低应变基桩动测资料反演问题多解性与人工拟合的初步探讨

在实际低应变基桩动测资料解释工作中常发生误判,其原因除测试人员素质的主观因素外,客观上存在反演问题多解性亦是重要原因之一。这里从正演理论计算与物理概念上阐明,在一定桩土系统的物性、几何参数与拟合精度条件下,反演问题多解性是客观存在的。并且进一步探讨了进行人工拟合时应遵守的规则,正确运用此规则能尽量避免误判的产生。在此规则指导下,对易发生误判的实测曲线进行人工拟合,进一步说明了反演多解性问题的客观存在。     

土-水特征曲线的试验研究及曲线拟合

土-水特征曲线是非饱和土力学研究中的一条重要曲线,其拟合参数对于分析非饱和土的各种性质具有重要意义。基于渗析法及滤纸法试验,测定了合肥市某工地非饱和膨胀土的土-水特征。以van Genuchten模型为基础,采用科学计算语言Matlab中的Lsqcurvefit函数对试验结果进行了曲线拟合,分析了土-水特征曲线拟合参数的多解性及其影响因素。拟合结果表明：渗析法试验得到的吸力范围偏低,拟合参数多解性较为明显;综合2种试验结果,可以得到较大吸力范围内的土-水特征曲线,且参数多解性较小;参与土-水特征曲线拟合的试验数据点的吸力范围应足够大,试验数据点应能够代表整条曲线的形状,试验点不必太过于密集,否则土-水特征曲线拟合参数的多解性较为明显;另一方面,只要试验数据点能代表整条曲线的形状,试验数据点的个数不必太多。这一研究结果对提高土-水特征曲线拟合参数的精度、提高试验效率有重要指导意义。     

惩罚函数法在磁异常解释中的应用

近年来,在物探资料推断解释过程中不断引入一些最优化反演算法.无约束最优化算法往往因为多解性,效果一般都不太好.所以最近在地球物理反演理论方面,已逐渐注意研究在约束条件下的最优解问题.常用的数学工具是线性或非线性规划(带约束)方法,本文着重讨论其中的惩罚函数法,并把它引入磁异常模型和实例的反演计算.计算结果表明,它确能减少反演解的多解性,比一般无约束方法能取得更有意义的结果.     

从马坑式铁矿科研成果看某些测试资料在应用中的多解性

各类物、化测试方法已成为地质工作的重要手段之一,测试资料正被广泛引用于对各种地质成矿作用认识的佐证,其无疑是地质科学现代化的标志之一。但是,某些测试资料的多解性,特别是某些测试资料与宏观地质现象的明显矛盾情况和这类问题的普遍性,却不得不引起我们的关注。本文拟从马坑式铁矿多家研究报告中的若干事例,粗略的探讨一下某些测试资料在应用中的多解性问题,以期引起更广泛的应有注视。     

区域长波航磁异常定量解释中值得注意的几种倾向

本文阐述了在区域长波航磁异常定量解释中广泛存在的几种倾向,提请资料定量解释工作者予以重视.这些倾向是:①对异常源模型的可能形态缺乏足够认识;②忽视反问题多解性和反演方法的应用条件;③随意运用概率统计理论给出一些有问题的异常处理和反演方法.这些倾向首要的是涉及解释方法的正确性,如果采用错误的方法不可能得到正确的可靠的地质成果.     

重磁反演约束条件及三维物性反演技术策略

重磁资料反演与其他地球物理反演一样也存在严重的多解性,要想得到好的结果,必须附加约束条件,而且尽可能是各种约束的组合。三维反演中多解性更加严重,同时与约束的结合又更加艰难。非线性的广义随机算法使反演求解过程稳定,约束条件容易结合,但计算速度和维数困难同样制约其发挥作用,采取针对性措施后,使三维反演进入实用化阶段。     

惩罚函数法在磁异常解释中的应用

一、前言近年来,由于电子计算技术广泛应用,在物探资料推断解释中引入了一些最优化算法。有关这些算法的基本理论及其在地球物理反演问题中具体应用己有较详尽的论述。但是,一般的无约束最优化算法无论在模型实验还是实际资料处理中都存在多解性,这往往会影响反演结果的可靠程度。因此,最近几年地球物理反演理论己逐渐集中于研究约束条件下的最优解问题。例如Safon、Vasseur以及Cuer(1977)提出利用线性规划方法,在有各种     

