水平界面上P-SV转换波转换点的精确解

转换波共转换点的叠加和道集选取都需要准确地计算转换点的位置.Tessmer和Behle、Taylor分别给出了水平单层介质中P-SV转换波转换点坐标的解析解,由于其表达式的复杂性,在应用中几乎不被采用.在本文中,运用Snell定律重新建立了在水平反射界面上反射的P-SV转换波的转换点坐标的四次方程,并严格地推导出与纵波速度、横波速度、炮检距和反射深度有关的转换点坐标的解析解,确定了惟一的解析表达式.将这一结果应用于P-SV转换波的速度分析和叠加处理中.简化的公式有较好的应用价值.     

快速有效的转换波共转换点叠加技术

转换波共转换点(Common Conversion Point简称CCP)叠加的关键在于CCP抽道集和非双曲线正常时差校正NMO(Normal MoveOut). 目前方法的精度限制了其在中-浅层或大炮检距情况下的应用. 我们对CCP叠加技术进行了系统研究,导出了新的CCP位置计算公式和非双曲线时距关系式,并给出了具体的CCP抽道集方法. 理论模型试验和实验资料处理表明本文方法精度高、简便易行,特别是对于中-浅层和大炮检距情况也能得到良好的叠加效果.     

快速有效的转换波共转换点叠加技术

转换波共转换点(Common Conversion Point简称CCP)叠加的关键在于CCP抽道集和非双曲线正常时差校正NMO(Normal MoveOut). 目前方法的精度限制了其在中-浅层或大炮检距情况下的应用. 我们对CCP叠加技术进行了系统研究,导出了新的CCP位置计算公式和非双曲线时距关系式,并给出了具体的CCP抽道集方法. 理论模型试验和实验资料处理表明本文方法精度高、简便易行,特别是对于中-浅层和大炮检距情况也能得到良好的叠加效果.     

含有旅行时间的水平反射界面上P-SV转换波转换点坐标的唯一解析解

转换波转换点位置的求取一直是一个引人关注的问题.Schneider（2002）从一个关于转换点的三次方程中推导出了P-SV转换波转换点位置的一种解析解,这种解是偏移距、横纵波速度和P-SV转换波旅行时的函数.我们严格地论证了Schneider（2002）给出的解析解的唯一性.这个解析解可以被看作为水平反射层P-SV转换波叠前偏移的精确算子.     

垂向非均匀介质中转换波转换点计算

转换点位置的计算是转换波资料处理中的一个关键问题. 本文提出了分别基于速度随深度线性变化、速度随垂直走时线性变化、慢度随深度线性变化和慢度随垂直走时线性变化四种等效垂向非均匀介质情况下转换点位置的计算方法. 研究了通过速度拟合、走时近似和相似系数谱三种方式选择合适的等效速度方法. 结合理论模型对非均匀介质转换点计算方法、渐进转换点计算方法、Thomsen近似公式和均匀介质解析计算方法的误差进行了分析,结果表明非均匀介质转换点计算方法能更准确地计算转换点位置.     

倾斜层转换波速度比分析和叠加——潘一煤层Ps波处理的实际应用

目前转换波处理主要局限在水平层假设的前提下,使用斜层共转换点叠加有助于缩短处理流程,提高剖面质量.基于射线定律和几何关系,推导出了单一斜层的转换点位置迭代公式和解析表达式,对不同的深度比,速度比和角度正弦对转换点位置的影响作出分析并与平层渐近转换点公式对比.应用斜层方法对单一煤层进行速度比扫描,提取该属性并对煤层叠加成像,比平层假设方法更能反映目的层的变化.进一步使用插值模型使连续层叠加不再使用拼接方式,而是采用逐个采样点归位叠加的方式形成完整意义上的剖面.对实际资料的三个煤层和新生界进行了方法实验,比单一斜层叠加和水平层假设的效果有所提高.     

三维复杂介质中转换波走时快速计算

复杂介质中转换波走时计算是多波勘探地震学中重要内容之一.本项研究利用惠更斯原理和费玛原理,获得了三维复杂介质中转换波快速计算的改进型最小走时树方法.其中,在保证精度的条件下,为了提高三维转换波走时计算效率,首先对初至波最小走时树基本算法进行了改进.本方法通过将转换波分为上、下行波分别进行射线追踪以实现三维转换波走时的快速计算.模型计算表明,方法的计算速度快,而且稳定性强,对多波地震勘探具有较大的应用价值.     

