湘中地区高陡度地层速度研究方法技术探讨

由于湘中地区地表、地下地质条件复杂,地层起伏较大,构造落实困难,为提高变速成图精度,更好的落实构造,我们在湘中地区主要采用双狐软件的模型层析法进行速度研究及变速成图。常规变速空校是基于迪克斯(Dix)公式进行速度计算的,它是假设在地层倾角不大的情况下,叠加速度近似于均方根速度。但在实际生产中,可能地层倾角较大,如我们工区的Tcs-Tdx,地层倾角在600以上,这时迪克斯公式已经不实用,必须寻求新的速度计算方法,模型层析法是解决高陡度构造速度计算的很好方法。     

水平摆组合观测特性及其计算公式

目前在计算地倾斜倾角和方位角时,一般文献仅给出了两个水平摆成直角组合的计算公式,而这种特殊组合方式并不能代表两摆成任意夹角的组合情况。本文给出了适用于任意组合的通用公式,证明了前者仅是后者的一种特例,并对各种组合特性及其精度进行了讨论。     

简单地震模型的一种方便算法

本文介绍二维多层平界面任意倾斜情况下计算地震模型的一种简便算法。这种方法不需经过叠代即可算出震源任意位置时的时距曲线和共中心点在任意位置时的共中心点时距曲线。也能简便地算出t_0时间剖面。其计算精度完全可以满足要求。文中还根据自已的试算经验讨论了计算射线轨迹过程中的几个限制和实现技巧。给出了计算流程和试算结果。     

潮汐观测中高精度气压辅助观测的必要性及气压效应的校正

本文根据集中载荷作用下弹性半无限体内任意一点的位移公式,推导出水平应变、垂直应变和倾斜的表达式。用积分求和的方法,分别计算了在半径为50公里和100公里的园形区域内,气压均匀升高1毫巴,压力园中心0-2000米不同深度处的水平应变、垂直应变、倾斜和体应变,进而得到水平应变、垂直应变、倾斜和体应变的气压周期性变化效应与其相应的最大潮幅值的比值分别为3.0％,24.0％,0和5.9％。据此论证了进行高精度气压辅助观测的必要性,提出了气压效应的校正方法。     

地壳中的应力场及一些诱震因素

把地球考虑为在径向上由ｎ层具有不同物理—力学性质的物质所组成的球体，由此出发，推导了计算地壳中由地球自重、匀速自转、天体引力、地球自转速度变化所产生的位移场和应力场的公式。对由地壳和地幔以下物质所组成的二层体情形进行了详细推演，数值计算表明：作为诱震因素，天体引力特别是月亮对地球的引力似乎比地球自转速度变化所起的作用更大     

中高渗倾斜地层与水平地层中CO2地质封存的差异性对比

CO2地质封存是减少CO2向大气排放,缓解温室效应的有效手段之一。由于构造和成岩作用,倾斜地层在自然界中普遍存在,研究倾斜地层对CO2封存量及安全性的影响具有实际意义。依托新疆准噶尔盆地阜康凹陷某CO2地质封存示范工程,采用数值模拟方法,分析了中高渗CO2储层地层倾角变化对CO2地质封存过程的影响。结果表明:CO2注入将导致近井区域地层压力显著升高;中高渗倾斜地层与水平地层相比,在地层压力分布、CO2侧向运移距离、CO2注入速率和总封存量等方面均存在明显差异。相比于水平地层,由于地层倾角的存在,倾斜地层压力呈不对称分布,CO2侧向运移距离显著加大。倾斜地层中压力传递和消散过程与水平地层差异显著,受此影响,倾斜地层与水平地层CO2的总注入量差值随时间呈非单调性变化。在注入初期,倾斜地层CO2的总注入量小于水平地层,随着注入时间延长,倾斜地层CO2的总注入量逐渐接近并超过水平地层;注入20年后,相较于水平地层,倾斜地层倾角越大越有助于增加CO2的总注入量,这一研究结果与前人基于低渗倾斜地层的研究结论正好相反。地层倾角的存在会促进CO2向浅部运移,倾角越大,CO2向浅部含水层和大气泄露的风险越大。因此,在CO2地质封存场地选址中,应充分考虑倾斜地层对封存效率及安全性的影响。     

精细城市三维地质模型垂向格网粒度计算方法

三维格网决定了表达地质体内部属性非均质性分布特征的精细程度,故三维格网粒度的确定对精细城市三维地质建模具有十分重要的意义.基于钻孔地层厚度数据,提出了３种确定垂向格网粒度的方法———最小层厚法、逐一表达法和厚度统计法,并分析了３种方法各自的特点.它们都先计算格网粒度在单层中的最大误差;然后利用误差传递公式建立单层误差与容许误差之间的关系,获取较优格网粒度.３种方法中最小层厚法计算获取的格网粒度较小、剖分的单元格数量大,而逐一表达法和厚度统计法突出了所有地层的共同影响,计算获取的格网粒度大、剖分的单元格数量小,厚度统计法能在一定程度上反映非采样点处地层厚度分布特征.最后,结合
呼和浩特地区的实际钻孔信息对上述方法进行了实例分析,结果表明,３种方法均满足容许误差的要求,可作为格网粒度的理论计算方法.      