大地电磁与地震反射波走时数据二维联合反演

由于地球物理反演存在固有的多解性问题,如何减小多解性,提高地球物理方法反演结果的可靠性和准确性是当今地球物理领域研究的热点。为了减小大地电磁与地震反射波走时资料反演的多解性,在Gallardo和Meju研究的交叉梯度理论的基础上,实现大地电磁与地震反射波走时数据的二维联合反演算法;设计理论地电模型和速度模型进行合成数据的单独反演和联合反演试算,并验证大地电磁和地震反射波走时数据二维联合反演算法的正确性和有效性。反演结果表明,利用交叉梯度方法耦合大地电磁电阻率参数和地震波速度参数能使联合反演过程中的这两个模型在更新的时候相互约束,联合反演结果比单一反演结果更接近真实模型,从而使反演结果更可靠,减少了反演解的多解性。     

地质信息约束下的三维密度填图技术研究及应用

矿产勘探中应用最广泛、成本最低的方法就是重力和磁法勘探,它们在靶区优选、隐伏矿定位等不同勘查阶段均发挥了重要作用。但是重磁解释的反演结果往往产生多解性,因而需要采用有效方法来减小多解性。无约束的反演通常很难得到符合实际地质情况的解,因此地质约束反演是现阶段降低多解性的主要途径。本文从模型试验入手,开展了三维密度填图技术研究。对比了无约束与有约束以及约束多少的反演效果,结果发现随着约束条件的增加,反演所得的结果与真实情况的吻合度逐渐增加。本文还以安徽省庐枞矿集区为例,探索了地质信息约束下的重力三维填图技术,获得了矿集区地下5km深度的三维密度体,该结果揭示了矿集区主要岩体三维分布、构造的起伏和主要地层的展布。模型试验和实例结果表明:地质信息约束的三维密度填图技术,能够降低反演多解性,提高分辨率,优化反演结果,是现阶段实现矿集区"透明化",发现深部矿产的最有效的方法之一。     

等效源反演成像在激发极化法中的研究及应用

在物探数据处理与解释过程中,反演的多解性大大增加了解释的难度,严重影响到计算结果的可靠性与准确性。可靠性并非指只满足于模型体计算出的理论异常与观测异常的"拟合"好坏,还要考虑得到的模型体与实际地质体的"符合程度"。如何满足上述要求,降低多解性达到高精度的处理与解释,成为选择反演方法的一大主要因素。目前等效源反演成像理论在重、磁领域的应用已经取得了一定的进展,为了证明该方法在时间域激发极化法中同样适用,这里设计了三个高阻球体模型,根据其计算出的理论异常值进行反演成像,并结合实际资料进行计算与处理,基本能够确定出场源体的空间位置、大小、形状,从理论与实际应用效果两方面证明了该方法的可信性和准确性。     

解决物探异常解释多解性的一次尝试

以利用物探资料寻找隐伏铁矿的工作为例,通过对某地区重磁电十字剖面资料的推断解释,总结了减少物探异常解释多解性的思路与做法,提出在布置外业工作和收集资料时,就应考虑为减少多解性取全取准所需的各类用作约束的资料,认为采用逐一判断—排除的方法是可选途径。     

膜孔灌溉点源入渗模型的建立与验证

膜孔灌溉的田面人渗属于充分供水条件下的点源三维人渗问题。根据对点源人渗所做的系统室内试验研究,建立了包含有膜孔直径、土壤质地及土壤初始含水量等多因子的点源人渗模型,经检验模型具有一定的拟合精度,从而为膜孔灌溉理论与灌水技术要素的深入研究奠定了基础。     

基于结构约束的三维电阻率和重力法联合反演

电阻率和重力法是两种重要地球物理勘探方法,为了充分发挥这两种方法各自的优势,并且减少单一方法反演多解性的问题,笔者采用一种基于交叉梯度约束的重力和电阻率法联合反演算法。通过惩罚项的形式将交叉梯度约束条件加入到联合反演目标函数中,并通过高斯牛顿法对目标函数进行数值求解。模型试算结果表明,联合反演相比于单独反演获得了结构相似性更高的模型,电阻率模型对密度模型的纵向约束较为有效,密度模型纵向分辨率明显改善,联合反演能够获得更加准确的异常体空间结构分布。     

