运用分形方法模拟地震勘探中的三维随机介质

实际的地震勘探遇到的是复杂随机介质,常规层状介质地震波场理论已经不能适应于高精度地震工作,需要进一步发展非均匀介质地震波场理论.本文首次给出了运用分形方法建立三维随机介质的具体算法;其次引入了三维锥形函数来压制建模时产生的离散误差;最后,通过建立几种三维随机介质模型来讨论尺度系数和豪斯特指数对模拟结果的影响,并且简单构建了区域多尺度随机介质模型.模拟的结果表明,分形方法可以更方便、灵活地模拟三维随机介质.针对南海某地区生物礁储层非均质性强的特点,在建立生物礁速度模型时,对目标区充填了多尺度的分形随机介质,波动方程正演模拟结果表明,分形随机介质可以用来描述生物礁等非均质性储层.     

地震立体层析成像的实现方法及效果分析

立体层析成像是一种新的地震反射波层析成像方法,能为叠前深度偏移提供较为精确的宏观速度模型。本文研究了立体层析成像的实现方法,包括斜率与走时数据的拾取、离散速度模型构建和初始化、射线参数的确定、斜率和走时及射线计算以及反演问题解法等,建立立体层析成像的算法流程。并通过对Marmousi模型试验,对立体层析成像运行所需的主要参数,如初始速度模型、拾取数据量、离散网格尺寸、速度平滑权重等进行测试和分析,总结这些不同参数对立体层析反演结果的影响规律,用以指导生产实践。     

多年冻土区路基尺度效应对路面结构力学响应的影响

为了研究不同尺度路基融沉作用对路面结构层力学响应的影响,建立了基于热力耦合理论的有限元模型,系统研究不同路基尺度工况下,融沉作用对不同厚度路面、不同材料基层的力学分布规律影响. 结果表明：相同的融沉条件下,整体式路基较分离式及二级路基,变形分别增大45%、64%,应力增大17.5%、21.7%. 高速公路面层由于路基较宽,地基融沉更容易向上传递,进而导致面层底部应力增大,最终造成面层的破坏. 因此,路面设计过程中保证一定的面层厚度,并采用柔性基层减小模量,可有效以降低层底应力水平,并防止基层裂缝向上反射.     

未打穿散体材料桩复合地基固结简化解研究

利用平均固结度普遍解,将未打穿散体材料桩复合地基转化为等效双层地基,推导出未打穿散体材料桩复合地基固结简化解,给出其平均固结度计算简化公式。根据简化解、现有解和有限单元法编制程序,绘制考虑贯入比、桩体渗透系数、土体扰动区渗透系数和土体扰动区影响因子等因素对固结的影响曲线图,分析了各因素对未打穿散体材料桩复合地基固结性状的影响,并对3种计算方法所求出的平均固结度进行了比较研究,进而探讨了简化解的适用性。研究结果表明,无论是在单面排水还是在双面排水条件下,简化解求出的平均固结度总体上是介于现有解和有限单元法二者之间,尤其在固结过程的“中后期”（即固结度≥50%时）。从实用角度来看,简化解的计算结果具有足够精度,且简便、实用;在各种影响因素中,散体材料桩长度和桩体渗透系数对固结过程的影响最大。     

基于综合变异系数的地基承载力可靠性分析

采用一次二阶矩法,考虑岩土参量变异系数的试验及历史数据,提出了基于综合变异系数的地基承载力简化可靠性与风险分析方法。利用提出的简化可靠性与风险分析方法,可在传统确定性分析的基础上,采用合理的变异系数,分别得到与地基承载力有关的可靠度、破坏概率和平均期望损失的最可能值及其变化范围,为提出优化的地基基础设计方案和工程决策奠定基础;相对于土重度和黏聚力,地基承载力可靠度对于内摩擦角的变化更加敏感;设计时可以综合考虑所需的安全系数、可靠度和破坏概率,确定合适的基础宽度或基底面积。当地基土的场地勘察统计结果的变异系数权重逐渐增加时,综合变异系数不断减小,其相应的地基承载力的可靠度逐渐增加,而相应的破坏概率逐渐减少。     

模拟三维裂纹问题的多尺度扩展有限元法

扩展有限元法模拟裂纹时独立于网格,因此该方法是目前求解裂纹问题最有效的数值方法。为了在计算代价不大的情况,实现大型结构分析中考虑小裂纹或提高裂纹附近精度,在裂纹附近一般采用小尺度单元,其他区域采用大尺度单元。提出了分析三维裂纹问题的多尺度扩展有限元法,在需要的地方采用小尺度单元。基于点插值构造了六面体任意节点单元。所有尺度单元都采用8节点六面体单元,这样六面体任意节点单元可方便有效地连接不同尺度单元。采用互作用积分法计算三维应力强度因子。边裂纹和中心圆裂纹算例分析结果表明,该方法是正确和有效的。     

