虚反射界面对地震激发效果的影响及其应用

在地震资料采集过程中,表层虚反射界面对地震波的激发效果影响较大,但也是确定炸药震源激发深度的重要因素之一.本文讨论了确定炸药震源距虚反射界面距离的有效方法,分析了复杂地表条件下虚反射界面对地震激发的影响,阐述了如何用之选择最佳激发井深,尽可能地减小由震源产生的各类次生干扰,获得频率响应较好的地震激发子波,以便采集到理想的地震资料.     

地震勘探安全距离的标定方法研究

随着地震勘探的不断推进及人类活动范围的扩大,地震采集工作无法避免会涉及到越来越多的复杂地表条件和采集环境,如城区、油区等障碍物繁多的地区及环境高敏感区域。大量障碍物既影响地震采集质量和资料品质,也给施工安全造成威胁。在过渡带地震勘探中,由于激发方式多样化,安全距离的确定较为复杂,稍有不慎,很容易引起安全事故和造成资料缺失。本文基于振动效应的原理对混源激发中的安全距离进行理论探讨和实际测试,其结果对于复杂地区的地震勘探施工有着一定的指导意义。     

三维空间内近地表激发井深设计插件的开发与应用

通过探讨三维空间内激发井深设计过程中的网格化方法、空间属性插值等关键技术,针对地震采集施工设计的应用需求,结合对比目前在野外采集施工设计中常用的近地表激发井深设计软件Surfer和油藏建模软件Earth Vision,设计了符合野外激发井深设计需求的软件流程,论证了适应井深设计要求的空间插值算法(反距离加权法和普通克里金),并通过对测线交叉异常点的自动剔除等质量控制手段,消除异常点产生的影响因子,提高了插值精度,编写了相应的核心算法模块,自主研发了一套基于VS2005 C++结合Qt4与OpenGL技术的软件产品,通过大量的实际资料数据验证与测试,在野外生产中投入应用.     

大容量气枪震源子波激发特性分析

大容量气枪水库激发作为陆地震源的可行性与有效性已经得到成功验证.为进一步提高气枪震源激发效果,本文通过水库气枪激发试验对单枪容量为2000 in³的气枪震源激发子波特征及规律进行了研究.依据近场水听器和远场短周期地震仪记录数据,分析气枪震源沉放深度、工作压力等不同激发条件对压力脉冲和气泡脉冲的影响.有助于人们根据不同尺度地下结构探测对震源激发信号的要求,调整气枪激发参数和激发环境,获得最佳激发效果.试验结果表明：（1）沉放深度对压力脉冲波形影响较小,其优势频率不随沉放深度而改变;（2）随着沉放深度从5 m增加到11 m,气泡脉冲的优势频率由5 Hz增加至7 Hz,其最大振幅亦近线性递增;（3）工作压力越大,激发压力脉冲能量越强,而对气泡脉冲的影响主要体现在主频降低.适合远距离深穿透地下结构探测的低频信号主要来自大容量气枪所激发气泡的反复振荡,由于气枪振荡过程非常复杂,本文通过较为简洁的数学和物理模型进行了解释.     

核幔耦合对地球自由核章动的激发影响

地球自由核章动（FCN）是地幔与液核相互作用的重要动力学现象,其激发机制涉及地表流体层、地幔和地核等圈层之间的耦合,此前研究多利用地表流体层角动量数据单独研究其对FCN的激发,对核幔耦合的影响考虑不足.本文基于角动量守恒理论分析了核幔耦合对FCN周期及振幅的影响,并结合多个大气及海洋角动量函数时间序列首次估算了核幔耦合在FCN激发过程中的贡献.结果表明核幔耦合对FCN周期产生的固定和时变影响对FCN激发的作用均不可忽视,尤其时变影响可达几十个微角秒,对于进一步解释FCN时变特征非常重要;核幔耦合对FCN振幅的直接影响是地表流体层的激发与实测FCN不相符的主要原因,黏滞、电磁和地形等耗散耦合的存在对地表流体的激发振幅有67%左右的减弱效果.     

