点源二维起伏界面二层介质边界元解

本文以二层介质下界面上隆模型为例,讨论了用边界元法在解决层状介质中存在二维异常体情况下点源场视电阻率计算问题。文中对基本解的选取避免了对水平层状界面的积分计算,从而大大减小了所需的边界剖分点和未知量的数目,大量地节省了计算机内存,改善了计算精度,使其从解决二层介质中横向不均匀性问题推广到解决三层以上介质横向不均匀性的问题。结果表明,边界元法对本问题的研究是成功的。     

基于三层变尺度等效源的离散重力数据重构

离散重力测量数据的重构是重力数据分析和处理中最重要的方法之一.等效源方法作为一种有效且稳定的重构方法,受到国内外学者的关注.基于位场理论,提出了三层变尺度等效源方法的技术方案,可有效恢复测量数据中长波长范围的信息,实现对离散重力数据的高精度重构,进而保障了在重力场重构基础上的重力梯度计算.详细地讨论了三层变尺度等效源的设置以及优化反演计算的过程,通过二维和三维理论模型试验,展示了方法的有效性及相对单层等效源方法的优势,并通过广西某地区实际重力测量数据的应用,验证了方法的抗噪能力和实用性.      

用均匀等价层模拟地表低速层SH波波动特征的有效性问题

针对地表低速层对勘探反射地震波到时和波形的改造作用，这里探索了用一个简单等价模型来计算低速层对反射波影响的有效性问题。这里先介绍等价模型的构建方法，然后分别对原模型与等价模型模拟计算了从0到511Hz共512个频率的简谐SH波场，并对之进行了比较研究。结果表明，用等价模型模拟计算得到的反射波场的低速层时延是正确的。子波波形前面部份与原模型的结果相似，但波形在整体形状和幅值上都相差很大。因此，用等价模型来模拟计算低速层的静校时差，以及对子波波形的前面部份是有效的，但还不能完整地反映低速层对子波波形的改造作用。     

三层倾斜层的电测深曲线正演计算与解析

本文是探讨三层倾斜层的直流电测深问题。文中通过三层倾斜层的数学模型,就各种参数(第一、二倾斜层的倾角及各倾斜层的电阻率值变化,测线平行、正交、斜交于倾斜层走向)进行了大量的电测深正演计算,并对正演计算结果加以探讨。计算结果表明,其值与三层水平层测深结果有较大的差别,如曲线的尾支渐近值差异,垂直倾斜层走向布极的测深曲线产生畸变,以及在某些地电参数下,测深曲线无法正确地反映地下的地电断面等。因此,在野外实际工作中,对于利用三层水平层的理论计算结果来解释三层倾斜层时,必须注意其解释误差。     

三层倾斜层的K型地电断面直流电测深的正,反演问题

本文研究以往的三层水平层的定量解释方法(量板解释法),结果表明,利用三层水平层的定量反演方法来解释三层倾斜各层界面的埋深引起较大误差。笔者通过三层倾斜层的数学模型的各种参数进行大量的电测深正演计算,并对K型三层倾斜层的定量反演问题进行了探讨,提出对三层倾斜层K型地电断面的一种新解释方法—β曲线量板解释法。该方法解释结果,其精度比水平量板法解释法要高。     

多层越流问题

互层间的越流问题不仅在地下水资源评价中需要考虑,而且是导致地面沉降的主要原因。因此,研究多层越流问题是有理论和实际意义的。 1969年Neuman研究了无限三层越流的情形,他们经过双重积分变换,获得用无限积分表示的解析式。但据此来分析、计算层间越流量也不是一件容易的事。     

多层越流问题

(一) 问题的提出 互层间的越流,不仅在地下水资源评价上需要考虑,而且是导致地面沉降的主要原因。因此,研究多层越流问题是有理论和实际意义的。 Neuman等研究了无限三层越流的情况,他们经过双重积分变换,获得很复杂的解析表达式。据此来计算层间越流量也不是一件容易的事,更不用说分析影响层间越流量的诸因素了。 Gambolati为了解决意大利威尼斯市地面沉降     

冀东太古代变质岩区金矿源层研究

冀东太古界迁西群金厂峪组斜长角闪岩与金矿关系密切.其原岩可能为海底基性喷出岩.本区岩石Au的丰度、Au的溶滤试验、同位素和微量元素的特征研究结果表明,金厂峪组斜长角闪岩是金的矿源层.     

冀东高级变质岩区金矿矿源层分析

冀东地区金矿床大多产于太古界迁西群金厂峪组斜长角闪岩中.具有明显的层控特征.金厂峪组斜长角闪岩原岩为一套海底基性喷出岩.通过金厂峪组斜长角闪岩的岩石地球化学特征、岩石含金性、载金矿物及微量元素特征和金的溶滤实验、同位素数据资料的分析,结合野外宏观地质特征.阐明金厂峪组斜长角闪岩是冀东地区金矿的矿源层.     