尺度政治视角下的地缘能源安全评价方法及应用

通过引入政治地理学的尺度政治、国际关系学的安全理论和能源安全理论,考虑到能源争夺中的尺度转换、地缘环境中的地缘关系和地缘结构以及安全的三个属性等因素,重新构建了地缘能源安全评价模型,并基于此模型对1995-2010 年俄罗斯太平洋石油管道建设中的中国地缘石油能源安全进行了定量评价。结果表明：① 从时间上来看,中国在俄罗斯太平洋石油管道建设中的地缘石油安全指数不断攀升,中国在此石油能源尺度政治争夺中越来越处于不利地位,考虑到今后韩国、美国等国家的参与,竞争将更加激烈;② 从地缘关系上看,中日两国能源竞争指数趋于减少,但是两国从俄罗斯进口能源竞争加剧;③ 俄罗斯能源出口战略长期以来一直偏重欧洲,但是已经出现转向的趋势,其能源出口战略指数已显著下降;④ 中国石油消费的比重稳定和中俄之间友好关系在一定程度上缓解了中国地缘石油能源安全;⑤ 从地缘结构上来看,中国经济增长带动下的整体综合国力的增强,将会加剧东北亚地区的地缘石油竞争。     

多年平均气温数据空间化误差的尺度效应

属性数据空间化是利用矢量数据生成栅格数据产品的有效方法,它有助于不同来源、不同格式之间的数据的综合分析。空间化是一种必然有误差伴随的过程,为探讨空间化误差与数据源密度、空间化模型方法,以及空间化分辨率之间的关系,本文利用7种水平的气象站点密度、5种空间化模型方法和19种栅格分辨率分析多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的关系。分析发现：（1）气象站点密度的降低导致多年平均气温数据的空间化误差增加;（2）在IDW、Kriging、Adjusted IDW、Regression和Anusplin 5种空间化模型方法中,Adjusted IDW、Regression、Anusplin比IDW、Kriging的精度高;（3）随着栅格分辨率的变粗,多年平均气温数据空间化误差增大;（4）在影响空间化精度的3类因子中,空间化模型方法对空间化精度的影响最大,栅格分辨率次之,气象站点密度的影响最小。通过多元回归分析,建立了多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的定量模型,可为空间化技术方案的制定提供参考和依据。     

栅格数字地形分析中的尺度问题研究方法

栅格数字高程模型（DEM）固有的尺度特征给以栅格DEM为基本输入的数字地形分析带来各种尺度问题。对栅格数字地形分析中涉及的尺度进行梳理,以分辨率和分析窗口为重点,对栅格数字地形分析中的多尺度表达、尺度效应、适宜尺度选择、尺度转换等尺度问题及其相互关系进行阐述;分别介绍各类尺度问题的现有定量研究方法,尤其对尺度效应定量刻画和适宜尺度选择方法,根据不同方法计算定量指标所利用的信息类别进行分类归纳;最后讨论了其中有待进一步开展研究的几方面工作。     

中国人口地理研究进展

1978年以来是中国人口地理学复兴和发展时期。中国人口地理学工作者消化吸收西方经典人口学理论,讨论中国人口容量问题,认识到中国人口总量即将达到增长极限,强调控制人口总量、努力发展生产和转变生存方式是解决人口问题的关键。针对资源短缺和环境污染问题,提出了创建第四产业,实施环境抚育,推动劳动力就业,降低环境污染的策略。针对民生问题,提出深入开展微观社会调查,主动再造跨尺度的社区制度,推进对人口行为的尺度综合和文化自觉。针对中国人口快速转变和人口结构问题,提出了人口均衡发展理论。针对国土空间开发格局问题,提出了区域发展均衡模型,强调通过产业转移、人口流动、转移支付等手段,形成相对均衡的区域发展格局。针对区域人口发展不平衡问题,提出了人口发展功能分区指标和分区模型,初步实现了视野综合化、指标定量化、分析模型化,将人口地理学研究推向新高度。未来中国人口地理学研究,一要围绕人口普查和人口业务数据库,建设分布式人口地理信息系统,推动人口专题数据和人口计量模型共享,巩固和发展人口地理学定量化研究之特色;二要加强不同尺度的社区微观调查,主动调控人口快速转变情景下的社区行为,提高对人口地理学定量研究结果的理解和解释;三要加强国际人口情报交流,把握各国人口演化趋势,从经济全球化的分工合作体系的视角,合理配置中国劳动力资源和人才资源。中国人口地理学应坚持走跨学科的发展道路,努力在世界人口之巅辛勤耕耘,为国家发展、学科建设做出应有的贡献。