利用反投影方法计算陆地有限水体气枪震源激发过程

陆地大容量气枪震源可用于区域尺度地球物理结构及变化的勘测.对气枪震源在有限水体内震源过程的研究,有助于我们深入了解气枪信号机制及气枪信号不同震相产生的成因.然而由于有限水体中大容量气枪激发的复杂物理过程,特别是复杂固液界面的存在,目前却没有较好的理论模型用以描述陆地气枪震源信号的能量传播特征.反投影方法是一种计算震源破裂过程的方法,能在动力学参数有限的情况下得到较优的结果.本文以此提出了一种修改的反投影方法,以用于模拟气枪震源激发过程中的能量分布图像.将气枪的激发分解为五个简化的物理过程,并分别建立数值模型,计算每个模型的理论波场,用作新方法的输入数据.通过对五个数值模型的数据计算发现,该方法可以准确地得到气枪激发后水体中的波场形态的变化,能够分辨出气枪激发过程中的气枪激发、气泡上浮、气泡震荡等过程,刻画能量分布特征,并且发现水听器足够密集与合理布置能达到更好的效果.该方法可以为气枪震源的快速评估及气枪震源的有效应用提供参考.     

障碍物密集区三维地震勘探施工方法

在障碍物密集区进行三维地震勘探,由于城镇、村庄、厂矿企业、铁路遍布测区,障碍物占整个施工面积的50%以上,激发点和接收点布设困难,难以获得地下资料.如何在这样的测区取得高质量地震资料是一个技术难题.需要从设计到施工的全面配合.本文以江苏某区为例说明了在障碍物密集区取得高质量地震资料的设计手段和施工措施.深入讨论了障碍物密集区三维地震施工的方法对策,并概括说明施工方法对后续处理解释的影响和结果.利用这些手段和措施在该区获得了比较满意的地震资料.从而对破解这一难题做出了有益的探索.     

道路桥梁工程管理强化措施研究

随着城市化的发展,道路桥梁工程也有了巨大的发展,是我国城市基础设施中的重要组成部分。然而由于道路桥梁工程任务量大、施工难度系数较高,管理过程中会有许多问题影响到工程的质量,因此就需要有健全的管理体系对工程进行科学、高效的监管,通过合理配置工程资源、控制工程进度等方面的管理,在确保工程质量的前提下节约成本。本文旨在对我国现阶段道路桥梁施工过程的综合分析,列举出当前道路桥梁工程管理中存在的问题,并针对这些问题提出有效的解决对策。     

不同初始扰动对电离层扩展F影响的数值模拟

重力波、中性风场、电场是激发电离层扩展F的主要影响因子,本文基于中低纬电离层扩展F发展的物理模型,通过电场强度、背景风场对扩展F影响作用的分析和经验对比,首先验证了模型的有效性,后借助该模型数值模拟了给定背景环境下三种尺度初始电子密度扰动条件下扩展F的发展情况,同时研究了利用化学物质释放实现一定尺度扰动,进而激发扩展F的过程.结果表明,较强的背景电场、东向风场有利于扩展F的形成和抬升,与经验结论相吻合;电离层从被作用初始扰动到激发扩展F的过程中存在拐点效应,拐点之后扩展F被激发形成并且抬升迅速,同时短波长扰动相对于长波长扰动更有利于扩展F的激发和发展;化学物质H_2O释放通过耗散电子密度,形成了一定尺度扰动并诱发了扩展F的形成,该方法可作为一种人工激发扩展F的探索手段.     

