随机介质热弹性力学模型球坐标问题的解析解

针对随机介质热弹性力学模型,在随机韦泊分布和指数分布下,提出了一种解决随机概率分布用连续函数表示的方法,并推导出该模型球坐标问题的解析解。通过算例,对随机模型与均质模型热应力的区别做了详细研究,结果表明随机概率分布参数m对随机模型的热应力有重要影响。     

非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验

采用随机固热耦合数学模型及有限元分析方法,仅将热膨胀系数和热传导系数作为随机变量,在正态和韦泊两种随机分布下,采用平面应变模型,对热应力引起的岩石热破裂的变化进行了详细研究,模拟了岩石热破裂的整个过程,揭示了概率分布形式、分布参数m对岩石热破裂的影响,讨论了岩石热破裂与时间t的关系,温度与参数m的关系,温度与时间的变化规律,并研究了热破裂率随时间和温度的变化规律。     

油气储层相控随机建模技术的约束方法

提出根据相控随机建模技术描述油气储层特征,并用已知地质数据和沉积微相的研究成果,如平面展布方向、宽厚比等来指导相控建模,文章提出“多层分级控制,同级套合管理”的相控随机建模策略,并将相序、概率、定量知识库或变差函数三个方面相结合来表征油气储层的非均质特性。具体则是从沉积形成与演化的成因角度指导沉积储层随机建模的过程,应用多参数协同、分层次约束的方法,运用沉积相带的平面展布和垂向演化来控制建模的结果,并用宝力格油田的实际地质和钻井数据验证优选得到的多个模型实现。结果表明:优选模型真实地反映了地下油气储层的非均质特性和连通性展布特征,并经新钻井数据验证确实有效。     

考虑力学参数关联的非均质煤概率模型

何考虑煤的力学参数之间的关联性是非均质煤储层模拟的关键。通过试验获得了阜新五龙矿某工作面102组煤样的弹性模量、单轴抗压和抗拉强度,定义了弹性模量无量纲因数、单轴抗压强度无量纲因数和抗拉强度无量纲因数及拉弹因数比、压弹因数比5个物理参数,并对试验数据进行统计分析,结果表明,（1）煤的弹性模量、单轴抗压强度和抗拉强度均具有统计分布特征,可以用Weibull分布描述;（2）弹性模量因数、单轴抗压强度因数和抗拉强度因数三者之间存在关联性;（3）拉弹因数比和压弹因数比都符合Weibull分布。以弹性模量为基准,建立了考虑参数关联的非均质煤随机概率模型,开发了相应的虚拟煤体生成程序。研究了2个数值算例,算例1分别按考虑力学参数关联和不考虑力学参数关联两种方法生成煤的力学参数,并与试验数据进行对比,结果表明,前者获得的结果与试验数据更接近;算例2对比了2种方法赋值的平面应变煤样单轴压缩下的宏观应力-应变曲线和煤样破坏过程,结果表明,考虑力学参数关联比不考虑力学参数关联得到的模拟结果更合理,利用文中模型能更好地模拟煤的非均质力学特性。     

模糊随机损伤非线性性态

从损伤形成的宏、微观机理出发揭示了损伤演化的模糊性和随机特征,提出了损伤泛函成立于模糊、随机双层数学覆盖之下进而构建了研究广义损伤泛函的广义非确定空间。提出了非线性损伤发展所依据的初始应力场;基于三种典型模糊损伤分布：降半分布、秋千分布、组合秋千分布,提出了平面应变下服从随机β分布的各向异性初始模糊随机损伤场,并基于初始模糊随机损伤有效张量给出粘-弹-塑性初始损伤应力场的模糊随机数值模型。提出并构造了损伤矢量临界值算法并基于此推导了平面应变条件下的损伤有效张量及模糊随机有效弹性矩阵族;由损伤材料粘-弹-塑性应变率演化通式提出了基于修正Mohr-Coulomb损伤破坏准则的粘-弹-塑性模糊随机损伤本构模型。就土方开挖的损伤增益特征,提出并构造了基于模糊衰减模型的模糊随机损伤增量方程,实现了对粘-弹-塑性模糊随机损伤增量方程卸载模型的全面阐述。考虑场内参数的空间离散及随机变异特征,借助本文提出的非线性模糊随机损伤力学模型,就某典型基坑工程开挖进阶过程中的损伤演变及广义可靠性进行了深入探讨,过程揭示了模糊随机损伤模型可以根据场内结构及材料强度耗散情况随时对损伤分布做出调整,以充分反映材料细观粒子间的凝聚或断裂造成的岩土结构宏观方面硬化-屈服-破坏-重分布-愈合等复杂力学性征,得到的规律性认识对于实现岩土工程全面化、精确化分析研究有重要意义。     

