多层等效源方法在地面与航空磁异常数据融合中的应用

随着地磁场观测数据的不断积累,高效利用观测数据成为亟待解决的问题.以往研究表明,仅对单一观测手段获得的实测数据进行分析与解释,往往很难达到目前解决相关地质问题的精度要求.因为各观测方法获得的地磁场数据集通常在分辨率、精度、高程及覆盖范围方面存在局限性和差异性,造成单一数据集仅能有效表征地磁场某一频段信息的问题.而解决该问题的一种有效途径是数据间的融合.为此,基于等效源方法,提出一种多层等效源技术方案,应用于航空和地面磁测数据融合,提高地面数据插值补空、扩边及航空数据下延的精度.该方法针对观测信息的频谱特征,采用3个位于不同深度的等效源层模拟实测数据;较传统的单层等效源方法,减少了等效源设置的盲目性,增强了观测信息在等效源模型中分配的有序性和结构性.理论实验表明,多层等效源模型设置具有更高的计算精度,航空与地面磁测数据融合可以起到显著的相互丰富及改善的作用.最后,将该方法应用于湖北金牛火山岩盆地航空与地面磁测数据融合,获得了丰富的、平面上规则分布的地磁场数据.      

用等效磁源法进行磁异常转换

用等效磁源法实现常规磁异常换算(延拓、求导、假重力异常换算、化磁极)的模型计算算例显示了等效源法在使用上的灵活性和方便性。与频率域换算方法相比,说明了等效源法换算结果更优于频率域换算结果。     

新型等效源法在感应测井中的应用

这里引入在工程电磁场（EEF）中使用的新型等效源法（NESM）,并给出了新型等效源法模拟感应测井响应的理论推导及处理过程,模拟了感应测井在不同地质条件下的响应。新型等效源法是在广义多级技术（GMT）的基础上发展起来的,具有理论推导简单,计算速度快,计算精度高等优点。新型等效源法是半解析解法,占用计算机内存少。另外,解的可导性和光滑性比有限元法更胜一筹。采用新型等效源法对感应测井的响应进行数值模拟,并把数值模拟的结果和数值模式匹配法（NMM）进行对比,验证了新型等效源法可行性,并且精度可以随着等效源和级数项的增加而提高。新型等效源法形成的矩阵条件数比较大,应用双精度求解可以增加稳定性。     

反演地壳磁化强度等效源法的模型验证及实际资料试算

等效源法曾被广泛应用于卫星磁异常解释,而本文是将等效源法引用到航空△T磁场的解释中,用其研究区域地质构造。根据等效源法的理论,推导出球坐标系下球棱柱体的△T磁场公式,采用线性反演的方法进行模型验证,同时将该方法用于秦巴地区航空△T磁异常的试算,得到了一些有意义的结论。利用该方法可由所求得的磁场强度来得到居里深度分布。     

流域面源集成管理系统的设计与应用

利用矢量数据结构的地理信息系统(GIS)软件和模拟模型集成开发流域面源污染管理系统.以上海市苏州河流域为例,通过土地利用类型、土壤类型、子流域等图层的叠加,将流域空间分割为一系列不规则的矢量多边形,并将这些矢量多边形作为非点源模拟的空间单元;利用组件式地理信息系统平台MapX、Surfer等,设计和开发了无缝集成的苏州河面源管理信息系统的结构、功能和数据库组成,并初步建立了可运行的苏州河流域面源管理信息系统.在系统的支持下,可有效地实现流域面源污染负荷估算、面源污染指数评价、单位面源负荷的等值线绘制以及面源污染的总量控制等功能.所开发的系统,既是面源污染专业软件开发的有益尝试,同时也是流域数字化环境管理的有益探索.     

