三维图形处理程序TDFEP及在岩石力学中的应用

本文通过介绍Roberts算法的基本思想,给出了经过改进、拓广的新算法。新算法比原有的算法在速度方面更快,在数学表示方面更简单,在应用方面更广泛。利用该算法我们编制了程序TDFEP,并能使它在微机上运行。利用该程序我们可以从空间中不同的位置观察三维物体,并绘制其三维透视图。三维透视图在校核有限元计算中的原始数据方面占有重要地位。它能大大提高整个计算的工作效率。     

绘图程序RMGSM•BAS在岩石力学有限元计算中的应用

前言长期以来,有限元计算结果的整理工作,特别是绘图,都是用人工方法进行的。这样既费时又费事,往往需要专职人员来完成,而对于一些复杂的图形,人工方法有时还难以绘制。     

三维岩石力学参数场随机模拟预测方法及应用

以提高油田采油速度为目的的人工压裂裂缝施工改造,对当前广泛应用于求取岩石力学参数的常规测井资料法提出了更高的要求。提出三维岩石力学参数场随机模拟预测的方法,即以已知有限的常规测井资料计算出来的岩石力学参数曲线作为硬数据输入,以已知地震属性数据体及泥页岩水化和岩石环境参数数据作为软数据约束,选择序贯高斯模拟方法,随机模拟得到动态规律变化的岩石力学参数的三维空间数据场,然后由岩石力学参数的三维空间数据场预测空间任一位置的岩石力学参数在井上的测井响应,并把该反映动态规律变化的测井响应按照油田勘探开发的要求输出成特定格式,供生产和工程上使用。该方法为当前岩石力学参数的求取开辟了一条全新的途径,对勘探开发上制定完善的钻井、完井与油气开发方案和技术措施提供重要的指导作用。     

岩体裂隙三维可视化新方法及其应用

快速准确地识别岩体裂隙的三维分布特征是西南山区铁路防灾减灾的关键.本研究提出了一套岩体裂隙可视化新方法,基于测窗调查的裂隙数据,依托球坐标及极射赤平投影进行数字化处理及降维,利用K-Means++聚类算法、Fisher分布模型和蒙特卡洛模拟,完成裂隙产状数据的自动分组和模拟,最后运用Python及圆盘模型实现岩体裂隙三维可视化.本研究采用坐标变换和三角网格曲面的方式,更有利于与其他三维建模软件嵌套分析.水电站工程的先行应用研究表明产状数据服从Fisher分布,本文的模型相对于传统玫瑰花图和施密特图有着一定的优势.因此,本文建立的岩体裂隙模型具有直观快速反映区域裂隙网络三维分布特征的优点,研究成果可以直接服务于西南山区铁路施工阶段隧道掌子面及洞壁的节理裂隙三维识别以及防灾减灾研究.      

新型岩石力学测试系统及应用领域

介绍了Ｔｅｒｅａ Ｔｅｋ系统的组成和其主要功能，并针对石油工程和钻探领域应用岩石力学参数领域作了阐述。     

三维地层网格剖分方法与应用

针对三维地层表示中散乱点的三角化问题,提出了一种新的剖分算法——环形三角剖分算法．该算法首先在散乱点中心构造初始三角形,并将其3条边作为初始环形路径;然后对环形路径上的每条线段,都在其外围寻找与两端点所成夹角最大的点构造新三角形,并将其纳入环形路径,从而使环形路径不断向外围扩展;重复此扩展过程直到所有散乱点都处于路径范围内．对上述剖分中遗漏的小块区域形成的“空洞”,利用简单多边形的三角剖分方法实现三角化．此算法时问复杂性介于O(n)与O(n^2)之间,其效率体现在：只搜索外围散乱点,减少了夹角计算过程;只对已扩展点进行“空洞”判断,节省了处理时间．将此环形三角剖分算法应用于广东省东深供水改造工程的三维地层构造与分析中,取得了,良好的剖分效果和执行效率,对地层的任意剖切和开挖分析均具有良好的支持．     

电子计算机在岩土力学实验测试中的应用

岩土力学是实验性很强的应用学科,它的发展与实验测试技术有着密切的关系.现代电子计算机技术的发展为岩土力学的研究提供了强有力的实验手段.本文就岩土力学实验测试中运用计算机进行数据自动采集和处理,实验过程的自动控制等的优越性,必要条件和适用范围;控制实验过程的基本方法和数学模型;以及如何选择计算机进行系统设计和研制等问题,作一些粗浅的介绍和评述,以促进岩土力学测试技术的现代化.     

Computer Application on the Experiments and Tests of Rock and soil Mechanics

Rock and soil mechanics are strongly applied science. It is closely related to the technology of experiments for development. This paper briefly discusses the application of modern micro-computer for data recording and processing in rock and soil mechanics testing, the advantage, necessary condition and range for applicability in automatic testing control, fundamental method and mathematical model testing control and the problem of computer system selection.     

