaQ) in the hypothesis of singleS toS backscattering.Results show the same value ofQ for each of the three components. This result is interpreted as due to isotropicS wave radiation pattern.A check of the coda method was performed using a single station method based on simple assumptions on the direct SH wave spectrum. Single stationQ was averaged over the stations and over the earthquakes. Results show that the two methods lead to comparable results.A frequency dependence quite different from that evaluated in active tectonic regions was found for coda attenuation, comparable to other volcanic areas throughout the world. This is interpreted as due to the presence of magma that affects anelasticity and scattering.     

桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势

本文对世界主要桥梁结构抗震设计规范的现状进行了较为详细的对比,指出我国现行《公路工程抗震设计规范》中存在的一些缺点。本文还对目前国际上桥梁结构抗震设计规范的发展动向进行了总结,提出了修订我国新《城市桥梁抗震设计规范》的一些意见。     

装配式钢筋混凝土结构竖缝抗剪承载力研究及国内外规范的比较

分析比较了国内外建筑规范及专家学者提出的关于装配式钢筋混凝土结构竖向齿槽接缝的抗剪机理及抗剪承载力计算公式,指出各种计算公式的可取与不足之处,提出了符合我国国情的设计公式,从而加速我国建筑规范的发展,促进我国规范与国际规范的接轨。     

对上海市抗震设计反应谱及时程曲线的认识一答“关于上海市《建筑抗震设计规程》中长周期设计反应谱的讨论”

本文对上海市《建筑抗震设计规程(DGJ108-9-92)》中反应谱的研究工作作了介绍,就该反应谱的动力放大系数、特征周期、大于6秒周期反应谱的取值以及时程的合理性问题谈了个人看法,提出了一些改进意见。     

全球地震地理分区

文中描述了国际地震地理分区的现状（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级）。介绍了中国大陆地区的Ⅲ级地震地理分区。提出了中国地震地理分区的建议。     

Estimation of relative displacement of two adjacent asymmetric structures

The most straightforward method to mitigate seismic pounding damage to adjacent structures is to provide adequate separation distance between them to completely preclude pounding during strong shaking. Many studies on the necessary separation distance between adjacent structures have been reported recently. Seismic codes around the world also specify the minimum required separation distances. However, all those required separations were derived by considering only the lateral responses of structures. For asymmetric structures with coupled torsional–lateral responses, the required separations are not well investigated. This paper presents some parametric study results on the relative displacement of adjacent asymmetric structures by considering their coupled torsional–lateral responses. Random vibration method is employed in the analysis. Both elastic and inelastic responses are considered. Effects of vibration frequencies, torsional stiffness and eccentricities of adjacent structures on their relative displacements are investigated. Numerical results are presented in dimensionless form and are discussed with respect to the current code specifications. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

抗震规范应用强度折减系数的现状及分析

世界上大多数的抗震规范都采用了基于强度的设计方法,强度折减系数是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素,提高强度折减系数的可靠性已经被认为是提高现有抗震规范可靠性的有效途径。本文主要介绍了抗震研究处于世界先进水平的美国(UBC97)、欧洲(EC8)、日本、墨西哥、加拿大、中国等国家抗震规范中强度折减系数取值的有关规定,然后给出了各国学者关于规范规定的强度折减系数的一些重要讨论和分析,最后指出了世界各国应用强度折减系数过程中存在的不足,指出了需进一步研究的问题。     

场地相关设计反应谱特征周期的统计分析

利用近年来的工程场地地震安全性评价和地震小区划工作的成果，对上述工作中得到的场地相关反应谱的特征周期取值进行统计分析，并收集现有的强震记录计算其反应谱，将上述两个结果同两个版本的抗震设计规范(GBJ11-89和GB50011-2001)中的规定进行比较。发现上述两本规范中的特征周期取值在不同程度上小于实际场地情况的统计平均值。其中，虽然GB50011-2001规范相对于GBJ11-89规范更加接近实际场地的情况，但仍然在一些情况下取值偏小。     

Microzonation of Bucharest: State-of-the-Art

— The 1940 (M_w=7.7) and 1977 (M_w=7.4) Vrancea earthquakes (Romania) inflicted heavy damage and casualties in Bucharest and the statistics indicate a recurrence interval of 25 years for M_w 7.0 events. Under these circumstances, the seismic microzonation represents important information for detailed urban planning that establishes an appropriate level of preparedness to the earthquake threat. This paper reviews the main studies concerning the seismicity of the Vrancea region, the site conditions of the city, the characterization of the building stock, and the codes of practice that regulate the antiseismic design. The first-order microzonation of Bucharest was performed starting from the existing database of structural and geotechnical parameters. New insights originating from direct instrumental observation and interpretation of the local effects as well as realistic numerical modeling that update and improve the input data necessary for a detailed microzoning map of the city are also discussed.