倾斜裂隙介质反透射系数研究

自然界的裂隙排列并非都是直立的,在复杂地壳应力作用下裂隙排列很可能是倾斜的.本文从各向异性弹性动力学基本方程出发,在特征矩阵方法基础上提出了计算任意倾斜裂隙介质水平界面上的反射、透射系数的简单方法,并利用该方法计算了倾斜裂隙介质P-P波、P-SV波和P-SH波的反透射系数.结果表明,P-P波、P-SV波和P-SH波的反透射系数与倾斜裂隙的倾角、测线方位以及偏移距这些物理参数之间存在一定的依赖关系.此外我们计算了C波的零入射相角时的反射系数,发现该反射系数跟裂隙倾角、裂隙的方位角有着明显的对应规律,且各向异性越强时,该反射系数越大.这些研究对于深入了解倾斜裂隙的动力学特征具有一定的意义.     

声波在两种多孔介质界面上的反射和透射

本文导出了声波在两种多孔介质界面上反射、透射的一般计算公式.作为例子,数值计算了P₁波入射于界面时,P₁、P₂和S波的反射、透射系数与声波频率、入射角等量之间的关系.结果表明,各种模式波的反射、透射系数与入射角、多孔介质性质有关,在Biot特征频率附近与频率有关,并用界面两侧的法向能流相等验证了结果的正确性.若把多孔介质当作均匀固体处理,将会得到显著不同的结果.     

基于BISQ机制三维双相EDA介质中的反射与透射

基于BISQ机制,采用相慢度参数化的方法,推导了三维双相EDA介质分界面上的反射系数和透射系数矩阵,分别计算了孔隙、裂隙或裂缝中含油、气、水时地震波在界面上的反射系数和透射系数.     

含两项不混合/单项黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数特征研究

弹性孔隙介质分界面上的反透射系数特征,在岩性划分、流体识别、储层边界判识等方面有重要的应用.本文研究上层为含两项不混合黏性流体孔隙介质、下层为含单项黏性流体孔隙介质分界面上的反透射理论.首先根据两种孔隙介质分界面上的能量守恒得到边界条件,再将波函数、位移、应力与应变关系代入边界条件,推导出完全连通孔隙情况下,第一类纵波入射到孔隙介质分界面上的反透射系数方程.通过建立砂岩孔隙介质模型,分别分析不同孔隙流体类型、不同含油饱和度及不同入射角情况下,各类波的反透射系数特征.研究表明,第二、三类纵波反透射系数数值比第一类纵波小多个数量级,且两者对入射角的变化不敏感,但对孔隙流体性质、含油饱和度的变化较敏感,而横波反透射系数特征恰好与此相反;第一类纵波反透射系数特征比较复杂,入射角、孔隙流体的性质及含油饱和度的变化都对其产生影响.不同孔隙流体弹性物性的差异、孔隙介质中含油饱和度的变化及不同入射角引起垂向和切向应力分量的变化都会影响各类波的反透射系数特征,分析这些特征可以为研究储层含油气性提供理论基础.

     

饱和土介质中地震波在水、气分界面上的反射与透射

基于修改的Biot模型,研究地震波在气饱和土中的传播特性以及地震波在饱和土中气、水界面上的反射和透射. 从理论上分析气饱和土与水饱和土的特性差异,根据界面连续条件推导了反射系数与透射系数的一般计算式;通过数值算例分析了气饱和土中波的传播特性,并分析了饱和土中P1波入射气、水界面时反射系数和透射系数与入射角及频率的关系. 结果表明,波在气饱和土中的传播与水饱和土中有较大差异; 频率和入射角度对反射系数与透射系数均有较大影响;并获得了波传播的某些新认识. 这对地震工程的波动勘测技术和场地反应分析具有理论及实际意义.      

海底强地面运动计算

本文将计算综合地震图的广义反射、透射系数矩阵和离散波数方法进行了推广,使之适合于计算海底地面运动的位错点源格林函数。通过对数值例子的分析表明,理论模拟方法可以用于研究海水层和沉积层性质对海底运动的影响,以根据陆地上的资料来定性地获得海底强地面运动的信息。     

波在多层弹性介质中一些特性的研究

本文根据弹性力学理论计算出波在多层弹性介质上的反射和透射系数,给出计算反射和透射系数的源程序和框图,并对波在多层弹性介质中的特性进行了一些研究。     

弹性波在横向各向同性弹性土和饱和土界面上的反射与透射.

