水平应力作用下套管井不同胶结状况导波的声弹效应

油田的套管完井常伴有异常地应力的作用,对于套管井,井孔-套管-水泥环-地层组合的系统使井周的应力集中更为复杂.为认识地应力作用下不同胶结状态的套管井导波声弹效应,本文基于非线性声学理论,实现了受应力作用不同胶结状态套管井井周应力和径向横波速度计算与分析;采用摄动求解推导了套管井导波的声弹性方程,模拟并分析由应力引起不同胶结状态套管井斯通利波、伪瑞利波、弯曲波相速度的变化.研究结果表明:不同胶结状态会改变井周的应力分布,当界面出现滑移时井周地层中的应力集中有所增强,从而影响导波的声弹效应.本文的研究结果为地应力作用的套管井的声场特性提供认识和理论依据.     

关于弹性应力波的三种传播模式

分析了小变形情况下变形体的平动变形和转动变形,利用连续介质的动量和动量矩守恒方程,应用各向同性线弹性体的本构关系和偶应力本构关系,提出无限弹性介质中存在体积波(压力波)、旋转波(偶应力波)和偏斜波(偏斜应力波).旋转波和偏斜波均满足形式一致的四阶波动方程,但引起不同的运动学行为和应力状态,四阶旋转波和偏斜波的传播速度不再是依赖材料参数的常值.不计旋转变形时,各向同性弹性固体中只有体积波和二阶偏斜波的传播,这时传播速度均为常数.在3种波动模式中,体积波与传统弹性应力波理论完全一致,四阶偏斜波可退化为二阶偏斜波,但后者不同于传统应力波理论中以位移作为波函数的二阶剪切波.从变形运动学与内力的关系以及能量传播的角度分析了传统应力波理论中关于二阶旋转波和二阶剪切波存在的问题.     

应力诱导饱和流体岩石弹性波各向异性

各向同性岩石中裂隙随机分布,施加单轴方向的压应力后,与压应力方向垂直的缝隙会优先闭合.应力作用下裂隙的闭合导致岩石呈现出横向各向异性的特征,进而影响弹性波的传播特征.前人对干燥岩石中应力引起的弹性波速度各向异性开展了大量研究,但未考虑充填流体对于应力诱导各向异性和弹性波传播的影响.弹性波通过应力作用的岩石时会诱导微孔隙结构上的"挤喷流"效应,从而造成弹性波显著的频散和衰减.在本文中,我们分析应力诱导各向异性岩石中挤喷流对弹性波传播的影响.利用硬币型裂隙模型,同时考虑挤喷流和应力诱导各向异性的影响,我们建立了应力作用下含流体岩石各向异性模型.基于本文的模型,我们研究了裂隙介质中单轴应力和充填流体对弹性波传播的影响.我们的模型成功预测了弹性波速度随应力的增加,同时表明了挤喷流造成纵波的各向异性频散更显著.     

断续节理岩体中地震波响应的数值与理论分析

为研究地震产生的应力波在断续节理岩体中的传播规律和应力分布趋势,首先,采用数值模拟方法分析应力波通过贯通节理的传播规律,并与已有理论研究结果进行对比,验证数值分析的准确性和适用性;然后,对应力波在断续节理岩体中的传播进行数值模拟,分析透射系数在水平方向的分布趋势以及不同节理连续性对波传播的影响,并结合波的衍射原理,给出定性的理论解释。结果表明:应力波通过断续节理时,节理的透射作用会使应力波振幅减小,引起波的衰减,岩桥的衍射作用则会使波阵面由平面变为曲面,波的传播方向发生改变,从而导致应力波振幅在水平方向的分布发生变化;应力波通过断续节理的透射系数与岩桥尺寸L_r和衍射角μ相关,当衍射角比较小时,透射系数主要受岩桥尺寸L_r的影响,当衍射角较大时,岩桥尺寸L_r和衍射角μ共同影响应力波在岩体中的传播。      

GMT在地震应急产品中的应用——地应力图的绘制

针对目前地应力符号绘制困难、地应力图加工与发布依赖于人工编辑等问题,提出使用GMT自定义符号技术设计符合地学界通用符号标准的应力符号,给出利用GMT绘制地应力图的整体流程,最终实现了地应力数据矢量和应力状态信息的准确表达,并帮助用户简化地应力图绘制程序、提高信息报送的时效性。以龙门山区域应力分布为例,多方位对比国内外制图方法。结果表明,使用GMT自定义符号技术设计的应力符号不仅简化了地应力图的绘制程序,且表达出的应力数据信息更丰富。该技术已应用于《震后趋势判定技术系统》中,并在地震趋势会商工作中发挥重要作用。     