打桩过程对毗邻建筑物的振动影响研究

随着城市建设的迅速发展,打桩过程中对毗邻建筑物的振动影响程度的测定工作日趋显得重要。为了满足建设工程的需要,我们应用动测方法,测定打桩过程中的振动所激发的地动速率,进而通过数字处理,转换成加速度量,并根据地震烈度来确定打桩过程对周围建筑物的振动影响程度。从而对打桩过程的振动影响做出定量的估计。     

利用数值方法研究陆地气枪的震源特性及其影响因素

监测地下结构以及介质变化是地震学研究的任务之一,选择合适的信号源对监测结果的优劣有着重要的影响。作为区域性地球物理勘探的理想震源,与传统的人工源相比,气枪震源重复性好、低频丰富并且绿色环保,极大地拓展了我们探索地球的手段。陆地水体气枪激发环境与海洋气枪存在显著不同,陆地气枪激发水体为有限小型水体,水体形状各不相同,陆地气枪信号的激发和传播不可避免地受到固液界面的影响。在利用气枪震源进行一些高精度的介质性质监测时,需要详细掌握气枪震源的源部分的特征,以去除气枪震源本身对测量结果的影响。为了研究气枪激发环境对气枪激发信号的影响,探讨气枪震源的能量传播过程,本文结合陆地气枪主动震源在区域尺度地球物理勘探中的应用,辅助以数值模拟方法,进行了不同水体对气枪激发信号性质影响的研究,分析了水体形状对气枪激发信号影响的机制。结合实际的观测数据和数值模拟方法,对快速评估气枪激发后气枪能量的传播过程提出了简单的计算方法。本文结合马刨泉实验,介绍了云南宾川、新疆呼图壁和甘肃张掖气枪地震信号发射台站的工作和取得的进展,发现大容量气枪震源应用到陆地区域尺度地球物理勘测中具有较好的可操作性和很重要的科研意义。利用数值模拟的方法计算地震波的传播,是地震学研究中的有效手段。在主动源探测领域,对地震波在复杂介质中的传播过程进行准确模拟,可以为主动源相关的数据资料的分析解释和区域介质结构反演提供理论支持和依据,有助于利用主动源开展地下介质性质的研究工作。在气枪主动源实验中,由于实地情况非常复杂,如固液界面上发生的反射、折射等现象,水体水位高低的变化、气枪在水体中放置位置的偏移等等因素,都有可能使波场特征发生改变。要想从实际观测的波形中剥离掉这些影响因素,从而得到震源特性,是十分困难的。因此,对气枪震源进行数值模拟的正演研究,有助于我们得到更为准确的震源本身特性。陆地水体气枪激发环境与传统的海洋气枪存在不同。本文通过分析实际气枪激发实验的数据,结合数值模拟实验,从绝对振幅、相对振幅、频率以及形状参数等几个方面,综合分析了水体形状对陆地大容量气枪激发信号的影响。本文的研究表明,不同水体形状对信号存在一定程度的影响,并且不同水体形状对不同频率的信号具有不同程度的影响。在几十米的水体尺度内,陆地有限水体对高频的脉冲信号影响较强,而对低频的气泡脉冲信号影响较弱。陆地气枪信号形成完整的气泡脉冲需要足够的水体体积,而在水体体积足够大的情况下,水体边界越陡,气枪能量转化为低频能量的效率越高,所激发信号波形越尖锐。而这也是陆地有限水体气枪应用的理想水体激发环境。经典气泡振荡理论是解释海洋气枪激发机制的基础理论,它将气枪信号分为压力脉冲信号和气泡脉冲信号两部分来加以阐述。但是在陆地气枪激发中,固液界面的研究一直缺乏准确的理论探讨。虽然无限半空间水体中气枪的激发信号方程可以由经典气泡震荡理论给出,但是由于陆地激发环境边界条件的复杂性,我们很难或者不能求出陆地有限水体中气枪激发信号的解析解。这使得我们有必要寻找一种方法来研究陆地气枪震源的震源特性。依据反投影方法的基本原理,本文改进了算法使之适用于陆上气枪震源的波场监测。通过五组数值模拟实验,本文发现利用布置在水体中的水听器接收到的信号,该方法可以有效地监测到气枪信号的能量传播过程。该方法布置方便,计算迅速,结果可靠,可以有效及时地对气枪震源的效果做出评估,可以为更充分地利用气枪震源提出有益的指导。应用陆地气枪震源可以监测波速变化,但因为气枪数据多来自于单一震源和单侧接收台站的监测配置,我们很难利用传统方法定位波速变化的位置。我们试图通过正演计算对波速变化位置提供一定的约束。首先利用较详细的速度结构信息,建立不同波速异常的试探模型,然后应用数值方法计算不同模型下接收台站的波形信号,与实际数据相比较选出最优模型,估计波速变化的位置以及波速变化的幅度。     

