薄层时频特征的正演模拟

基于正演模拟的薄层时频特征响应分析是薄层定性识别与厚度定量预测的基础与关键.本文基于波场延拓理论,利用深度域相移法对不同厚度薄层进行了正演模拟.采用广义S变换对零偏移距地震道的反射复合波进行瞬时频谱分析,发现当薄层顶底反射系数极性相反时,复合波的干涉作用具有升频降幅作用,而极性相同时具有升幅降频作用;理论推导和实验分析均证明主峰值频率与薄层双程旅行时间厚度存在定量解析关系,这为薄层厚度定量预测提供了重要的技术手段;由于峰值频率对反射系数大小与极性变化不敏感,因此,峰值频率方法与时域振幅方法相比更具稳定性.     

单中心扩展型城市的交叉口交通量时空演变——以长春市为例

以长春市这一典型单中心扩展型城市为例,通过对1980年、1985年、2000年和2007年4个时间断面60个道路交叉口交通量的数据分析,研究典型单中心扩展型城市的主要道路交叉口交通量时空演变特征和规律,得出的主要结论为:(1)主要道路交叉口人流量与车流量的空间分布及演变特征带有典型的单中心圈层式扩展和轴向集聚特点,即圈层式中心放射状特征。具体表现为城市中心区交通量和道路利用率较高,边缘区交通量和道路利用率偏低;(2)主要道路交叉口人流量与车流量时空演变特征存在差异,人流量增幅较小、增速较慢,历年间变异系数均维持较高水平且变化不大,中心集聚特征明显。车流量增幅较大、增速较快,历年间变异系数均较人流量小且变化较大,在中心集聚的基础上,沿主要交通干道呈现明显的点轴式集中特征;(3)虽然1980~2007年主要道路交叉口人流量与车流量发生较大变化,但交通量时空分布格局并没有根本改变,反映出单中心扩展型城市空间结构对交通量空间分布的强大制约性。     

运用改进的地震定位交切法重定位2001—2010年云南地震

传统地震定位方法利用震源轨迹确定震源位置,但基于均匀或横向均匀介质模型必然导致定位误差。为此对传统方法进行改进,发展适用于三维复杂地壳速度模型的地震定位交切法。利用最小走时树射线追踪技术,以离散方式准确计算三维复杂地壳速度模型中的震源轨迹,将震源定位于震源轨迹交汇的密集点。将该方法应用于云南地区地震重定位,得到较高定位精度。     

无限长源二维各向异性地层中CSAMT有限元模拟

可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)基本上是基于电性各向同性理论的假设,而实际地层普遍表现为电性各向异性现象,因此研究各向异性地层条件下CSAMT方法的电磁响应具有重要的理论意义和应用价值.本文从有源Maxwell方程出发,推导出了二维各向异性地层条件下无限长线源频率域的电磁场响应,得到了一组平行于线源方向的电场分量E_x和磁场分量H_x的偏微分方程,并采用有限元法进行求解.模型的计算结果表明:不论是对均匀半空间还是一维层状介质中的各向异性二维体模型的计算,均能从结果中明显地看出各向同性背景场和各向异性异常体的存在;在计算中通过改变各向异性系数或各向异性旋转角,其结果在视电阻率和相位曲线上均存在显著区别.计算结果表明了在各向异性地层中,仍然采用各向同性的假设进行CSAMT资料的处理与解释,可能会带来比较严重的误差,这种情况下必须采用基于各向异性的地质模型对CSAMT资料进行处理和解释.研究结果对于提高CSAMT方法的勘探效果和应用水平具有重要的指导意义.     

Forward modelling and imaging of ground‐penetrating radar in tunnel ahead geological prospecting

Adverse geologies are often encountered during tunnel construction, which could seriously endanger the construction. To ensure the safety, it is essential to detect adverse geologies and their water‐bearing situation ahead the tunnel face. Ground‐penetrating radar is a suitable instrument, but the accurate interpretation of its detection results is difficult. In this paper, at first, an improved back projection imaging algorithm is proposed, which can make reflection waves closer to the real geological boundaries with few artificial clutters. And then, forward modelling of ground‐penetrating radar is carried out for typical adverse geologies, such as karst caves, faults, fractured rock masses, fracture network, and water‐bearing body. Their corresponding response features are obtained, accumulating experience for geological interpretation. The above two methods provide the basis for target identification and geological interpretation. In the last part, the application of the above two methods in several engineering cases are given, and their effectiveness is verified.     