计算层状介质中电磁场的层矩阵法

现有人工源频率域电磁法的研究大多仅针对某种具体的方法,而较少将问题综合起来分析.本文综合多种方法的共同点提出了层矩阵法,它采取了源置于层间的模型进行公式的推导,理论上可以计算任意层状介质中任意位置的任意场源在空间中任意位置产生的场强,可适用于多种电磁法的正演模拟计算.层矩阵法的核心是对空间域的变量x, y, z中的x和y变量进行傅氏变换后转换到波数域kx和ky中,在波数域利用边界条件,用层矩阵建立起各层的关系后计算得到各层的波数域电磁场值,然后经过二维反傅氏变换最终得到空间域中任意位置的场值.因为文中定义的层矩阵是建立层关系的关键,所以称此方法为层矩阵法.本文以水平电偶源为例独立推导了层状介质中人工源频率域电磁场解的理论公式.为了验证方法的正确性,文中建立了多种模型,利用自行编排的程序将层矩阵法与现有文献的各种解析公式的解进行了对比,结果表明本文提出的层矩阵法是灵活的、可靠的.     

Kirchhoff Helmholtz积分方法计算远震转换波

Kirchhoff-Helmholtz积分方法推广到远震转换波的合成地震图的计算,其优点是,能够计算复杂界面的地震波。通过与反射率法及动力学射线追踪的对比,表明KH积分方法能很好地模拟远震转换波震相,且精度较高。KH积分方法能够计算任意复杂界面的地震波,是一种研究地壳上地幔结构的有效方法。     

起伏层状介质中曲线网格有限差分法与射线法波场模拟对比研究

针对处理起伏地表(或含地下不规则波阻抗界面)条件下发展起来的地震波场数值模拟算法的模拟结果与解析解(大多数情形下无法得到)无法进行对比,且其有效性和正确性难以验证的情况,本文提出了一种可以相互验证波场数值模拟结果与射线追踪数值模拟结果的正确性和有效性的佐证方法,验证了参考射线追踪法.其中,波场数值模拟中采用曲线网格DRP/opt MacCormack有限差分法,射线追踪模拟则采用分区多步三角网格最短路径算法.通过系统对比上述两种方法得到的波场快照、单炮地震记录,以及合成理论地震图的结果显示,本方法相互作证了两种方法所得结果的正确性和有效性.双层和三层起伏层状模型的对比分析结果表明,这种方法不但可以加深理解地震波在复杂介质中的传播规律,同时射线法的引入为清晰识别和标定地震波场数值模拟中各种不同震相提供了一种便捷的途径.      

水平分层孔隙介质中点源激发的震电波场数值模拟及分析

为认识地震波诱导的电磁场的特性,本文研究地震波在孔隙介质中由于动电效应引起的电磁场.基于Pride弹性-电磁耦合方程组推导了双力偶震源对应的位移-应力-电磁场间断向量的表达式,模拟了双力偶源激发的震电波场.作为比较,还模拟了爆炸点源激发的震电波场.结果表明：存在伴随纵波的电场,其各分量的波形与固相位移对应分量的波形相似,但相位相反;存在伴随横波的磁场,其波形与固相位移波形相似;双力偶震源还激发出了独立传播的辐射电磁场,其速度比纵波至少高一个数量级,几乎是“瞬间同时”到达了每个接收器,但是其强度比伴随电磁场小得多,且随着源距增大而迅速减小.本文研究还表明：伴随纵波的电场强度不仅与地震纵波幅度和动电耦合系数有关,还与由介质孔隙结构决定的流-固两相动力协调性有关,存在一种动力协调介质,纵波在这种介质中不引起电场.     

层状半空间中洞室对平面SH波的放大作用

利用间接边界元法,求解了弹性层状半空间中洞室对入射平面SH波的放大作用问题,并以基岩上单一土层中洞室对入射平面SH波的放大作用为例进行了数值计算分析。本文模型的特点之一是考虑了层状场地的动力特性,因而更接近于实际工程;特点之二是计算精度非常高。研究表明,层状半空间中洞室对波的放大作用与均匀半空间中情况有着本质的差别;层状半空间中洞室附近地表动力响应由土层动力特性和洞室对波的散射二者共同决定。土层动力特性不仅影响洞室附近地表位移的幅值,还会影响地表位移的频谱。在土层的前几阶共振频率附近,随着基岩与土层剪切波速比的增大,土层的影响随之增大,而随着土层厚度的增加,土层的影响随之减小,并逐渐趋于均匀半空间情况。     

2.5D scattering of incident plane SV waves by a canyon in layered half-space

This paper presents a 2.5D scattering of incident plane SV waves by a canyon in a layered half-space by using the indirect boundary element method (IBEM). A free field response analysis is performed to provide the displacements and stresses on the boundary of the canyon where fictitious uniform moving loads are applied to calculate the Green’s functions for the displacements and stresses. The amplitudes of the loads are determined by the boundary conditions. The free field displacements are added to the fic...     

