基于子结构法的成层场地中沉积河谷的散射分析

土层场地对地震动的影响明显,研究成层场地局部复杂地形的波动场特性,对于抗震设防具有重要意义。基于土-结构相互作用理论,含有局部复杂地形的成层场地,可分解成广义结构（即近场复杂地形及其周围土体）和具有规则开挖边界的成层无限地基（即远场）。远场的格林函数可通过精细积分求解频域-波数域内的对偶波动方程获得,利用傅里叶逆变换得到频域-空间域内的柔度矩阵。近场可采用比例边界有限元进行模拟,通过高性能连分式的传递边界求解动刚度。自由场波动可通过传递矩阵法求得,将动刚度和自由场波动位移代入控制方程即可得到散射场的动力响应。数值算例验证了方法的准确性,并利用提出的方法讨论含有软夹层场地局部复杂场地的波动场特性。     

金属矿地震散射波场的数值模拟研究

地震方法用于寻找石油、煤田等沉积层控矿床已取得许多成功经验和大量的成果；对于金属矿可依据微扰理论，通过地震波散射响应的强弱推断矿体。模拟实验结果表明，散射波相干性的好坏与杂乱散射体的不均匀性有关；不均匀性越强，产生的散射相干性就越好。     

地形地貌对地震波放大效应数值模拟研究

采用FLAC3D 软件进行大量数值模拟,研究了地形地貌对地震波放大效应规律。结果表明:对于单面坡模型,斜坡较低时,坡体对天然地震波和简谐波的峰值加速度在竖直向和顺坡面向产生线性放大效应。斜坡较高时,若坡角低,两种波形的加速度等值线近似平行于坡面,天然地震波坡顶正下方极值性不明显,但随坡角增大而明显,坡面正下方可见若干条与坡面相平行具节律性的极小值条带,随坡角增大向一条极值带转化,简谐波在高低坡脚时坡顶面正下方区域内都出现等间距相间分布具节律性的极值条带,坡面正下方的极值带状性不如天然地震波明显,随坡角增大而消失; 若坡角高,两波形加速度放大系数顺坡面呈相间的极值圈分布。双面坡坡顶宽度越小,山脊越单薄,加速度放大效应越强烈,随坡顶宽度增大,坡肩加速度放大系数趋于稳定,双面坡对加速度放大效应强于单面坡。对加速度放大效应,多峰形双峰形单峰形,坡顶越不规则,加速度放大效应越强烈。V形河谷坡面上半部分加速度放大效应要强于U形河谷,U形河谷的谷底中部对地震波动力响应要强于V形谷。坡面局部不规则性只影响到坡面局部范围内的峰值加速度分布,坡高、坡角、坡顶几何特征为整个峰值加速度分布的控制因素。     

工程地震勘探数值模拟研究

用傅氏变换法求解波动方程,对工程地震勘探进行了数值模拟计算,并研究了该算法的频散特性及其稳定性。     

隧道地震响应数值模拟研究

在进行隧道地震响应的数值模拟研究时, 横向计算范围和人工边界等对计算结果有很大的影响。本文以黄草坪隧道为研究对象, 应用有限差分程序FLAC3D对其进行地震响应的数值模拟研究, 将横向计算范围分别取为隧道洞径的5倍、6倍、7倍、8倍、9倍和10倍, 并分别采用FLAC3D中的截断边界、自由场地边界和粘性边界进行计算。研究结果表明, 当地震波为P波时, 横向计算范围取为洞径的7至8倍, 人工边界采用自由场地边界或粘性边界是比较合理的。     

北衙金矿区构造应力场数值模拟

在矿区地质背景研究的基础上,运用有限元原理采用线弹性模型,对北衙地区进行了三维构造应力场数值模拟。模拟结果表明,北衙向斜为一断陷盆地,向斜西翼存在隐伏断裂。在东西向挤压力作用下,在向斜两翼的应力拉张区内产生四条近南北向的断裂(组),为斑岩岩浆上侵以及金铅锌多金属矿的赋存提供了有利的构造部位。     

古构造应力场数值模拟方法探讨——以山西省晋城成庄煤矿区为例

从构造模拟目标、构造模型建立、构造模拟三个方面探讨了古构造应力场数值模拟的方法。以山西省晋城成庄煤矿区为例, 根据野外调查和微观构造形迹, 建立平面应力模型和三维地质模型, 确定岩体力学参数、边界条件及岩石破裂准则, 采用大型数值模拟软件ANSYS和FLAC计算, 确定外力的大小及加载顺序。通过分析研究, 揭示了山西晋城成庄煤矿区历史上曾发生先东西向、后南北向的两期大的构造运动, 加载外力为先东西向加载60 MPa, 再南北向加载110~180 MPa, 这个结果能解释多数地表剪节理和3#煤中剪节理同时发生。该分析对矿区的危险性分区及瓦斯突出区的预测具有重要的意义。      

微屈多次波正演模拟及其在中原油田深层地震资料解释中的应用

对微屈多次波的压制或利用是地震资料处理、解释中的一个难题.正演模拟是压制或利用微屈多次波的基础.笔者利用层状介质非线性模型理论,发展了一种正演模拟微屈多次波的方法.利用这一方法在中原油田深层地震资料解释中作了初步应用,取得了一些有用的成果.该方法也可以在地震子波分析处理和提高地震资料分辨率中发挥作用.     

Cokriging法中孔隙度面函数和间隔传播时间面函数的模拟

将密集的地震数据与钻井地球物理测量数据结合可以细致地预测孔隙度的空间分布.对此,Cokriging地质统计逼近法提供了较有效的方法.如何把区域上密集的地震勘探信息与钻井地球物理测量信息有机地联系在一起,是实现Cokriging法的关键问题.本文试图利用区域上已知稀疏井的孔隙度数据与储层中地震波间隔传播时间的空间相互依赖关系,构造特定相关结构的双变量随机过程{φ(r),T(r)},亦即构造孔隙度面函数和储层间隔传播时间面函数,为进一步应用Cokriging法预测孔隙度空间分布奠定基础.     

地震波正演模拟有限元法在微机上的实现

有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波传播过程,比较细致地再现地震图像。但由于有限元法地震模型所需网格节点数多、数据规模大,使它的计算受到限制。采用对角化集中质量矩阵、刚度矩阵变二维为一维存贮,并通过使用有限差分吸收边界条件来处理地质模型的人为边界反射问题,从而使计算所需内存降低,计算时间减少,并能比较好地实现地震声波用有限元法计算,理论模型的计算结果验证了算法的正确性和可行性。     

准P波方程紧致交错网格井间地震波场模拟及边界条件

研究井间地震波场的形成过程以及波场的传播机理、规律,对于指导实际井间地震勘探有着重要的意义.基于具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质中的一阶准P波方程,应用具有无条件稳定性质的紧致交错网格隐式差分格式求解该方程.重点研究了紧致交错网格求解该方程的完全匹配层(PML)吸收边界条件,在此基础上实现了VTI介质中一阶准P波方程的井间地震波场的正演模拟.数值算例表明:紧致交错网格能精准模拟VTI介质中准P波的传播过程,得到高精度的正演结果.一阶准P波方程能以足够的精度描述VTI介质中准P波特征.完全匹配层吸收边界能有效地解决人工边界问题,是一种高效的边界吸收算法.