利用煤层裂隙地震各向异性寻找煤层气气藏

煤层气是以吸附状态储集在煤层的微裂隙、裂缝中，煤层既是煤气的源岩层，也是煤层气的储集层。由于煤层裂隙的存在，将导致煤层的各向异性；根据横波分裂理论：横波通过方位各向异性介质时，横波将发生分裂现象，分裂为两个偏振方向近乎正交的横波，即传播方向平行于裂隙方向的快横波和传播方向垂直于裂隙方向的慢横波。本文介绍了煤层裂隙引起的横波分裂现象的实验室研究及实际野外试验成果。实际结果表明，利用转换横波探测煤层裂隙是可行的。本文最后给出了试验煤层裂隙发育范围和裂隙发育方向。     

对各向异性介质中横波分裂现象的研究

在本文中，我们系统研究了各向异性介质中的横波分裂现象，探讨了各向异性介质中横波分裂现象产生的机理，并给出了引起各种异性的薄层组合以及裂隙定向分布的数学模型。     

角度谱在快慢横波分离中的应用

横波在穿越裂隙介质时会分裂成平行裂隙的快横波和垂直裂隙的慢横波，其偏振角随着波传播的时间和空间而变化。利用角度谱可以有效地求取偏振角，从而分离快慢横波。这里介绍了角度谱的概念及其应用。     

煤体中直立裂隙的多波地震响应及预测

裂隙探测是煤层气勘探开发与煤矿安全生产的重要研究内容。规则发育的直立裂隙在理论上可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（HTI）介质,本文通过正演记录研究了HTI介质的多波地震响应,分析了裂隙发育方位对横波偏振特性的影响规律,在此基础上分析了利用横波记录的方位角道集获取地下裂隙参数的可行性与基本原理,为便于工业应用,文中研究了一种基于两个水平分量叠加剖面的角度扫描法求取地下目标煤层的裂隙发育方位。实际资料处理证明了该方法的准确性与可靠性。     

方位各向异性介质的VSP资料处理

本文从理论上推导了二维EDA介质中的弹性波动方程，并对其进行了数值模拟，获得了当坐标系旋转30°时用点源激发的三分量波场切片及用相互正交的横波震源在同一位置激发，用两个相互正交的水平检波器接收的四分量全成记录。用双源四分量同时旋转方法对从两种EDA介质中采集的四分量作分析，得到了分裂的快，慢横波分量和它们间的时间延迟以及介质的裂隙方位角。从分离的快横波分量中提取反射能量，然后用VSP-CDP变换方法作成像处理。     

浅层三维横波地震勘探方法研究

通过对横波传播规律及运动形式的数学模型、物理模型及实测数据的研究,发现横波与纵波一样具有三维波场的特性,利用横波的这一特点就可以进行三维横波的野外观测。经大量实际资料表明,利用三维横波资料可以解释埋于地下5~40 m深度范围内的空洞及古巷道,同时能对地层进行精确地分层。      

裂隙各向异性介质横波双折射特性研究

借助于有限元方法,对裂隙各向异性介质一雏四分量弹性波场中横波双折射的有关问题进行了研究。它们是裂隙方位与相速度,双折射与震源主频,双折射与裂隙丰度,双折射与能量分配,双折射与延迟时,双折射及其振幅谱等。这些问题对深入认识横波双折射特性,对理论和实际工作都有一定帮助。     

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟

采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程,模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场,分析了不同方位角情况下波场的传播特征,并讨论了横波分裂时的能量分配情况。结果表明:地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波;在一定方位角的情况下,垂直裂缝介质中会得到快慢横波,这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。      

华北克拉通上地幔变形及其动力学意义

华北克拉通从稳定到破坏的演化过程对有关地球动力学的经典理论提出了挑战,研究其独特的演化历史是固体地球科学研究的一项重要内容。上地幔矿物晶体的各向异性记录了上地幔发生构造变形的信息,研究上地幔地震波各向异性能够揭示现今和构造历史时期所发生的构造运动。本文总结了近年来作者在华北克拉通地区所进行的高密度、覆盖广泛的地震波横波分裂观测研究结果。横波分裂的快轴方向与绝对板块运动方向的不一致,以及横波分裂参数快速的空间变化特征表明了华北克拉通的SKS横波分裂主要反映上地幔的变形。观测结果表明：鄂尔多斯块体保留了克拉通较弱的各向异性特征,其西端体现了元古代克拉通拼合的变形特征; 中新生代华北克拉通破坏事件以不同的机制主导了华北克拉通中部和东部的上地幔变形,在东部地区北西-南东向的拉张应力作用使得快轴方向平行于拉张方向,而在中部则因受到较厚岩石圈的阻挡使得地幔流动改变了方向,因此造成了北东和北北东向的岩石圈拉张。     

沉积岩中横波速度各向异性实验研究

作为流体静力学应力与轴向应力的函数，我们进行了沉积岩中横波速度系统性的实验研究，通过在岩石样品中传播偏振的横波并从垂直偏振的接收器接收信号而证实了沉积岩中横波速度各向异性的存在，观测到的速度各向异性的大小与施加应力的大小、性质与岩样的岩性有关，页岩表现出与非轴向及流体静力学应力无关的很大的速度各向异性，从而说明优势取向矿物的存在，砂岩也表现出很大的速度各向异性，但其各向异性与应力有极大的依赖性，还发现流体静力学应力压制速度各向异性，而非轴向应力使之加强，这意味着优势取向裂隙的存在，石灰岩表现出弱各向异性，这些实验观测对于岩性的识别等可能是有所帮助的。     