有机质在层控汞矿床成因中的作用

有机质与金属矿床的关系问题,是七十年代以来国内外地质工作者所重视的研究课题之一。不少学者对这个问题作过研究,并认为某些金属矿床的形成,常与有机质参与有密切关系。我国著名的万山型层控汞矿床,在物质组份上,常以富含有机质为特色。同时,在赋存汞矿床的中、下寒武统地层中,汞丰度与有机质含量亦有密切关系。本文主要通过对万山型层控汞矿床及其所赋存地层中的有机质与汞迁移、富集关系的初步研究,探讨有机质在层控汞矿床成因中的作用。     

千米深井解放层开采卸压机理及效果分析——以华丰煤矿为例

解放层开采是煤与瓦斯突出、冲击地压等煤矿动力灾害防治的重要措施,以山东泰安千米深井华丰煤矿2613、2412工作面为背景,采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,围绕解放层开采卸压机理、卸压效果评价等工程科学问题开展研究,明晰解放层开采后上覆岩层运动规律及矿压变化特征,厘清被解放层采动过程中采场应力与岩层位移演化规律,进而对解放层开采卸压效果和被解放层开采可行性进行指标化评价。结果表明：(1)解放层开采过程中,上覆岩层逐渐垮落形成漏斗状、非对称的多固支梁状结构,解放层开采结束后,采场左右两端分别形成对被解放层起永久性卸压保护的类悬臂梁结构,左右保护角分别为54°、60°。(2)解放层上覆岩层划分为“永久性卸压保护区”和“采空触矸压实区”,两种应力分布区对应解放层顶板应力最大值约20、36 MPa,对应被解放层内最大应力值约29、24 MPa,被解放层受两种应力区的叠加影响。(3)解放层开采结束后,工作面两端出现应力积聚,其他区域上覆岩层整体处于卸压状态,“采空触矸压实区”的持续发育已影响到被解放层,被解放层50～100 m区域沉降量约等于采高。(4)被解放开采过程中,覆岩板裂指数f为0.5...     

穿层爆破在南桐矿瓦斯抽放中的应用与数值模拟

穿层抽放是一些高突矿井常用的瓦斯治理手段,在穿层抽放时采用爆破技术已被证明具有良好的抽放效果。以重庆市南桐矿穿层爆破为背景,建立了穿层深孔爆破数学模型;利用数值计算和现场实测抽放数据相结合的方法,分别研究了各爆破孔、控制孔动应力的变化以及爆破应力场强度与抽放效果的关系。研究结果表明,穿层抽放的特点决定了爆破孔与抽放孔的布孔方式。由于炮孔斜穿煤层,煤层各断面动应力场分布极不均匀,药包中心控制孔所受动应力为控制孔中最大。在南桐矿薄煤层试验条件下,药包长度为3.2 m的爆破孔平均破坏半径为0.57 m,较其他两排炮孔大20%以上。炮孔中药包长度是影响瓦斯抽放量的重要因素。爆破孔的平均单孔抽放量较控制孔高55%,爆破钻场较非爆破钻场平均单孔流量大49%。     

水平多层电测深的计算机正演解释和应用

水平层状介质的直流电阻率测深理论早在二十年代就已建立,但直到六十年代出版的量板仍以二、三层曲线为主.多层曲线只能借助三层或二层量板再加辅助量板图解来进行解释,方法繁琐,使用效果不能令人满意.六十年代后期,国外开始利用电子计算机解释电测深实测结果.国内只是在1976年以后才予以注意.有些单位也取得了一些结果.这种方法的实质是,用最优化方法对输入的实测曲线进行反演自动解释,要求实测曲线误差小、圆滑、利用前支能外推ρ_1,用后支能估计ρ_N.然而实测曲线往往不易达到这些要求.如果对曲线作过份的人为处理,又必然混入较大的误差信息,影响解释的正确性.本文介绍正演解释方法原理、编制程序及其实际应用.     

层间剪切带工程地质专家系统知识模型的建立

层间剪切带工程地质专家系统是一个专门对层间剪切带工程地质问题进行研究和评价的实用型专家系统。本文介绍了为研制该系统而建立起来的领域知识结构模型, 该知识模型是在总结、归纳该领域三位著名专家的知识和经验的基础上建立起来的, 是专家系统知识表达及推理策略的基础。     

基于层源位场的重力及其梯度数据联合相关成像

为提高重力与重力梯度数据联合成像的纵向分辨率,笔者提出基于层源位场的重力及其梯度联合相关成像方法.为体现不同深度位置地质目标体的空间分布特征,采用均值滤波法和插值-切割分离法分离位场异常,并使用向下延拓方法得到不同深度层的层源重力及其梯度数据,在此基础上实现分层重力及其梯度的联合相关成像.将本文方法应用到多个立方体的组...     