油田开发阶段储层平面非均质性变化特征：以胜坨油田二区东营组三段为例

以胜坨油田二区东营组三段（以下简称东三段）为例，提出以非均质综合指数为表征参数，以其平面等值图为依据研究目的层不同开发时期储层的平面非均质性。分析了开发初期、开发中期和开发后期的非均质特征，得到了不同时期非均质性的变化规律；探讨了储层平面非均质性与剩余油分布的关系。研究表明，东三段储层的平面非均质程度随注水开发而变化；开发初期以中等—较强非均质性为主，开发中期非均质性增强，开发后期以较强非均质性为主；中部非均质性相对较强，西北部相对较弱；沉积微相主体部位的非均质性变弱，侧缘部位的非均质性变强；平面非均质性增强的趋势仍将持续下去。约75%的剩余油分布在较强非均质性的储层中。     

河西务构造带J11断块储层非均质性

针对渤海湾盆地廊固凹陷河西务构造带J11断块沙四上亚段Ⅰ～Ⅲ砂组储层的非均质性进行了分析,从微观和宏观两个方面入手,分析了其主控因素。结果表明:研究区储层非均质性表现为层内非均质性、层间非均质性、平面非均质性和岩石微观非均质性。层内非均质性主要受渗透率韵律类型、夹层分布特征差异影响;层间非均质性主要受隔层分布特征、分层系数、砂岩密度特征影响;平面非均质性主要受砂体连续性影响;微观非均质性主要受岩石结构及孔隙结构影响。沉积环境和成岩作用是储层非均质性的主控因素。通过对上述影响因素的分析,对研究区主力小层进行了储层评价,预测有利储层分布在研究区的东南部和西南部地区,为下一步勘探开发提供了一定的依据。     

基于含水层非均质性随机特征的地下水脆弱性评价

由于地质条件的复杂性,人们所能获取的地质和水文地质资料是有限的,这就导致对水文地质条件的认识具有不确定性,其中以含水层非均质特征最为显著,这对地下水脆弱性评价显然会产生显著的影响。考虑含水层的非均质特性,提出具有非平稳随机场空间相关性的地下水脆弱性评价方法。以南京市江宁区中部地区为例,用改进的连续随机增加方法(Successive Random Additional method,简称SRA)生成了渗透系数对数(lnK),具有分维Levy运动统计特征的随机场,模拟含水层渗透系数可能的非均质空间分布,采用DRASTIC方法进行地下水脆弱性评价。结果表明由此方法生成的渗透系数场变化的程度相对传统的普通克里金方法更加剧烈,更加符合复杂分布的非平稳随机场特征,在此基础上建立的地下水脆弱性评价更加符合客观事实,丰富和发展利用随机理论解决地下水环境问题的理论和方法。     

昆北油田切16井区储层非均质性

利用岩心分析资料和测井解释成果,对切16井区E1+2油藏各主要含油小层储层非均质性参数(渗透率变异系数、突进系数、级差和非均质系数)进行了计算,结合昆北地区实际情况,建立了渗透率非均质性参数的评价标准,在此基础上对切16井区各小层层内和层间非均质性进行了评价;同时提出了一种新的研究储层平面非均质性的方法——参数差值平面分布法,对切16井区储层平面非均质性进行了研究;最后,从沉积相和成岩作用方面分析了储层非均质性的主控因素。研究表明,昆北油田切16井区储层非均质性整体上较强,其中,层内非均质性中等,层间和平面非均质性较强,沉积微相和胶结作用是制约本区储层非均质性的主要因素。本次研究可以为昆北油田下一步开发方案的编制提供科学合理的依据。     

马厂油田沙三下亚段储层非均质性研究

笔者对马厂油田沙三下亚段储层的层内、层间及平面非均质性进行了 研究，分析了其控制因素，提出了非均质综合评价方法，并进行了非均质 评价。认为储层的非均质性受其沉积环境、成岩后生作用和构造运动控 制。层内非均质性严重，层间非均质性及平面非均质性较严重；砂组非均 质性较强，小层的相对较弱。评价结果表明，本区中等非均质储层分布普 遍。     

随机固-热耦合模型与岩石热破裂数值试验研究

1. 大连轻工业学院 信息科学与工程学院,大连 116034;2. 辽宁工程技术大学 力学与工程科学系,辽宁 阜新 123000     

随机介质模型的模拟与混合型随机介质

讨论了随机介质模型的基本概念及指数型和高斯型椭圆自相关函数所描述的随机介质模型的特点, 并提出了混合型随机介质模型的概念, 该随机介质模型能更加灵活、准确地描述实际介质.通过选择在水平方向和垂直方向上的自相关长度a、b以及粗糙度r, 可以产生出各种不同形式的混合型随机介质模型.模拟结果显示, 混合型随机介质模型能更加灵活地描述实际介质, 具有适应性强, 使用方便、灵活, 能有效地模拟油气藏细节的优点.      