低应变反射波法波形拟合技术的研究

针对目前低应变反射波法利用信息量不够的问题,从桩的振动和波动理论出发,推导出了桩土体系的理论模型,并对激振力和传感器特性进行了模拟,提出了利用波形拟合技术来定量分析桩身完整性,对工程桩进行了拟合分析,取得了一定的效果。同时对多解性问题进行了讨论。     

基于构造导向滤波的高斯束层析速度建模方法及其应用

高斯束层析速度建模方法利用高斯束传播算子计算层析核函数,能够提高速度模型反演的精度与稳定性,但尚未引入地质先验信息有时会导致反演结果缺乏地质意义。基于此,通过引入预条件模型正则化算子,推导得到构造导向滤波约束下的高斯束层析速度建模方法,该方法的关键是构造导向滤波算子的构建。本文通过地震剖面计算构造的结构张量,利用各向异性光滑算子加入地质构造特征作为反演的正则化约束条件。该方法完全基于数据驱动,实现了对层析反演的"软约束",既缓解层析反演求解的多解性,同时又提高反演分辨率,得到更加符合地质认识的高精度速度模型。数值模拟实验及实际数据应用验证了构造导向滤波下的高斯束层析速度建模的有效性与实用性。     

多波层位对比的原则与方法

正确识别同一地质层位的纵横波是多波多分量资料联合解释的首要任务，也是多波勘探与Ｐ波勘探相比可减少地震反演多解性及提高储层、岩性、油气预测成功率的重要步骤。本文在地震、测井、地质、计算机技术等多学科交叉与综合的基础上，提出了多波层位对比原则与对比标志，并总结出一套实用的对比方法及技术流程。经实践表明，该理论与技术是正确可行的。     

论地下水模型的仿真性

“拟合”实质上是对真实系统的一种仿真过程;模型的仿真性则是模型是否有效的关键所在。通常所指的拟合精度只是仿真性的一个判别标准,而更重要的判别标准应是模型本身是否能反映真实系统的内部结构。从本质上来看,地下水模型的仿真性主要取决于:水文地质条件的基本研究程度,包括实际问题中水文地质工作的精度和水文地质机理的研究程度;地下水模型的研究程度,包括摸型对水文地质实体的刻画程度,模型及计算方法本身的研究程度。只有把握了水文地质本质,模型才有“真”可仿;而只有提高了模型的研究程度,才有可靠手段去对实体进行仿真。两方面研究的紧密结合是提高模型仿真性及模拟精度的必由之路。     

中子和密度测井找气方法的更新

中子和密度测井在复杂岩性地层中找气,如果只用中子和密度孔隙度差异性质指示气层,由于复杂岩性的干扰,容易出现多解性。本文建立的测井找气模型、刻度公式、气层下限值、指示和验证气层法则,更新了中子和密度测并找气方法,能够压制复杂岩性的干扰,排除多解性。文中给出的测井找气实例表明,采用更新后的测井找气方法指示低孔隙度复杂岩性气层,提高了中子和密度测井指示气层的分辨率、直观性和准确性,从而获得了更好的找气效果。     

桐柏县老湾金矿带地质物化探特征及找矿模型

老湾金矿带是桐柏－－大别山地区重要的构造蚀变岩型金成矿带,在对矿带成矿地质背景、地球物理、地球化学特征分析的基础上,建立找矿模型及找矿标志,以期望以模型指导找矿,提高矿床研究水平和地质找太效果,通过建立模型及综合找矿评价标志,对矿床 认识程度有了进一步提高,取得了较好的找矿效果。     

浅谈2．5D磁法反演估算铁矿资源量的多解性

2．5D磁法反演估算铁矿资源量,关键是在垂直磁异常走向上求拟合模型的截面积。该文利用一种常见模型拟合4种实测磁场,发现铁矿截面积与埋深和磁性大小有一定的规律：磁化强度一定时,截面积与埋深呈线性正相关;埋深一定时,截面积与磁化强度呈近似指数形式的反相关。固定深部或外围磁性体参数,单独考虑浅部或中问铁矿模型时也有这种规律。在无钻孔资料及磁性资料不清楚时,磁化强度100000×10^-3～150000×10^-3A／m为估算铁矿资源量的最佳磁参数。因磁法反演的多解性,此类方法适用于钻孔验证前的资源量估计。