气枪信号实时处理系统研发及应用

气枪人工震源探测过程中,为了实现数据实时处理,及时监控气枪信号激发情况,本文采用Java编程自主研发一套气枪信号实时处理系统.该系统主要采用频谱白化叠加技术和实时递归算法实现自动叠加和实时滤波功能,并设计开发出单炮实时滤波显示界面、多炮自动叠加显示界面、台站分布界面.系统应用于2015年福建及台湾海峡地壳深部构造探测实验中,实验结果得出棉花滩水库300次叠加可以清晰的追踪到315 km的S和220 km的P,S明显强于P;石黄峰水库300次叠加可以较好的追踪到294 km的S且隐约可以追踪到170 km的P,P很弱;海域SP74固定点300次叠加可以清晰的观测到372km的P、S,且P、S发育都较强,其中在200 km后,可以很清晰的观测到P系列存在多组震相;研究表明:海上的激发效果优于陆地,水库底部的淤泥层会对信噪比造成不利影响.另外,系统整体运行稳定,功能及性能达到了设计预期,证明了系统设计合理性与实用性.该系统实时处理结果为此次实验快速有效评定激发效果及指挥部作出决策发挥着至关重要的作用.     

超高层建筑幕墙施工过程分析

传统的幕墙结构设计,往往忽略施工过程对其安全性的影响,这种近似的分析方法会与实际情况有较大差异,结果不可信。尤其对于超高层建筑,其施工过程中力学变化复杂,对幕墙整体安全性的影响具有一定未知性,需要深入分析。针对此问题,结合刚度迁移法对上海中心大厦幕墙施工过程进行研究,重点分析了典型分区幕墙支撑结构应力及吊杆变形在施工中的变化;利用显式有限元方法分析了伸臂桁架的合拢次序,保证了幕墙施工的安全性。结果表明：幕墙支撑结构应力在各施工阶段存在差异,幕墙玻璃施工结束后,应力达到最大值,后续施工中,应力逐渐减小;吊杆最大竖向变形量出现在本区幕墙玻璃施工中;为保证幕墙施工的安全性,应合理安排伸臂桁架的合拢次序及时间。     

台风激发的第二类地脉动特征及激发模式分析

0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风"森拉克"和"黑格比"激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式:(1)近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;(2)台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现:第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响.     

中心支撑滑模技术在原煤仓施工中的再实践

中心支撑滑模施工技术在大型煤仓施工中的应用,介绍了施工特点及工作原理,滑模系统的计算、结构组成、施工过程中的注意事项等问题,合理组织运行机制,为滑模施工工艺在煤仓施工中的顺利进行提供了有力保障。实践证明,中心支撑滑模施工工艺具有施工速度快、机械化程度高、可节省开支及降低劳动强度等优点。     

多深度倾斜气枪震源消除鬼波的理论模拟研究（英文）

本文提出利用在不同深度处倾斜放置气枪子阵,对不同深度处单枪或相干枪延时激发的方法压制震源端鬼波,从而改善震源子波分辨率。采用延时激发的方法可以构造同相叠加的首波以及被相对压制掉的鬼波。为了合理评价倾斜震源对于鬼波压制的效果,提出了以实际子波和不受鬼波影响的期望子波频谱之间的归一化平方误差为标准,以深度间隔、气枪组合次序、子阵数目等为变量的最优化问题。针对680cu.in经典枪阵研究表明,在综合考虑去鬼波效果和野外施工可操作性,相邻单枪之间的深度间隔为1m-1.5为较为合理的选择。多个子阵在进行组合时,需要对组合效果进行前期模拟确定最佳深度组合,过多的子阵数目由于会引人大量陷波频率,反而会影响鬼波压制效果,在本次实例研究中,2-3个子阵是较为合理的选择。气枪组合次序会一定程度上影响鬼波压制效果,但不同次序结果差异可以通过简单匹配滤波消除。方向性对比表明多深度倾斜气枪震源能够有效地补偿消除陷波效应的影响,同时改善能量传播的稳定性。     