弹性层状半空间中凸起地形对入射平面SH波的放大作用

对Wolf理论进行拓展,使之可解决凸起地形对波的散射问题,进而利用间接边界元法,求解了弹性层状半空间中凸起地形对入射平面SH波的放大作用问题。本文模型的显著特点之一是考虑了层状半空间的动力特性以及层状半空间和凸起地形的阻尼;特点之二是计算精度高。文中以基岩上单一土层中半圆凸起地形对入射平面SH波的放大作用为例进行了数值计算分析。研究表明,基岩上单一土层中凸起地形对入射平面SH波放大作用和均匀半空间中凸起地形有着本质的差别;土层动力特性不仅影响凸起地形地表位移的幅值,还会影响地表位移的频谱;阻尼会显著降低凸起地形对高频波的放大作用。     

Modelling the impact of a time-varying wave angle on the nonlinear evolution of sand bars in the surf zone

Sandy beaches are often characterized by the presence of sand bars, whose characteristics (growth, migration speed, etc.) strongly depend on offshore wave conditions, such as wave height and angle of wave incidence. This study addresses the impact of a sinusoidally time-varying wave angle of incidence with different time-means on the saturation height, migration speed and longshore spacing of sand bars. Model results show that shore-transverse sand bars (so-called TBR bars) eventually develop under a time-varying wave angle. Depending on the time-mean, amplitude and period of the varying angle of wave incidence, the mean heights and mean migration speeds of the bars can be larger or smaller than their corresponding values in the case of time-invariant angles. Bars might not even form when the wave angle varies around a too large oblique mean value, whereas bars exist in the case of a time-invariant wave angle. The oscillations in both bar height and migration speed are large if the period of the time-varying wave angle is close to the adjustment timescale of the system and if large differences in the local growth and migration rates of the bars occur during one oscillation period. The oscillations in bar height are a combination of harmonics with the principal period and half the period of the time-varying wave angle, whereas those of migration speed contain only the principal period. Bars that are subject to time-varying wave angles have larger longshore crest-to-crest spacings than those which form under fixed wave angles. Physical explanations for these findings are given. © 2020 The Authors. Earth Surface Processes and Landforms published by John Wiley & Sons Ltd     

饱和层状场地中任意凹陷地形对入射SV波的散射

利用饱和土层的精确动力刚度矩阵和动力格林(Green)函数,采用间接边界元法,在频域内求解了层状饱和场地中任意凹陷地形对入射SV波的散射问题.通过自由场反应分析,求得凹陷地形表面各点的位移和各单元的应力响应;同样计算了虚拟分布荷载的格林影响函数,求得相应的位移和应力响应;根据边界条件确定虚拟分布荷载,将自由场位移响应和...     

Estimation of near surface soil moisture in a sloping terrain of a Himalayan watershed using ENVISAT ASAR multi‐incidence angle alternate polarisation data

Soil moisture is one of the important input variables in hydrological and water erosion models. The extraction of information on near surface soil moisture from synthetic aperture radar (SAR) is well established mostly for flat terrain and using low incidence angle single polarisation data. The ENVISAT advanced SAR (ASAR) data available in multiple incidence angles and alternate polarisation modes were investigated in this study for soil moisture estimation in sloping terrain. The test site was Sitla Rao watershed in the Lesser Himalayas of northern India. Empirical models were developed to estimate near surface soil moisture in bare agricultural fields using alternate polarisation ASAR data. Both soil moisture and surface roughness field measurements were performed during the satellite passes. Backscatter from medium incidence angle (IS‐4) and vertical‐vertical (VV) polarisation signal is correlated better with volumetric soil moisture content compared to other incidence angles. The model parameters were further improved, and soil moisture estimation was refined by combining medium incidence angle (IS4) vertical‐horizontal polarisation response as another variable along with VV polarisation response. The effect of slope on the radar backscatter was minimized by incorporating local incidence angles derived from an ASTER DEM. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.