梁式传感器地应力自记测试系统

梁式传感器地应力自记测试系统,是测量钻孔三个直径变化的仪器,机械斩波放大,可见记录。应力是根据钻孔直径变化,用弹性理论推导出的公式计算而得到的。经初步试用,测试系统性能良好,能满足地应力相对测量的需要。     

纵波质点的运动与界面的反射

在原有波动学的基础上,通过对波传播质点的运动和作用进行研究,提出了波传播的力学作用不仅有因形变产生的应力,还存在着另一种由速度决定的不同形式的力——“动作用力”.动作用力才是波传播的根本动力.由“动作用力"和形变应力确立波的动力学方程,由这个方程,又可确定质点的运动规律.质点在波传播中一般并不作弹性振动,质点沿一个方向运动进行能量传递后,只作微弱的回复运动.质点这种运动特点才符合能量守恒.质点这种运动特点决定不同的界面性状有不同形态的反射波.     

应力波在砂岩中的衰减

采用Hopkinson压杆装置进行了波传播行为的实验研究，用多组埋入式PVDF应力量计进行了测量，获得了应力波在砂岩长杆试件中传播时的波形特征、衰减系数等，运用拉格朗日分析方法给出了砂岩的动态本构关系．      

对国际地震预报委员会(民防)“可操作性地震预报”报告的评论

国际地震预报委员会(民防)(ICEF)最近出版了报告“可操作性地震预报:发展现状和使用手册”,该报告的言下之意是目前没有可靠的、技术过硬的方法来实现大地震的短期预测.现在看来,这种观点不正确.通过采用剪切波分裂方法监测地震震源区周围岩体的应力累积,可以确定性地应力预报地震.这种流体-岩石形变的新认识意味着ICEF报告中的建议已经不恰当.本评论对这一新认识进行了回顾,提出了促进意大利可操行性地震预报发展的方向,在于安装一个或多个可控震源的三井孔应力监测点,通过使用剪切波分裂来监测应力累积和应力预报意大利所有破坏性(M≥5)地震.     

孔隙介质中面波有限差分模拟及应力镜像条件（英文）

地震波沿自由表面传播P波和S波干涉会产生面波现象。因此,地震波数值模拟中需要精确地处理自由表面边界以获取面波传播的数值解。本文提出了一种基于动态孔弹性理论包含自由表面边界处理的时空域交错网格有限差分数值计算方法。针对自由表面,推广弹性介质中的传统应力镜像自由边界处理方法,提出一种新的描述孔隙介质固体和流体自由边界特征适用于面波模拟的应力镜像法。自由表面所在网格节点上的相应镜像的处理就能获得稳定精确的面波数值解。数值模拟得到的第一类Rayleigh波的结果表明该算法在相应的弹性介质中一样的网格剖分下就可获得保证精度的稳定解。数值模拟的例子反映了本文所述方法的有效性。     

在初始应力作用下磁热粘弹波的传播

本文研究在初始应力作用下导热导电粘弹体内平面波的传播.首先导出有初始应力存在时电磁场、位移场、温度场所满足的基本方程然后用它研究了流体静压力或张力及单轴压或张的初始应力条件下,磁——热——粘弹平面波的传播特性.讨论了弱耦合情况下,热效应磁场对波传播特性的影响.在无初始应力存在并略去热、磁耦合效应时,所得结果变成经典的粘弹波结果.      

地震临震预测预报的地应力方法

地震的发生与地球自转和极移的惯性力的作用密切相关，在惯性力的作用下地壳岩石内产生应力应变。用四方位地应变传感器观测水平地应力应变变化规律和临震前兆信息－地应力应变剧烈变化和地壳岩石出现微观断裂滑移及微观弹塑性应变应变波群，再根据主压应力作用方向和地质构造断裂带分布情况作综合分析，可以在临震前１０￣７２小时内初步预报出地震的时间、方向、地点和震级。对于震中距４００公里内的中强地震预报对应率较高，根据     

