重力数据约束的二维地震层析成像在台湾海峡南部的应用

地震-重力联合反演可以降低多解性，针对大勘探范围内岩石波速-密度关系存在较大散布的问题，引入交叉梯度结构约束构建统一的目标函数是一种有效的解决方案。利用台湾海峡南部HX-13测线进行验证：由于火成岩侵入体的存在，部分区域难以拾取可靠的地震初至，常规的走时反演无法准确恢复基底面的形态。搜集研究区的船测重力资料，根据地震地质条件和数据特点设置合适的反演参数，实现基于物性和结构双重约束的重力-地震联合反演。由对反演结果的分析和解释可以看出，该方法可在很大程度上弥补地震数据不完备的缺陷，使反演过程稳定，并提高模型的可靠性。     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程， 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景， 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点， 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降， 随后逐渐减缓， 降至砂土冰点后趋于平稳， 三种布管方式均满足冻结设计要求； 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁， 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体； 积极冻结21 h后， 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大， 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm， 在满足管幕刚度设计要求的前提下， 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内， 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下， 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱， 且顶管间冻结壁稳定存在， 表明限位管在满足管间有效封水的条件下， 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时， 更加便于安装且经济环保。     

2020年7月12日唐山古冶5.1级地震揭示的北京城区地震动场地效应分析

局部场地条件对地震动特性影响显著，深厚的软弱覆盖层引起的地震动场地效应会显著放大中长周期反应谱。采用谱比法，对2020年7月12日唐山古冶5.1级地震中获得的部分强震动记录进行统计，发现在本次地震中北京城区的地震动场地效应显著，深厚覆盖层明显放大了加速度反应谱，在T=1.2 s左右反应谱放大倍数可达4.0，说明北京地区的场地和盆地效应使得远场地震动的中长周期成分显著放大。此外，发现参考基岩场地记录是否与土层场地处遭受的基岩地震动一致，仍然是制约统计结果可靠性的关键因素。      

甘肃陇中黄土高原农业灌溉耗水系数监测试验研究

选择甘肃省临洮县洮惠渠灌区为试验研究区,通过直接观读、自动监测等技术手段,获取试验灌区的引水量、退水量、土壤墒情、降水量及蒸发量等水文基础数据。以水文监测基础数据为依据,采用引排差法、水分平衡法等相结合的方法,开展了农业灌溉耗水系数试验研究。初步试验结果表明:试验灌区灌溉期平均耗水系数为0. 730,典型地块灌溉期平均耗水系数为0. 671,2016年试验灌区降水量较常年偏少13. 0%~26. 3%,总体上属轻度干旱年份。该研究成果可为甘肃陇中黄土高原区水资源管理提供技术支撑。     

三星堆城墙干缩裂缝开裂与扩展机理

针对土遗址干缩裂缝病害，以三星堆月亮湾城墙剖面为依托，探讨干缩裂缝的开裂条件、扩展特征以及失稳扩展条件。研究结果有助于揭示土遗址开裂规律，对遗址保护的工程实践具有指导意义。针对月亮湾城墙土体进行室内干燥试验，通过电子天平记录试样失水过程，采用图像分析技术得到裂缝的开裂与扩展过程，利用数字图像相关技术得到开裂过程的位移场与应变场。结果表明:试样表面缺陷降低了开裂所需的拉应力，缺陷与边界的距离越小，引发开裂的缺陷临界尺寸就越小，因此裂缝更易在试样边界附近缺陷处产生；根据断裂力学理论，考虑含水率对土体性质的影响，裂缝失稳扩展需满足应力强度因子对含水率的增加率大于断裂韧性；理论推导出裂缝失稳扩展临界长度的计算方法，该方法初步得到了实测数据验证；随着含水率从45.6%降低到29.1%，失稳扩展临界长度与试样宽度比值从0.109减小到0.024，含水率越低裂缝越易进入失稳扩展阶段，开裂处一个微小的缺陷就可能引发裂缝的快速扩展；对土遗址表面进行保护时，应着重修补分布在土层边界区域的大尺寸缺陷；定期监测土遗址临空面，一旦发现开裂，应及时对裂缝及其附近缺陷进行修复，以防止裂缝失稳扩展。