基于模糊概率方法的岩体稳定性评价

岩体稳定性受多种不确定性因素的影响,不仅具有随机性,而且也具有模糊性,属于模糊概率的范畴,利用经典的模糊综合评判方法进行研究将会产生不合理的结果.在模糊概率理论的基础上,建立了一类新的岩体稳定性综合评价方法--模糊概率方法,并提出了模糊权重的概念,从而避免了权重取值带来的不确定性.结合所选取的5个影响岩体稳定性的因素,建立了这5个影响因素的隶属函数与模糊权重;利用此方法对某一地下岩体工程进行了分析,并与其他方法所评价的结果进行了比较,表明了该方法具有合理性与可靠性.     

矿井三维瞬变电磁技术及其应用

随着矿井深部煤炭的开采,井下水文地质条件越来越复杂,矿井瞬变电磁探测已成为有效解决该问题的一个重要手段.根据电磁感应一次场及二次场的感应原理,分析了瞬变电磁探测过程;并从晚期电阻率计算、异常干扰校正、基于Maxwell方程组推导的时深转换、三维距离加权反比插值运算、球坐标系的三维数据提取方面阐述了矿井三维瞬变电磁技术;运用该技术在山西焦煤集团东曲矿进行井下水仓的探测对比实验,结果表明:该技术不仅可以探测含水异常体位置,还对异常体形态有较好的反映.     

基于进化策略的CHC遗传算法及岩性波谱识别

野外实测岩性波谱数据的数据挖掘可以为高光谱遥感建模提供依据.针对实测波谱数据的特点, 设计了一种基于Monte Carlo抽样进化机制的CHC (cross generation elitist selection, heterogeneous recombination, cataclysmic mutation , 跨世代精英选拔、异物种重组、灾变变异) 遗传算法用于多类岩性判别.应用于云南北衙金矿蚀变岩的识别, 表明该方法具有快速高效性.      

三维地震资料波阻抗反演技术及其应用

利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映。     

Incorporating Parameter Variability in Rock Mechanics Analyses: Fuzzy Mathematics Applied to Underground Rock Spalling

Although fuzzy analysis has been widely developed, its use in rock mechanics and rock engineering is limited. Here, it has been used to evaluate the potential for underground rock spalling at the boundary of a circular excavation in terms of rock strength and in situ rock stress, given the uncertainty in both of these input parameters. Using standard techniques from fuzzy mathematics, we develop an expression for the fuzzy factor of safety, and extend this to form the crisp parameters Safety Certainty Value and its complement, the Failure Certainty Value. Plots of the Failure Certainty Value in terms of the in situ stress ratio and rock strength/stress ratio show the effect of uncertainty on the assessment of stability. From these plots, we illustrate how the relative importance of uncertainty in the input parameters can be assessed, with the associated ramifications for site investigation and subsequent engineering design.     

电子计算机在岩土力学实验测试中的应用(续)

四、实验系统对计算机的基本要求对实验系统中的计算机有它的特殊要求,这与科学计算、工程数据处理、管理和商用计算机不同,它以满足数据采集处理和自动控制环境的需要为主要目的,对各种性能的要求,概括起来有以下几点:     

三维地质建模技术及其在煤田构造中的应用

煤炭地质勘查的研究对象、勘探方法、数据资料在空间上都是三维的,适合于采用三维地质建模技术进行管理。根据三维地质建模与煤炭地质勘查是否同时,可将煤炭地质勘探三维地质建模分为两类,一类为勘探工作中,主要以钻孔数据为主,用于制作三维地质模型的原型,生成煤层底板等高线、剖面图草图,供地质工程师进一步加工,构建精细的三维地质模型;另一类为勘探工作后,即以已经做好的煤层底板等高线图、剖面图为主要数据源,构建精细的三维地质模型。精细的三维地质模型可用于煤矿设计、数字矿山建设。三维地质建模技术的应用有利于煤炭地质构造的研究,主要表现在:第一,可对地面、钻探、物探、化探多种手段获得的探测资料进行集成与同化处理,提高信息空间的一致性;第二,地质构造要素表达具有直观性与三维立体性,如断层的表达,其在三维环境中不仅可表达为一个面,并且能清晰反映断层与地层、以及断层与断层之间的相互切割关系,弥补了平、剖面图上仅表现为一条断层线的不足;第三,可平、剖面三维联动编辑,很好地保证平面图与剖面图的空间一致性;第四,可以在剖面上以画草图的方式确定剖面上煤层对比与断层切割方案。     

三维井地联合Walkaway VSP技术及其在泌阳凹陷的应用

介绍了一种新的地震勘探技术--三维井地联合Walkaway VSP技术,该技术将三维地震勘探技术和VSP技术有机结合,实现了地面三维地震采集和井下VSP技术联合同步采集,发挥了两种技术的优势,弥补了各自的不足,可应用于油气藏的精细勘探和开发.简述了三维井地联合Walkaway VSP技术野外资料的联合采集,分析对比了Walkaway VSP技术与常规VSP技术、地面三维地震的特点,探讨了利用三维井地联合Walkaway VSP技术进行资料处理、联合精细解释的方法,并以泌阳凹陷赵51井区为例对取得的资料进行了精细的联合解释.该方法可提高地震剖面的分辨率、解释精度和标定精度,为落实构造、发现新的圈闭和确定油藏类型以及进行油藏描述、油气勘探开发评价等提供可靠的依据.