煤矿井下倾斜地层近水平定向钻孔造斜段轨迹设计

钻孔轨迹设计是煤矿井下近水平定向技术顺利实施的前提。在近水平地层中,该类钻孔轨迹设计一般采用二维方法,而在倾斜地层中二维设计方法存在造斜段钻孔穿出目标层的问题。基于此,对定向钻孔穿过岩层的真厚度计算方法进行了研究,提出了利用地层单位法向量计算穿层厚度的方法,并编制了Excel计算数据表,用于指导近水平定向钻孔造斜段轨迹设计。通过淮南潘四东煤矿太原组灰岩近水平定向钻孔造斜段施工的实际应用,验证了该计算方法的可靠性,较好地指导了工程施工,对类似工程问题具有一定指导意义。      

盆地超压层段非幕式突破期的地热场模型数值解法

盆地超压层段的地热场模拟对超压成因研究及油气生成，排放机理分析有重要意义，但求解超压层段的热传递方程的数值解法至今仍没有被很好地解决，问题的关键在于确定超压流体速度场，由于超压流体发生幕式突破之前的排出速率极低，其速度场v=vxi vzk近似满足条件Эux/Эx Эuz/Эz＝0，可将其近似地视为稳定的不可压缩的无源流体，利用这一条件及相应的边界压力条件，可使整个计算过程得到简化，在此基础上所建立的地热场模型有限元数值解法和模拟软件，能够实现对含油气盆地在幕式突破之前的超压层段地热场进行动态模拟。     

金属颗粒极化中场激发双电层的电荷和电场特征研究

金属颗粒与溶液界面处的场激发双电层是地下含金属介质表现出低频极化现象产生的基础之一,极化过程涉及到外电场、极化电场和扩散场在溶液和颗粒双相介质内的复杂耦合,探究这些物理场在极化中的作用具有重要意义。这里基于Wong极化模型对场激发双电层的极化电荷和不同物理场特征进行详细地分析,首先推导双电层中极化电荷产生的指数衰减电场和偶极子电场,通过计算颗粒和溶液极化电荷密度随频率的变化,明确了极化过程中电荷和不同物理场的变化规律以及对电导率频散的影响,最后利用数值模拟研究颗粒形状对极化电场和电导率频散曲线的影响。结果显示,偶极子电场是引起电导率产生频散现象的主要因素,而指数衰减电场和扩散场是影响溶液极化电荷密度的主要因素,且金属颗粒的形状与极化电场和极化率密切相关。本研究为从微观角度认识金属的激发极化过程和解释电导率频散数据提供了一定的借鉴。     

地震波斜入射情形下水平成层半空间自由场的时域计算

在应用有限元模拟地震工程中的波动散射问题时，为了计算边界节点的运动和实现波动能量的输入，必须首先确定边界节点的内行波场即背景水平成层半空间的自由场。利用显式有限差分法的内节点位移计算公式和基于水平成层介质波动传播特点建立的相邻节点间自由场运动的关系式，给出了计算水平成层半空间自由场的时城方程(以入射侧边界节点为例)。本方法是显式有限元意义上的数值精确解，可应用于近场波动数值模拟中内行波场与散射波场的时城同步模拟。     

三斜水钠锰矿层间阳离子交换作用的拉曼谱学

水钠锰矿为自然界中常见的锰氧化物矿物,其离子交换作用及结构转变理解尚不深刻,矿物表征手段较为局限.为探究水钠锰矿的离子交换特性以及结构转变在拉曼光谱上的反映,利用MnSO₄和NaOH合成了三斜晶系的Na型水钠锰矿,进行了NH₄+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Co2+、Zn2+的离子交换实验,使用ICP-OES、XRD、拉曼光谱等手段对离子交换水钠锰矿进行表征.拉曼光谱分析表明,570~585 cm-1与640~655 cm-1两个锰氧八面体伸缩振动模式的相对强度及570~585 cm-1附近拉曼峰峰位指示水钠锰矿的结构对称型;570~585 cm-1拉曼峰强度大、振动频率高指示三斜对称型.280 cm-1与500 cm-1附近的拉曼峰是层间离子种类的识别标志.水钠锰矿层间若为Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+等碱金属、碱土金属离子,则在280 cm-1附近存在1个峰值,500 cm-1存在2个分立的峰值;其他种类的层间离子仅500 cm-1处有1个孤峰,指示层间离子排列无序.