根据横向各向同性饱和土体的Biot波动方程,推导出qP1波从饱和土入射到弹性介质的反射系数和透射系数的一般算式,数值分析了各向异性,边界透水条件对反射系数和透射系数的影响．本文的推导思路,适用于qSV波、qP2波从饱和土体入射到弹性土体的情形．      

含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数特征研究

地下岩石由岩石骨架和孔隙流体组成,通常流体含黏性.地震波在地下介质中传播时受岩石骨架和黏性流体的影响会呈现出复杂的变化.本文将流、固体位移和应力连续作为边界条件,推导出含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数方程;通过建立上层为饱油、下层为饱盐水的砂岩孔隙介质模型,开展反透射系数特征研究,分别分析不同频率、不同黏滞系数条件下,含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数随入射角的变化.研究表明,孔隙介质分界面上和等效介质分界面上的反透射系数分别随入射角的变化趋势基本一致,说明方程推导和数值计算的正确性;快纵波反透射系数受频率、流体黏性的影响较小,而快横波反透射系数在一定入射角范围内受频率、流体黏性的影响比较大;由于黏性孔隙流体的作用,慢纵波和慢横波的反透射系数受入射角、频率及流体黏性的影响都很大.

     

VTI介质中的AVO特性

理论和实践已证明,地层中广泛存在着各向异性.研究地层的各向异性,并利用它来提取用各向同性理论无法获得或更为精确地获得某些岩性信息,是一项非常有意义的课题,其中各向异性对AVO的影响是其中的一个重要的内容.本文主要从Kelvin-Chrisroffel方程出发推导出VTI介质中反射与透射系数的计算式,并通过对反射系数与各...     

An Efficient Numerical Method for Computing Synthetic Seismograms for a Layered Half-space with Sources and Receivers at Close or Same Depths

— It is difficult to compute synthetic seismograms for a layered half-space with sources and receivers at close to or the same depths using the generalized R/T coefficient method (Kennett, 1983; Luco and Apsel, 1983; Yao and Harkrider, 1983; Chen, 1993), because the wavenumber integration converges very slowly. A semi-analytic method for accelerating the convergence, in which part of the integration is implemented analytically, was adopted by some authors (Apsel and Luco, 1983; Hisada, 1994, 1995). In this study, based on the principle of the Repeated Averaging Method (Dahlquist and Björck, 1974; Chang, 1988), we propose an alternative, efficient, numerical method, the peak-trough averaging method (PTAM), to overcome the difficulty mentioned above. Compared with the semi-analytic method, PTAM is not only much simpler mathematically and easier to implement in practice, but also more efficient. Using numerical examples, we illustrate the validity, accuracy and efficiency of the new method.     

峰谷平均法及其在计算浅源合成地震图中的应用

为了计算在震源和接收点深度相同或相近情况下分层半空间介质中的合成地震图,在重复平均法的基础上加以改进,提出一种有效的数值积分方法--峰谷平均法.根据被积函数的变化特点,将波峰和波谷值抽取出来组成慢收敛序列,利用重复平均法快速而准确地求出其极限值.与半解析方法相比,本文方法不仅数学处理上非常简单,而且易于数值实现.数值试验表明,本文方法是准确和高效的.     

峰谷平均法及其在计算浅源合成地震图中的应用

为了计算在震源和接收点深度相同或相近情况下分层半空间介质中的合成地震图,在重复平均法的基础上加以改进,提出一种有效的数值积分方法--峰谷平均法.根据被积函数的变化特点,将波峰和波谷值抽取出来组成慢收敛序列,利用重复平均法快速而准确地求出其极限值.与半解析方法相比,本文方法不仅数学处理上非常简单,而且易于数值实现.数值试验表明,本文方法是准确和高效的.     

FFIM用于机载大气激光雷达 ABCT反演的可行性研究

Fernald前向积分法能否用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演一直是一个有争议的课题.本文利用青岛机载大气探测激光雷达实测数据、国外机载大气探测激光雷达实测数据和机载大气探测激光雷达模拟数据,对Fernald前向积分法应用于不同高度的机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演的误差进行了定量分析,分析结果表明:飞机的飞行高度在3.5 km左右,标定值存在20%的误差时,离地面2 km的高度范围内反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差在12%以内,但在标定点附近相对误差可达20%;飞机飞行高度在7 km左右,当标定值存在100%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大都在10%~15%之间,标定值存在400%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大部分在15%~50%之间.本文从理论上对Fernald前向积分法应用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演出现负值的原因进行了探讨.研究表明:Fernald前向积分法能够较准确地反演出中高空探测(4.5 km以上)机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数,但应用于低空探测(4.5 km以下)机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演时,反演误差较大甚至反演结果会出现负值.     

震级离散下的震级频度关系

运用最大熵原理,研究震级离散条件下震级频度关系,得到震级离散条件下震级概率分布函数,结果表明:(1)震级大于等于某一震级的地震次数应通过离散求和的方式得到,而不应通过积分的方式得到;(2) 震级上限取为∞的情况下,古登堡意义和里克特意义两种震级频度关系式的b值相等;震级上限有限的情况下,里克特意义震级频度关系式可能不是直线.     