基桩倾斜弹性波检测机理

阐述了基桩倾斜无损检测基本原理——惠更斯-菲涅尔原理。通过在桩侧面实施地震排列装置检测试验，证实了桩倾斜度越大，桩侧效应越强。在倾斜基桩中埋设三分量检波器检测结果说明，基桩倾斜时，桩侧界面响应主要以转换后沿界面方向的纵波与垂直于桩侧面的横波为主。     

冻土纵、横波宽带超声换能器的研制

根据冻土弹性波测试的要求,研制了一种冻土测试用的５００ＫＨz纵横波复合宽带超声换 能哭喊 。其性能具有灵敏度高、频带宽、声阻撤低的特点,适用于冻土力学特笥的测试。文章介绍了它的结构及相应系统特性,并以１０ｐｓ的延时时间精度,在零度以下气温条件下,实测了不同含水量及负温冻结兰州黄土试块的纵、横波速,获得了好的结果。     

横波浅层地震在城市勘探中的应用

常规反射波法地震勘探中,80 m以内是勘查盲区,为解决这一难题,采用横波浅层地震勘探,在城市浅层地震勘查中,使用200 kg冲击锤的强力横波机械震源激发,小排列、点组合的接收方法,可有效获得80 m以内的有效信息,对城市建筑地基、浅层地质构造及工程勘查等勘探效果明显好于常规地震勘探。     

多向波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的试验研究

波浪力是作用在离岸建筑物上的主要荷载,准确预测作用在结构上的波浪力在实际工程设计中极其重要,它决定着该结构是否能够安全可靠地工作。目前的研究大多集中在单向波浪作用下结构物所受的波浪力,而真实的波浪是三维多向不规则波浪。基于物理模型实验,系统地研究了多向不规则波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的特性。结果表明波浪的方向分布对波浪荷载具有明显的影响,尤其是对横向力,在方向分布宽度较大时,作用在墩柱上的横向力可达此时作用在墩柱上正向力的40%,这在实际工程设计中不能忽略。     

煤田三维地震勘探技术的应用及发展前景

以典型实例说明三维地震勘探技术在矿井开采中的应用.随着数字地震仪和数字处理解释技术的广泛应用,利用3D、3C和全波三维地震勘探技术将拓宽在岩性参数方面的研究,可以利用纵、横波速度比、传播时间比、振幅比、泊松比等来研究岩石孔隙度的变化等,也可以利用横波分裂现象研究介质的各向异性,提高勘探精度,提供接近实际地层的岩性参数.并逐步地实现地表面以下的信息数字化,为矿井高产、高效提供可靠的地质保障.     

广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析

地质灾害、活动断裂、特殊岩土体和古河道等是影响城市浅层地下空间开发安全的主要地质问题,对于这些地质问题的探测主要采用地球物理无损检测方法。潼湖生态智慧区是国家生态文明建设示范区和惠州智慧城市地下空间开发中的重要区域,浅层地球物理探测与地层物性分析为潼湖生态智慧区城市发展及地下空间开发利用提供详细的地质、岩土和地球物理数据,是构建该地区地下空间模型的必备要素。虽然目前已经开展了针对本区域的基础地质探测研究工作,然而服务于精细地质结构与地层划分的综合地球物理研究还处于空白。针对浅层地下空间探测精细程度低和传统探测方法分辨率有限的问题,本文综合利用浅层反射波地震方法、混合源面波S波速度成像方法、三分量谐振波阻抗比值方法以及综合测井方法对该地区浅层地下空间(200m)进行了高精度地层划分和断层展布精细解释。在浅层地震反射波方法划分厚层和大尺度断层的基础上,利用主动源和被动源微脉动阵列法获得更加精细的浅层地层和构造特征,采用三分量地震频率谐振方法识别浅层土壤层分层,弥补了单一方法在不同深度范围上的探测信号低精度缺点,探讨了潼湖地区地层与地球物理的响应特征,构建了详实的地层物性和地球物理参数关系,为后续的建模提供基础数据。     

应用浅层地震技术勘查岩溶及溶洞

本文结合工程勘查实例，介绍了浅层地震技术（高密度地震映象法和横波法）在解释工程勘查中探岩溶，溶洞问题的应用，分析岩溶，溶洞等在浅层地震勘探中表现的特征和规律，并探讨其应用效果。     

基于微形态理论的各向异性散体波动分析

基于散粒体微观力学理论,忽略颗粒转动引起的相对位移,考虑颗粒接触的组构各向异性,根据宏微观能量守恒推导得到了散体材料各向异性微形态本构关系,进而通过单位接触方向积分的递推公式推导出了各向异性本构张量表达式;在此基础上,根据哈密顿原理得到了各向异性散体材料的运动平衡方程和边界条件,从而求得了平面波在各向异性散粒体中的传播规律和频散关系,最后对波的频散关系和频率带隙进行了详细的参数分析。研究表明：该模型预测了散体中包含3类12种位移波：3种纵波、6种横波和3种平面内横向剪切波;横观各向同性条件下,接触各向异性参数a20越大,纵波和横波的频率越大,而平面内横向剪切波的频率越小;正交各向异性条件下,随着接触各向异性参数a22的增大,与2方向运动相关的横波频率增大,而与3方向运动相关的横波频率则减小;但a22的变化对纵波频率影响很小。材料各向异性程度对横波带宽影响不大,但对纵波带宽影响较大：a20的增大使得声?光学波间的带宽减小,而光学波间的带宽增大,当a20>0.84时,声?光学波间的带隙消失;但是a22的增大则使得声?光学波间的带宽增大,而光学波间的带宽减小。退化为各向同性模型后,预测3类波的频散曲线与其他各向同性模型的结果基本一致。     

常时微动在地基勘察工程中的应用

本文讨论了利用常时微动的卓越周期和振幅对地基进行分类,并求取软弱层地基的横波平均速度及软弱层厚度,进而对工程地基进行评价.