二度重力人机结合选择法程序

一、功能本程序用于以人机结合选择法解二度重力勘探的反演问题。程序包括正演计算、绘图打印、物质带等效源反演计算三部分。正演计算采用水平多边形棱柱公式,可以有多个地质体,各地质体可以有不同的剩余密度。地形可以是平坦的或起伏的。在每次正演计算前,绘出本次计算所依据的地形地质剖面图。正演计算后,绘出异常剖面图。然后,由用户酌情选     

一种模拟堆石料的二维多边形离散单元法及程序

在考虑堆石料真实颗粒形状的基础上,将每个颗粒用一个多边形离散单元表示,基于一种线性搜索算法对多边形-多边形之间的接触详情进行检索计算,引入基于势能原理的法向多边形-多边形接触模型及切向库仑摩擦模型,形成了一种多边形离散元计算方法,并开发了相应的PDEM程序。可以从颗粒尺度层面展示颗粒之间的相互作用以及每个颗粒的位移和转动,帮助进一步揭示颗粒的细观特性(形状、大小、材料特性等)对堆石料的宏观强度和变形的影响。最后采用PDEM程序对某粗粒料的二维模型试验进行了数值模拟,得到了与室内试验一致的应力变形规律,展现了其方法和程序用于研究堆石料的有效性。     

三维等效源反演成像研究及应用

物探数据反演的多解性给资料处理和解释造成了一定的困难,而等效源法正是利用了反演的多解性,通过对等效源的密度进行反演得到地下真实的场源。采用棱柱体等效源,对三维理论模型重力异常进行反演成像计算和分析,并运用实际重力资料进行了计算和处理。理论和实践证明效果良好,表明了等效源反演在重力测量中的可行性和正确性。      

基于电偶极子近似的多边形回线源瞬变电磁响应

针对大回线源中心装置在回线内场非中心位置处场点响应表达式复杂,视电阻率计算困难,只能套用中心回线装置计算公式,导致解释精度下降问题,给出了圆回线的响应公式。提出对发射回线沿边框进行电偶极子源分解,通过对各个边框的偶极子源产生的响应进行叠加;讨论了圆回线与圆内接多边形发射回线的等效性问题;完成了大回线内任意点的场值计算,并对基于电偶极子近似的大回线内场的分布特征进行了分析,得出了大回线源内非中心点探测的可行性结论。研究成果具有理论价值和实际指导意义。      

矩形大定源瞬变测深数据模型约束反演

利用一维光滑模型约束反演对矩形大定源回线的数据进行反演,大定源回线瞬变电磁响应采用计算速度很快的小方形回线等效叠加方法获得.光滑模型反演分别采用基于平坦约束和光滑约束进行,通过对层状模型理论的垂直磁场感应电动势数据和实际数据进行反演,结果表明,采用光滑模型约束,能较稳定地获得地下电阻率的合理分布.     

等效源法在重磁异常解释中应用的进一步探讨

本文首先论述了利用病态方程组奇异值分解法来改善求解等效源的方法,在此基础上试算了过去难以实现的变磁化方向及小磁化倾角时的化磁极,进一步探索用等效源法解决重磁反演问题的可能性。通过理论模型和实际资料的计算表明了方法的正确性。     

基于三层变尺度等效源的离散重力数据重构

离散重力测量数据的重构是重力数据分析和处理中最重要的方法之一.等效源方法作为一种有效且稳定的重构方法,受到国内外学者的关注.基于位场理论,提出了三层变尺度等效源方法的技术方案,可有效恢复测量数据中长波长范围的信息,实现对离散重力数据的高精度重构,进而保障了在重力场重构基础上的重力梯度计算.详细地讨论了三层变尺度等效源的设置以及优化反演计算的过程,通过二维和三维理论模型试验,展示了方法的有效性及相对单层等效源方法的优势,并通过广西某地区实际重力测量数据的应用,验证了方法的抗噪能力和实用性.      

有限长接地导线源电磁场三维正演研究

长接地导线源的一维解析解可以通过对电偶极源解沿导线方向积分获得,而三维模型中则难以直接加载。这里将长接地导线源看作多个电偶极源的组合,利用交错采样有限差分法,进行了直接计算电场总场的有限长接地导线源电磁场三维正演研究,并验证了算法的正确性。正演模拟时为消除场源奇异性,用电流密度呈伪delta函数分布的等效源来代替点源。     

小三角鎖(綱)平差的多边形法则(續)

就單三角鎖而論,由於方位多边形,基綫多边形在某些方面相当於独立中心網的水平多边形及極多边形,因之基本上可以同法处理。但方位多边形、基綫多边形与水平多边形及極多边形在本質上是不同的,在某些关节上有所差異,所以这里仅介紹本圖形依多边形平差法的一些特殊問题。共同的地方可参閱上例。     