双变参数标量纵波方程正演模拟方法

常见弹性波动理论的建立是基于介质均匀这一基本假设,实际介质的非均匀性非常普遍.为研究连续介质中波的传播特征,本文从弹性力学中建立弹性波动方程的三个基本方程出发,考虑连续介质弹性参数的空变特征,建立非均匀介质的弹性波动方程,利用Alkhalifah声学近似思想建立位移表征的纵波波动方程,利用本征值问题求解方法建立标量波频率-波数域传播算子,从而建立描述纵波传播的标量波方程,其中波函数为纵波位移的散度,不同于均匀介质标量波方程的波函数为位移势.随后推导含PML边界波动方程差分格式并建立不同模型数值模拟进行数值试算,与均匀假设标量波方程和变密度方程对比证明本方法的准确性和稳定性.     

复杂变质带褶皱形态判定新方法——变斑晶包裹物迹线应用研究

经历了复杂多期变形的片岩和片麻岩地区,褶皱形态及形成时代的判定是变质岩构造地质过程研究的难点之一。变斑晶内包裹物迹线记录了区域变质变形作用历史过程,可为通过野外露头观测难以确定的复杂褶皱形态判定提供新的研究途径。本文以美国科罗拉多州阿肯色河Texas Creek地区为例,尝试运用垂直于5期面理弯切轴的定向薄片中叠加面理(变斑晶包裹物迹线)由水平到竖直和由竖直到水平的几何形状变化,确定研究区内一个存在争议的复杂褶皱形态为背形,并推断该褶皱形成于区域内第1期变斑晶生长过程(约为1 500 Ma)中。     

利用模拟卫星摄影测量数据按EFP法光束法平差与直接前方交会计算高程的精度比较

首先对文献[2]中的EFP法光束法平差的数学模型作了必要的修改,然后利用模拟数据按EFP法进行光束法平差。试验中,按外方位元素不同的精度分别计算了光束法平差与直接前方交会高程精度,并进行了比较分析。结果表明,即使外方位元素达到很高的精度,光束法平差依然必要。     

2.5维起伏地表条件下频率域地空电磁正演模拟

频率域地空电磁探测方法是指在地面布设人工场源,在空中测量电磁场的一种高效的地球物理勘探技术.该方法具有大范围、高通过性、快速测量的优势,尤其适合崎岖山地、沙漠、沼泽、海陆交互带等复杂地貌区域的资源勘查.但是这些地区的地形起伏通常较大,因此分析地形对地空电磁响应的影响具有重要意义.本文利用有限元法对频率域地空电磁响应进行了正演计算,分析了起伏地表条件下的频率域地空电磁响应特征.首先利用傅里叶变换将2.5维问题转化成二维问题,利用伽辽金加权余量法推导了相应的离散有限元方程组.采用任意四边形单元对区域进行不均匀网格剖分,源和异常体附近网格加密处理,保证计算精度,远离目标区域网格逐渐稀疏,模拟无穷远边界,降低对计算资源的要求.在单元内进行插值,将有限元方程组变换为线性方程组,采用总场算法,利用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,源项近似为分布在以电偶极源为中心的25个节点上.通过求解线性方程组得到波数域电磁响应,再对波数域电磁场响应进行反傅里叶变换从而获得空间域2.5维频率域电磁场值.通过对比2.5维正演结果与均匀半空间解析解,验证了本文算法的精度,同时本文还对地空电磁场与地面电磁场的响应特...     

方位梯度电极系的正反演

针对环井周的非均质地层模型,利用三维有限元方法模拟了方位梯度电极系的测井响应．结果表明,在非均质程度比较小的情况下,各个方位上的响应之间差别不大,与真实的电阻率分布差别也不大;反之,则差别很大．其特点是所测得的响应远远低于较高的真电阻率值,而接近较低的真电阻率值．因此,有必要对测井响应进行校正．考虑到传统的校正方法的弊端,本文利用非线性反演方法求取真实的电阻率分布,数值模拟的结果表明了此方法的可行性．