井-含水层系统地下水类型定量分析和判别

利用水位、 气压和理论固体潮数据, 采用卷积回归法中水位对气压的阶跃响应函数, 定量地分析和判定了华北北部板桥井、 大灰厂井、 黄骅井、 大甸子井、 丰镇井和三号地井的井-含水层系统的地下水类型, 并结合研究时段内各井的气压系数和M₂波潮汐因子的结果进行了对比分析． 结果表明: ① 各井的滞后时间与阶跃响应函数之间存在明显的以e为底的指数函数关系, 且底数e的系数的正负决定了井-含水层系统的地下水类型; ② 承压井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而增大, 且最佳阶跃响应函数值越大, 相应的气压系数和M₂波潮汐因子也越大, 反之亦然; ③ 潜水井和半承压水井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而减小, 其最佳阶跃响应函数与气压系数和M₂波潮汐因子间的关系不明显, 可能与含水层的水力特性、 井孔结构及固体潮汐波的频率有关．      

对二滩水电站坝区场地地面运动的估计

本文以二滩地区为例,介绍如何结合地震危险性分析的结果,采用理论模拟方法估计工作地区近场强地面运动情况,为工程抗震设计提供必需的地面运动动力学参数。 文中采用理论方法计算剪切位错点源的格林函数;根据断裂动力学模型、近场地面峰值加速度衰减曲线和场地附近的加速度谱来标定震源模型;计算了若在坝区附近发生M_s=6.2级地震时场地的综合地震图、加速度傅氏谱和反应谱等。由理论模拟计算的峰值加速度衰减曲线和观测结果符合较好。在震中距为20km处的加速度谱的截止频率f_max与观测值相吻合（约为8 Hz左右）,相应的峰值加速度为211cm/s²,振动持续时间为3.4秒。     

用近震尾波估算昆明及其周围地区的Q值和地震矩

本文应用推广了的Aki尾波理论模式,忽略震源频谱含量的影响,考虑到仪器系统和地球Q-滤波器对尾波频散的影响,计算了f_p-t^*和k-t^*独立的两套尾波响应理论量板。在假定Q与频率有Q（f）=Q₀（f/f₀）ⁿ关系的基础上,用云南区域台网短周期地震仪器记录的小震尾波资料,估算了昆明周围地区频率约1.0Hz的短周期波的地壳Q₀值。结果表明,该区的Q₀值在150-220之间,平均为191;频率相关值η不是常数,多数为0.2-0.3。这些结果与用尾波估算川滇交界地区的结果接近,表明云南地区的地壳Q₀值与美国西部地区类似,是属于低Q₀值地区。 此外,用尾波与地震矩建立的关系,提出用尾波估算地震矩的一种可能方法,讨论了该区震级与地震矩的经验关系。     

相关分析法在研究电离层不均匀結构中的应用

本文詳細地介紹了武汉采用的交点相关法和十点相关法的理論基础和具体計算方法,并与Philtips和spcncer的相关法（PS法）及Yerg的六点相关法进行了比較。正如理論上所預期到的,武汉的实驗表明:交点法提供的参量最多,也最精确可靠,但計算量与PS法的差不多;十点法提供的参量与交点法的一样多,精确性不此PS法的低,然而計算量比PS法的少得多,与六点法的差不多。文中还討論了利用时移图上曲直线,以进一步提高十点法的精确性,以及在相关分析中采用結构函数和后效函数,以进一步簡化計算的可能性。本文还初步討論了各种相关分析法的誤差間題;并提出了相关函数值在时空上的預报方法,以及根据相关函数的預报值与实測值的对此等,判别在記录分析中有无反常現象,和甄別所求出的参量值是否可疑的方法。最后还特別指出了电离层混乱运动变化速度出現虛数值的可能性,并介紹了消除这种虛数值的方法。     

利用地基观测对卫星观测电离层结构参数的定量验证研究

本文采用散点图、趋势线、相关系数及观测偏差等统计方法,利用COSMIC卫星和SPIDR提供的垂测仪观测的F₂层峰值电子密度数据,开展了综合统计及按季节、地方时和纬度的分类统计.统计结果显示:地基垂测仪与卫星观测到的相应的F₂层峰值电子密度数据具有很高的相关性,两者之间的相关系数高达0.95,相对偏差的平均值为-3.38%,标准差为19.54%.基于上述研究结果,提出了利用地面垂测仪观测数据验证卫星观测的电离层结构参数的方法,并给出了定性的判别依据和定量的判别标准,可在我国电磁监测试验卫星发射后,为F₂层峰值电子密度观测数据的真实性和有效性提供检验方法和保障.