青藏铁路石膏岩溶路基病害原因分析

石膏岩溶在我国分布比较少。青藏线雁石坪地区发育有石膏岩溶。2006年9月在青藏铁路雁石坪以南约20km处,铁路右路肩及路基边坡发生地表塌陷。文章首先分析了病害发育地段的工程地质条件,包括本段的岩溶发育情况。结合勘察,分析了路基发生病害的原因,提出石膏岩溶发育区的路基病害工程处理措施意见。     

人工神经网络在测井解释中的应用

定量储层参数计算和定性岩性类型识别是测井解释的主要地质目的，应用人工神经网络计算方法，解释了多个油区的６０多口井的测井资料。结果表明，该计算方法不仅可以克服以上两类问题在传统测井解释方法中所遇到的高度复杂非线性建模困难，而且还可以高度统一地处理这两类问题，极大地简化了解释中的数学手段。     

多维费马数变换的一种算法

本文研究了对原始数据进行适当的排列,利用一维费马数变换,只要直接进行一次变换,就能获得多维费马数变换的算法。由于该算法总是把计算结果放在原始数据的相应位置,因此对这种算法,其存储量的要求,仅限于原始数据的存储量,大大地节约了计算机内存。     

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隧道地震预报波场的有限元数值模拟

在勘探地球物理领域中,能快速、有效地数值模拟2D和3D的地震全波场,包括同时模拟P波、S波、面波多分量波场特征的软件并不是很多;但在结构力学领域中,已有多种成熟的多波多分量有限元数值模拟大型商用软件用于求解弹性本构方程,如ANSYS,PLAXIS等。从方程结构来看,弹性本构方程与完全弹性波动方程相比,只多一项对时间的一阶微分项--阻尼项。因此,调整合理的介质参数--Rayleigh系数,令阻尼项近似为0,弹性本构方程就蜕化为完全弹性波动方程。隧道地震波场是在岩体中传播,具有弹性参数较好、无常规地震勘探中覆盖层等低速带干扰等的优点,采用ANSYS软件对隧道地震波场进行数值模拟,研究了频散、阻尼与吸收边界等数值模拟的相关技术。针对介质吸收,比较了数值模拟中有无阻尼的时间记录和波场快照,对隧道地震预报来说,将阻尼系数设定为0是一种合理的假设;比较了实例中不同网格长度与频散的关系,当网格长度小于波长的1/π倍时,才能消除频散;通过由波方程的推导,引入了黏弹性边界条件,通过实例计算证明它可以有效地吸收边界反射;最后对隧道地震预报进行了实例计算,算例表明采用ANSYS软件可以有效地模拟隧道复杂地质条件下全波场的激发传播过程。     

TSP断层模型数值模拟

隧道在施工开挖中会遇到各种地质问题,其中以断层和软弱带居多,目前隧道地质预报主要采用TSP(tunnel seismic prediction)系统进行。虽然TSP技术应用广泛,但目前对它的研究工作主要集中于工程应用实例,采用正演模拟方法进行的研究较少。笔者采用有限元方法模拟隧道地震波场,采用波场快照与时间记录相结合的方法研究断层对隧道地震波场传播的影响,并对含断层模型的时间记录进行了反演处理,得到了数值模型的速度云图和反射层位图。数据处理结果表明:采用TSP Win软件默认值处理得到的速度云图与模型设定的断层位置一致;根据反射层位图,对异常速度带的层状模型来说,P波预报的准确性更高。研究表明,TSP系统具有良好的抗噪性能。通过对工程实例的处理,验证了数值模拟所得结论。     

瑞利面波高阶模式椭圆极化频散特征理论推导及数值模拟研究

随着城市地下空间的深入开挖和利用,地表变形和沉降塌陷等最常见的工程事故等问题给人民和国家造成了严重生命财产损失.为降低和避免这一危害,迫切需要一种能够在事故发生前对其进行有效观测和预警的方法.传统大地测量、GPS等方法只能在位移发生后进行测量,抗压抗剪等地质试验手段可通过观测介质物性参数对其状态进行预测,但其效率低成本高.常规物探手段如电法、GPR、主动源或被动源地震等方法,因本身方法原理或周围环境所限,不能满足城市环境下的有效测量和预警.传统瑞利面波速度频散法野外工作需布置长大排列,因此也受限于城市环境.为解决上述问题,作者通过前期研究提出了基阶瑞利面波椭圆极化频散方法,即单点矢量瑞利面波法,该方法无需长大排列,只需通过单点采集的多分量信息对地下介质结构进行推断,因此可有效解决上述应用瓶颈问题.本文在前期研究基础之上,进一步对多模式瑞利面波椭圆极化特征进行了理论和数值模拟研究,结果表明,类似基阶面波,高阶同样具有椭圆极化频散特性,且其与地层(速度)泊松比结构同样密切相关,甚至特征更明显;但由于具有较强特征椭圆极化特性的某一面波模式,其能量可能较弱,误差也可能较大.因此,在利用瑞利面波...     

地下空洞的面波场地效应数值模拟研究

工程中存在大量的地下空洞结构,这些空洞会影响地震波的传播从而产生场地效应。通过数值模拟方法研究分析地下空洞对面波传播的影响和场地效应。结果表明:面波在传播中遇到地下空洞会发生散射和反射,产生反方向传播的反射面波和向空间传播的转换体波,使得空洞的远源侧中部和下方能量大幅增强,远源侧地表及近地表处能量有所减弱,近源侧能量稍有增强。空洞的场地效应一般随空洞埋深的增加而减小,随空洞直径的增加而增加,总体来说地震动水平分量的场地效应比垂直分量更大。     

测井相—岩相自动分析方法在某复杂岩性区的应用

测井相－岩相自动分析方法是现代油藏描述技术中的重要内容。我们选取了某地区一套岩性复杂的碳酸盐岩地层，并仅限在常规测井系列中选取测井相分析基本参数，建立了适用于该区绝大多数井的测井相－岩相数据库。可快速，方便准确地提供该复杂岩性区的单井连续岩性柱状图及区内任意方位剖面的多井岩性横向对比图。在碳酸盐岩地区成功的应用常规系列测井参数进行测井相－岩相自动分析方法，国内尚未见到先例。     

τ-p变换在隧道反射地震超前预报波场分离中应用的数值模拟研究

本文基于二维有限元数值方法,模拟了复杂条件下隧道内的地震全波波场,分析了隧道地震超前预报中的反射记录中的多方向和多波反射波特征,证实了分离前方有效反射波和其它方向的干扰反射波,以及有效反射波的P波、S波分离在预报准确性中的重要性.基于多个数值模型,研究了τ-p变换进行波场分离的有效性和影响因素.研究结果表明:在隧道前方反射层倾向与隧道轴线交角变化较大范围内(90°～45°),τ-p变换都可以有效的分离多方向和多波反射事件,提取主要来自掌子面前方的有效反射波剖面.来自隧道项、底的缓倾界面的具有双曲时距曲线特征的干扰波和S波的高视速度会对P波的波场分离产生较大干扰;而由于S波的低速和强能量特征,其波场分离受具有双曲时距曲线特征的干扰波的视速度影响较小,且不受P波的影响.