基于近地表多因素的频率响应特征分析及应用

随着勘探进程的不断深入,胜利探区勘探目标开始转向岩性隐蔽油气藏以及微幅构造等复杂地质目标.为寻找中小型、隐蔽性油气藏,对地震分辨率提出了更高的要求.在炸药震源施工区域,近地表速度、虚反射界面、激发岩性是影响激发频率的三种关键因素.本文针对黄河三角洲近地表复杂结构与多种岩性交互沉积等因素引起单炮品质差异明显的特点,通过综合应用地质学、岩土工程、测井工程等理论和方法,对近地表多种因素及其频率响应特征进行了研究,在此基础上形成了多因素激发井深约束设计方法,在胜利探区多个区块进行了应用,取得了较好的效果.     

地学长江计划安徽实验中低频可控震源地震波信号提取方法评估

可控震源的激发过程精确可控、可重复性高。本文评估了重复激发形成的多道记录的信号增强方法,包括叠加方法和有效信号直接分离方法。相比线性叠加,加权叠加充分利用了有效信号的一致性,能进一步压制噪声,提高叠加记录的信噪比。相比时间域相位加权叠加,Semblance加权叠加更加稳定。时频域相位加权叠加能在时频域压制随机分散分布的噪声信号,叠加信号更加清晰。本文中,采用标准SVD分离获得的信号同线性叠加结果类似。本文利用密集分布的临时台阵评价地学长江计划安徽实验中低频可控震源在庐江第2激发点的激发效果。对比不同的处理流程发现,先互相关检测信号再进行时频域相位加权叠加能够取得最佳的处理效果,通过200多次重复激发,可以在50km范围内提取到较清晰的有效信号。     

落锤震源不同参数激发的数值模拟研究

本文通过研究落锤震源的物理模型,利用有限元方法,对震源激发到子波形成的全过程进行数值模拟研究。从激发参数角度,分别对软地表（土壤）和硬地表（岩石）条件下的不同落锤震源参数的激发进行数值模拟,分析不同震源参数对子波能量和频谱的影响,并比较不同地表岩性介质对震源参数变化的响应。同时将模拟结果同已有的数据采集研究和实验研究进行对比,以说明其有效性。研究结果显示落锤震源的激发效果同重锤质量、冲击速度、基板大小和基板材料的关系,为浅地表地震勘查中落锤震源参数的选择提供了参考依据。      

藻源性有机质对高原深水湖泊沉积物矿化作用的激发效应

湖泊营养水平提升,浮游植物快速增殖,大量藻类碎屑沉降到沉积物表面。藻屑作为新生不稳定有机质,对湖泊沉积物有机质(SOM)产生激发效应,影响湖泊沉积物碳循环过程。本文以深水湖泊抚仙湖南湖心沉积物为研究对象,采用优势种水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae),进行不同浓度藻屑添加(×1倍组、×5倍组和×10倍组)的培养实验。应用碳同位素在线监测仪,探究藻屑添加对于SOM矿化作用的激发效应并预测可能产生的环境效应。结果表明：(1)添加的藻屑对上覆水和间隙水发光性溶解性有机质(CDOM)组成和性质产生影响,前期CDOM中类蛋白组分含量显著增加,但后期CDOM腐殖化程度升高。同时,藻屑的添加使二氧化碳(CO₂)释放量增大,蛋白酶活性和转化酶活性增强;(2)3个不同浓度的藻屑添加组均检测到不同程度激发效应,其中×1倍组和×5倍组对SOM矿化过程前期体现为正激发效应,最大值分别达到(12.18±0.65)和(26.60±9.14)μg/(mL ws),后期两个组别都转为负激发效应;×10倍组则在整个实验过程中均表现为负激发效应;(3)藻屑的添加使得间隙水易...