岩体介质的随机固流热耦合模型

考虑岩体介质是由基质岩块与裂缝组成的结构体,采用岩体结构力学的研究方法,针对岩石矿物组分及其分布的不同,将物理力学参数作为随机介质,建立了岩体介质的三维随机非均质固流热耦合数学模型,介绍了随机有限元计算方法,深入分析了随机固流热耦合模型的特点,该模型是经典固流热耦合数学模型的扩展,为岩石热破裂数值实验的研究提供了理论基础及其方法。     

巴东组紫红色泥质粉砂岩损伤特性三轴试验研究

以宜昌至巴东高速公路中典型的巴东组紫红色泥质粉砂岩为对象,对其进行三轴压缩试验。通过对三轴应力-应变全过程分析表明:岩石破坏的实质是原生节理裂隙的不断扩展、累积、劣化的过程,其应力应变过程可分为线性弹性段,屈服段,应变软化段以及塑性流动四个阶段。基于试验结果探讨了泥质粉砂岩的初始损伤特性,分析结果表明:泥质粉砂岩的初始损伤时的主应力差对数与围压呈线性关系。同时,假定岩石微元强度服从 Weibull 随机分布的特点,合理推导了岩石微元强度的参量,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化本构模型,并分析了基于Weibull 分布的损伤变量与主应力差的抛物线数学关系,并结合试验数据与模型数据进行对比,分析了该损伤软化本构模型是合理的。     

Spatio-temporal drought risk mapping approach and its application in the drought-prone region of south-east Queensland,Australia

In view of the growing importance of stochastic earthquake modeling in disaster preparation, the present study introduces a new family of exponentiated Weibull distribution and examines its performance in earthquake interevent time analysis in a stationary point process. This three-parameter (one scale and two shapes) distribution not only covers the Weibull distribution, exponentiated exponential distribution, Burr-type X distribution, Rayleigh distribution, and exponential distribution as special sub-families, but also offers monotone and non-monotone hazard shapes. Here we first describe some of the exponentiated Weibull distribution properties, such as the survival rate, mode, median, and hazard rate. We then provide statistical inference and goodness-of-fit measures to examine the suitability of exponentiated Weibull model in comparison with other popular models, like exponential, gamma, lognormal, Weibull, and exponentiated exponential. Finally, we conduct real data analysis to assess the usefulness and flexibility of exponentiated Weibull distribution in the context of seismic interevent time modeling and associated applications. Results suggest that the exponentiated Weibull distribution has a comparable performance with other popular distributions of its nature. However, further investigations are necessary to confirm the importance and flexibility of exponentiated Weibull distribution in statistical seismology.     

Von Karman 型自相关函数模拟随机介质

利用Von Karman型自相关函数建立了随机介质模型,对自相关长度、谱指数两个参量分别讨论了模型的特征,分析了不同扰动标准差下模型 中速度的分布和变化情况。结果显示：改变自相关长度及横纵向谱指数,都可以产生横向和纵向上非均匀体尺度改变的随机介质模型;扰动标准差 不同,得到的随机扰动的范围就不同,从而引起模型中速度围绕背景速度上下波动。从模拟结果图显示,随机介质模型能灵活地描述实际介质。     

On nonhomogeneous models for volcanic eruptions

Recently, a special nonhomogeneous Poisson process known as the Weibull process has been proposed by C-H. Ho for fitting historical volcanic eruptions. Revisiting this model, we learn that it possesses some undesirable features which make it an unsatisfactory tool in this context. We then consider the entire question of a nonstationary model in the light of availability and completeness of data. In our view, a nonstationary model is unnecessary and perhaps undesirable. We propose the Weibull renewal process as an alternative to the simple (homogeneous) Poisson process. For a renewal process the interevent times are independent and distributed identically with distribution function F where, in the Weibull renewal process, F has the Weibull distribution, which has the exponential as a special situation. Testing for a Weibull distribution can be achieved by testing for exponentiality of the data under a simple transformation. Another alternative considered is the lognormal distribution for F. Whereas the homogeneous Poisson process represents purely random (memoryless) occurrences, the lognormal distribution corresponds to periodic behavior and the Weibull distribution encompasses both periodicity and clustering, which aids us in characterizing the volcano. Data from the same volcanoes considered by Ho were analyzed again and we determined there is no reason to reject the hypothesis of Weibull interevent times although the lognormal interevent times were not supported. Prediction intervals for the next event are compared with Ho's nonhomogeneous model and the Weibull renewal process seems to produce more plausible results.     

指数函数剪切模量土层的地震随机反应

基于改进的一维剪切梁模型[1],对剪切模量为其深度的某一指数函数的成层非均质土层,推导了确定自振频率、振型函数、参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式。首次证明了这种土层振型函数的正交性,利用随机振动理论,并基于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数：白噪声谱和过滤白噪声谱,研究了该土层对地震的随机动力响应问题。计算表明：(1)在基岩输入地震加速度的功率谱为白噪声谱的情况下,土层的最大期望反应,均有别于过滤白噪声谱时的相应值。(2)平稳输入与输出过高地估计了土层的随机响应。