地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

改进Moser法射线追踪

地震波场正演模拟、层析成像、偏移成像经常需要用到射线追踪,本文在基于图形理论的Ｍｏｓｅｒ法基础上,改进其网格节点的划分、追踪时路径的选取,并增加直射线追踪以消除在速度变化不大时射线受节点布置影响出现不合理的折曲现象．     

各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移

利用有限元法和最小走时射线追踪的界面点法，实现了各向异性弹性波的叠前逆时偏移.理论模型资料的偏移结果清晰准确，证实了该系统的可靠性.通过对各向异性模型资料的各向同性偏移处理，发现常规偏移剖面存在较大误差，地质体的垂向深度和横向位置与实际模型有偏离.     

应迅速开展对我国主要自然灾害的成因与规律的研究

一、引言 我国是一个多自然灾害的国家,在世界上也是一个气候脆弱区之一。每年国家由于自然灾害遭受的损失,少则几亿,多则几十亿,甚至几百亿。由于这些灾害的成因与规律目前还不是很清楚,因此,对这些灾害进行可靠的预测还比较困难。如果人类掌握了这些灾害的规律,并认识到它们的物理成因,这样就完全可以预测这些自然灾害的产生,从而最大限度地减轻它们造成的损失。     

长偶极大功率可控源电磁波响应特征研究

地球物理学中关于电磁波勘探研究通常采用的是地球半空间模型.然而,对于几十公里的有限长电缆源（长偶极源）,远距离电磁波场探测必须要考虑电离层的影响,它是一个全空间问题.关于包含电离层、空气层和地球介质（我们称“地-电离层”模式）的电磁波场特征的研究在国外较少,国内几乎是空白.本文采用全空间积分方程法首先对小尺度的可控源电磁波场特征进行了研究,由于此时电离层的影响可忽略,它应该和半空间成熟的CSAMT模拟结果一致,对比结果表明,二者是一致的,验证了全空间模拟方法的可靠性和有效性.随后进行了50 km长电缆电离层和空气层高度都为100 km的“地-电离层”模式大尺度电磁波场模拟,以探讨大尺度可控源电磁波场的特征.给定频率的“地-电离层”模式电磁场的衰减曲线表明长电缆远距离电磁波场由于受电离层的作用存在衰减逐渐变小的过渡场和衰减变小的波导场.为了探讨复杂介质“地-电离层”模式电磁波特征,对“地-电离层”模式的典型地盾和地台多层介质模型进行了数值模拟,得到了偶极源长度50 km、电流200A、收发距离远达1600 km和2500 km的合理的电磁场结果.最后,对一简单含油储层结构模型进行了长偶极、大功率、远距离电磁波场响应计算.储层横向不均匀复杂结构模拟的结果表明,考虑电离层和大气层的“地-电离层”模式大尺度深层复杂介质模拟时,电磁场对深部目标体仍有很好的异常响应.     

地球介质非弹性参数测定方法

地球介质非完全弹性参数对于研究地体稳定、地震孕育、地幔对流、大陆动力学是 非常重要的．在精确的工程勘探、油气勘探中也是一个不可缺少的参数．为了用实测的地震 体波确定非弹性参数,本文从一般线性流变体介质内波动方程出发,导出了由观测的地震波 体波波速和振幅确定一般线性流变体介质内虎克定律系数的两种具体方法及其相应的理论 公式,并给出了体波振幅法的一个模型实例．在线性近似下,这些参数可确定地球介质的非 弹性性质．     

有限元法2.5维CSAMT数值模拟

目前国内大多数CSAMT资料处理都用一维反演方法,即假定地球介质是水平层状地电结构,这对于横向变化较大的介质结构的反演则是不真实的．为了合理的模拟可控信号源的三维特征应该使用三维有限元方法．受计算机内存和计算速度的限制,三维方法的实用化受到约束．在许多情况下,地电结构沿走向变化很小,只沿倾向发生变化．这种地电结构是二维的,而人工源是三维的,因此CSAMT资料的观测可用2．5维有限元方法进行数值模拟．本文从麦克斯韦方程组出发,建立了2．5维有限元CSAMT数值模拟方法,其核心是把地电参数变化小的走向方向转化成波数域,用一系列波数模拟三维源的特征．用一个横向均匀的三层地电结构模型展示了2．5维数值模拟的特征,并和一维模拟结果进行了比较,证实了有限元方法2．5维CSAMT数值模拟的可靠性．在此基础上对一个地电结构已知的实际模型进行了2．5维数值模拟并和该剖面的野外实测剖面数据进行了比较,进一步有效地说明了本文介绍的2．5维CSAMT数值模拟方法是仿真和可靠的,为在此基础上的2．5维反演打下了良好的基础．     

煤层上覆地层含水不均匀性电法探测的可能性

煤田上覆岩层中含水直接对煤层的开采构成威胁，本文先从理论上阐述了电阻率勘探可以探测煤层上覆地层含水不均匀性的可能性，然后用简单的断层型薄层含水模型的CSAMT正演模拟结果展示出：地下900m深处，尽管只有20m厚的的含水岩层，但在电阻率剖面上该薄层的反映具有非常明显的特征，从理论上和数值模拟实例说明，一定深度内一定厚度的薄层含水性的电阻率法探测是可能的。     

空间域滤波在求二维重磁接触面参数中的应用

1975年、1976年格林和斯坦利发表了求二维接触面参数的一个方法。本文试图在他们工作的基础上,用空间域滤波来代替格林和斯特利用差商求水平导数和用希尔伯特变换求垂直导数的方法。文中给出了应用空间域滤波计算重、磁异常水平和垂直导数的方法。模型试验证实了理论上的推断。与差商和希尔伯特变换方法相比,优点在于它既能同时滤掉高频干扰,又能使求得的垂直导数和水平导数具有相同的精度,进而提高反演结果的精确度。     

金沙江龙蟠右岸变形体的地震学研究

拟建中的虎跳峡水电站水库蓄水后距虎跳峡上游20 km处的龙蟠右岸变形体是否会突然失稳崩滑为许多人关注.本文在折射波勘探方法获得龙蟠变形体底界形态、埋深、规模的基础上,进一步利用折射波勘探已经采集的炮集记录识别的反射波、面波、折射波等来研究变形体的内部结构和弹性及非弹性参数,获得变形体内部存在纵向横向结构的依据以及面波和折射波衰减系数,进而估算了变形体介质横波和纵波的非弹性性质参数与弹性性质参数的比值分别为0.000184和0.000144.由此判断水库蓄水后因变形体介质大量孔隙充水,造成孔隙压增加和剪切强度降低,进而导致变形体可能发生稳定非弹性变形或滑动,但稳定变形或滑动是否会演化成突然的非稳定滑动尚缺乏资料的支持.