横向各向同性地层(VTI)井孔声弹效应对弯曲波的影响

本文发展了建立在地层参考状态为各向同性介质假定下的现行井孔声弹性理论,就井外为横向各向同性面与井轴垂直的、具有9个独立三阶弹性模量的横向各向同性介质(VTI井况),水平面内受双轴应力作用下给出了一个简洁的与井内压力、应力差、应力和以及多极源偏振方位角有关的井孔弯曲波声弹公式,并且导出了平面纵、横波速度的声弹公式.数值考察了弯曲波速度之改变量的灵敏系数随频率的变化、受井外水平双轴应力作用时两种偏振的偶极弯曲波频散曲线以及对应不同方位径向偏振的横波速度.研究结果表明弯曲波声弹公式与5个二阶弹性系数以及7个独立的三阶弹性模量有关;而且由内压引起的井孔弯曲波声弹性公式中的三阶弹性模量仅与6个独立的弹性模量有关.横向各向同性介质井孔弯曲波速度的交叉现象仍是判断地应力存在的标志;一个重要的认识是受双轴应力作用的弯曲波速度变化在低频区主要与c₁₄₄和c₁₅₅两个三阶弹性模量有关,而且此认识与径向偏振的平面横波一致.在缺乏足够实验条件情况下,对VTI情况,以c₁₄₄,c₁₅₅和c₁₂₃三个独立的量进行测量,然后可暂不考虑三阶弹性模量的各向异性,建立简化的应力反演公式.反之,如果已知地层的地应力信息,由简化的声弹公式可以反演三阶弹性模量c₁₄₄,c₁₅₅和c₁₂₃.     

解耦爆炸中震源位置偏离对激发S波的影响

对球形空腔偏心解耦爆炸进行了数值模拟,得到了不同方向和不同爆心距节点的S波和P波速度曲线以及岩石单元中拉伸应力的传播过程。结果表明：空腔偏心解耦爆炸激发的S波具有方向性,S波幅值与对应P波幅值相当,激发S波的物理机制是振荡的拉伸应力,它等效于偶极子震源。     

地应力测量、地壳上部应力状态与地震

原地应力测量是现今构造应力场研究的一个重要手段,可为地震成因和地震预报的研究和岩石圈动力学的研究提供重要的基础资料。本文简要介绍了地应力测量的主要方法和成果。并根据地应力测量资料讨论了地壳上部的应力状态,以及应力测量在地震研究工作中的应用。     

深切峡谷地区地壳浅表层地应力状态变化分析

本文以三峡水库引水工程秦岭特长隧洞水压致裂地应力测量为例,在野外地质调查、室内超前预测分析、现场和室内测试等的基础上,对深切峡谷地区地壳浅表层地应力状态进行了系统分析,结果表明深切峡谷地区地壳浅表层分为应力降低区、应力增高区和原始应力区,原始应力区（即构造应力面）的深度大致等于地应力测点周围山体和沟谷之间的相对高差.     

华北地区地应力测量

本文首先叙述了地应力测量的原理和方法,包括应力计的结构、应力解除技术、室内模拟试验和观测可靠性的检验等。 在华北地区采用应力解除方法进行了地应力绝对值的测量。虽然测量大都是在地表以下30米内的浅部进行的,各测点最大主应力的方向也不完全一致,但从整个大区域来看,华北地区地应力场的主导方向为北西西到近东西方向的压应力。 大震后在震中区测得的应力值比离震中较远处测得的应力值要低。这可能反映了地震过程中的应力释放和震后应力的调整。     

Hamilton体系及弹性波在层状介质中的传播问题

利用结构力学与最优控制的模拟理论,研究弹性波在层状介质中传播的数值计算方法. 将弹性波传播问题导向哈密顿(Hamilton)体系,在哈密顿体系中,推导出一种新的半解析单元,称之为动力-部分杂交元,由此导出一套哈密顿体系下的半解析数值计算方法. 本文给出了该方法在层状正交各向异性材料介质的弹性波传播问题的数值算例,分析了一定频率的弹性波在层状介质中传播时的位移、应力的模式. 计算结果展现了Hamilton体系和辛几何在弹性波传播问题研究的应用前景.     

某深切峡谷区地应力场的变化特征分析

根据某深切峡谷岸坡中由应力解除法和水压致裂法得到的实测数据，运用工程地质分析原理和统计分析方法对研究区地应力场的总体变化特征以及地应力与高程、水平埋深、垂直埋深、剥蚀厚度的关系进行了分析，说明在近于平行河谷的构造应力场作用下，河谷现今地应力场仅存在应力降低区和应力相对平稳区的特殊变化特，并分析了坡中引起地应力方向变化及量值波动的主要原因是次级地质构造和岩体局部的模量值，同时证实了河谷底部水平应力的变化基本服从布林-哈盖模型。     

我国现今地应力状态及有关问题

本文主要利用应力解除法及水压致裂法原地应力测量资料,对我国现今地应力状态及有关问题进行了分析讨论。原地应力测量资料表明,应力值随深度增加而增加;水平主应力有着很强的方向性,最大水平主应力的方向具有一定的分布规律,与地质构造和现代地壳运动有着一定的关系。