三维平界面层状介质中由地表测量资料计算层速度

文中对于倾角和走向不同的三维平界面层状介质,给出了由地表共深度点测量资料计算层速度主要公式的详细推导,同时给出了三维射线追踪方法。     

论几种常用重力异常正演公式的计算精度及速度

本文讨论了四种常用重力异常正演公式的计算速度以及用另外三种形体公式拟合立方体公式的计算精度。其结果表明,在通常情况下,用直立线元公式代替立方体公式进行正演计算,除保证一定计算精度外,还可提高计算速度近20倍。     

新增大楼对地倾斜观测的影响

根据弹性力学的基本理论 ,建立了水平矩形薄板模型 ,推导了计算此类薄板影响地倾斜的基本公式。通过该模型的模拟计算 ,分别得出了由大楼质量造成的附加引力位对观测点水平摆的偏转角度和大楼负荷产生的地倾斜 ,并针对厦门地震台的实际情况 ,讨论了大楼对地倾斜观测的影响。     

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针对一般倾角的走滑/倾滑位移理论公式的改进

对Savage走滑位移公式加以改进,使其在反映走滑断层特征的基础上包含断层的倾角信息,体现断层倾角对地表位移的影响。当断层不是直立时,结论如下：1）震间形变曲线的中心不在断层出露地表处,而在断层闭锁与滑动分界线在地表的投影处|2）断层倾角δ、断层闭锁深度d之间存在几何关系：tanδ=d/doffset|3）由于同震沿断层面破裂,其位置与震间形变曲线中心不一致,导致同震时上下盘位移不对称。此改进同样适用于倾滑断层。     

利用地震矩张量反演鲜水河断裂带现今运动学特征

本文探讨了利用地震矩反演断裂形变带运动学参数的基本理论和方法，将其初步应用于鲜水河断裂形变带变形分析和运动机制的研究。结果表明，鲜水河断裂带呈现出走向拉伸、倾向压缩的形变格局，由地震矩反演的断裂带剪切形变速率（１０．９ｍｍ／ａ）与用地质学估算方法（１７ｍｍ／ａ）和现今地壳形变测量（８ｍｍ／ａ）的结果相当。同时，反演出的应变主方向能解释鲜水河断裂现今活动分段性特征以及多种滑动方式共存的现状，从而证明该方法是目前研究区域运动学问题切实有效的手段之一。     

地下水在各向异性土层中的渗流速度

地下水在多孔土层中渗流速度的达西(Darcy)公式是用实验方法得到的。该公式适用于均质各向同性土层中的海流计算,但对各向异性土层中的渗流计算,则不能直接采用。 本文视地下水在多孔土层中的渗流为不可压粘性流体的缓慢层流运动。不计惯性力的作用,用量纲分析法确定运动方程中的摩擦力项表达式,然后导出了地下水在各向异性土层中的渗流速度公式。所得的结果表明,当土壤各向同性时,该公式即简化为达西速度公式。     

饱和砂土中地下水对标贯击数影响的校正方法

文章通过对北海市２９项勘察工程饱和砂土中标准贯入、重型圆锥动力触探和静力触探资料的分析计算,建立了标准贯入击数值地下水校正的关系式：Ｎ＝Ｎ’＋４５。探讨了标准贯入击数值偏小及离散性大的原因。     

滇西试验场区三维重力反演研究

本文依最新获得的滇西试验场区布格重力异常成果和近几年该区已有的人工地震测深资料，利用Ｐａｒｋｅｒ－Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ快速位场反演方法和文献［１］设计的反演计算程序，实施了多个密度界面的三维重力反演，首次获得了该区地壳上、中、下三界面的整体展布图像，分析了它们的细化结构，并结合本区重力异常特征讨论了界面图像的构造物理意义，结果表明：区内杨子板块地壳界面的去耦滑动远强于三江微板块，洱源—永胜一线的地壳半细颈结构是区内现代构造运动最活跃的地段。     

航天摄影测量学的崛起

本文提出一个新学科航天摄影测量学。自飞机问世后,航空遥感摄影技术与测量学的结合,产生了航空摄影测量学,航天遥感发展的今天与摄影测量学相结合必将产生航天摄影测量学。陆地卫星获取了大量图象,具备了测制中、小比例尺地图。本文介绍从卫星轨道上获取任意时刻卫星坐标的公式,确定象片的外方位元素。在不同轨道上摄取立体象对,用空间后方交会建立立体模型,实行相对定向、绝对定向和测绘地形图的方法。     

断裂常速滑动传播的有限差分计算

本文以纵向平面上断裂按常速度扩展为例，讨论了滑动速度与剪切应力的关系；在前人工作的基础上，将菱形交错网格差分方案引入各向同性介质中平面断层滑动位移的计算，在保持差分稳定性条件不变的前提下，可使首项差分误差减小７５％，将断层平面简化为有一定长宽的长方形，比简化为圆形［３］更符合实际。文中最后在计算机上模拟计算了断层以常速破裂时滑动位移分布规律，对于理解断层附近的波动规律，认识断层表面应力场的分布以及进行实际工程稳定性、安全性分析，有一定意义。     

用于大地网参数平差中计算权系数矩阵的递推公式

本文导出了大地网参数平差中计算权系数矩阵的递推公式,并通过实例说明它在经典平差和自由网伪逆平差中的应用。由于这一方法无需组成法方程组,所以可作为无法方程组的参数平差法的计算基础。 由于本方法具有很高的精度,又比传统方法简便,所以它在平差计算中将有广泛的应用前景。     

迭代逼近科学方法在速度估算中的作用

以地球物理中的速度为题 ,在详细描述了速度参数重要作用、各类速度基本概念及其应用范围、影响速度估算的各种因素的基础上 ,以模型和处理流程的叠加速度分析为例 ,在两个层面上展现了迭代逼近方法。又以剩余层速度分析为例 ,说明了具有反馈控制思想的迭代逼近算法 ,从而指出该方法在速度估算中的重要作用