用“匹配滤波”方法分离叠加场问题

本文通过几组叠加模型的实验计算,讨论了“匹配滤波”方法的应用条件。指出多数情况下可以以“等效源”的形式,分解为浅部场源和深部场源引起的两部分异常,提供对深部矿体评价有用的资料。     

一种基于弹性应变能的裂隙岩体等效弹性模量评价方法

基于线弹性断裂力学裂隙面张开位移及剪切位移理论公式,考虑裂隙存在常法向和常切向刚度情况,研究了含单个裂隙岩体加载过程中由于裂隙存在而附加的弹性应变能。基于应变能等效方法并假设两种裂隙变形模型--非均匀变形模型和均匀变形模型,研究了二维非贯通裂隙岩体的等效杨氏模量和等效剪切模量解析表达式。研究结果表明,对于贯通裂隙规则分布情况,均匀变形模型得到的解析解与Amadei等的结果一致;对于非贯通裂隙正态分布情况,考虑裂隙相互作用的非均匀变形模型解明显低估裂隙岩体的等效杨氏模量和等效剪切模量,而考虑裂隙相互作用的均匀变形模型解与有限元数值解的偏差在10%以内。得到的解析表达式在一定条件下可以作为裂隙岩体等效弹性模量评价方法之一。     

砂泥岩间互地层等效岩石力学参数计算模型及其应用

以地层岩石的变形分析为基础,从能量的角度出发,利用应变能理论及能量守恒定律推导出了等效岩石力学参数的一般计算公式,并建立了测井资料计算模型;利用该模型计算了库车坳陷克拉A气田目的层系巴什基奇克组的等效岩石力学参数,并以计算结果为基础进行了应力场及储层裂缝的数值模拟;最后讨论了等效岩石力学参数测井资料计算模型的优点及适用条件。模拟结果显示,储层裂缝集中发育在背斜高点及单斜构造部位,与气田目前的开发实践基本一致,表明了所建模型的合理性;等效岩石力学参数适用于区域性的横向应力场及储层裂缝预测,不适于预测局部或垂向上的储层裂缝分布规律。     

解重磁反演问题的人机结合选择法(三)

本文提出了一种人机结合的线性反演方法。将下半空间划分为许多大小相等的方格。对于一个实测的重力异常,先用若干方格的组合作为初始模型。在其周围布置另一些方格作为等效源。根据实测异常初始模型的正演计算异常之差建立线性矛盾方程组。解此方程组可求得等效源的密度值。然后由解释人员修改初始模型。再布置一套新的等效源。迭代步骤持续进行,直到实测异常与计算异常满意地符合为止。     

压裂水平井渗流理论研究进展

系统地回顾了压裂水平井渗流理论发展历程,国外对压裂水平井的研究趋向于建立数学模型,利用源函数、三线性流模型及数值方法进行求解;国内对压裂水平井的研究重点在于分析压裂水平井产能特征。同时,还对国内压裂水平井产能分析方法,包括裂缝势函数分布法、保角变换法、裂缝离散法、当量(等效)井径法、源函数及格林函数法进行了分类总结,简要评述了各种方法的优缺点。最后分析了压裂水平井渗流理论研究中存在的各种问题,并在此基础上指出了压裂水平渗流理论的发展趋势。     

多维地震荷载等效循环周数计算模型

地震波是一种多维的随机荷载,一般在参数测定中应将其转化为等效循环荷载。采用有限元模拟多向地震荷载作用下的砂土动力响应,介绍了弹塑性边界面模型及其参数的含义,阐述了确定参数的方法,选取涵盖大震、中震、近场、远场及不同土质条件的155组多向地震输入时程进行单向、多向加载。利用混合效应回归分析法,建立了多向地震荷载作用下等效循环周数计算模型,分析验证了该模型的准确性。提出了基于等效循环周数比的多维地震荷载作用下等效循环周数计算方法。研究表明：模型预测值能较好地反映等效循环周数实际值的变化趋势;震级和震中距对等效循环周数比影响不明显;砂土特性对等效循环周数比的影响具有主导作用, 在不同震级范围内,等效循环周数比均随着相对密度的增大而增大,对应于相对密度为45%、60%、80%、100%的砂土,等效循环周数比分别近似为1.60、1.85、1.90和2.05。