地质约束速度建模在复杂构造区叠前深度偏移中的应用

叠前深度偏移是对复杂地质构造进行成像最有效的方法之一,特别是存在陡倾结构或剧烈横向速度变化的区域.速度模型是制约着地震资料处理和成像效果的关键因素,当前业界普遍应用的速度建模方法主要是以网格层析成像反演技术为主,但层析成像通常只能获得大尺度较为平滑的速度模型,速度模型中缺乏高波数成分,因此,对于复杂断块区域,网格层析成...     

基于高斯束与高斯波包的Gabor框架散射波模拟方法

在给出真实模型和相应光滑背景模型的情况下,如何计算扰动模型(散射体)产生的散射波场是一个有实际意义的正演问题.在Gabor变换域描述散射体,且入射波场为短时宽带信号时,散射波场可以在频率域用高斯束或时间域用高斯波包描述.相对于波动方程方法,高斯束和高斯波包的计算效率更高;背景模型光滑时,高斯束和高斯波包方法的精度也接近波动方程方法.文中导出了声波假设下应用高斯束和高斯波包计算散射波的方法.测试分析了高斯波包的计算精度.给出了一般散射体的散射波模拟策略.同时针对一个理论模型完成了本文方法计算散射波的实验,实验结果表明高斯波包散射波计算方法是有效可行的.     

一种改进的锥形方向关系模型

目的 根据Gestalt心理学的空间认知原理,提出了一种改进的锥形方向关系模型,其基本思想是:首先以参考目标的 MBR(minimum bounding rectangle)的四条边界的中点作为起点,分别构建 N、S、W、E 等4个锥形方向区域;然后,利用锥形方向区域的边界、MBR的边界及其延长线,对空间方向重新进行划分,从而得到改进的锥形模型。实验表明该模型能够有效地克服现有锥形模型中存在的缺陷。     

密集台阵背景噪声双聚束成像化龙断裂精细结构

双聚束成像法(Double beamforming, 简称DBF)是利用地震背景噪声进行地下速度结构成像的新方法, 该方法通过对环境噪声场中能量相干部分的叠加达到提高信号信噪比的目的, 识别和提取不同类型的地震波信号及其入射方位角(微弱体波、反射面波等), 从而进行地下速度结构成像研究等. 特别是进行背景噪声面波成像时, DBF能通过局部慢度(方位角)搜索直接提取面波信号的相速度而无需进行层析反演. 本文对广州番禺化龙断裂浅地表结构进行一维线性阵列背景噪声成像研究, 使用DBF方法提取了0.6~1.2 s周期的基阶瑞利波相速度, 并反演获得上地壳0~1200 m深度范围的二维S波速度结构剖面. 研究结果显示: 阵列东北侧靠近珠江位置出现的低速异常一直延伸至地下600 m深处, 反映了断裂两侧不同地块的沉积层厚度、压实率及岩性成分差异; 而900 m及以下深度处的相对高速异常则与第三纪岩浆活动形成的基岩层相对应. 化龙断裂在近地表的结构特征有效地提高了我们对珠江三角洲内断层系统的认识, 为进一步研究珠江三角洲的区域构造特征、发震机制及地震风险性评估提供了参考.

     

复杂地表条件下保幅高斯束偏移

高斯束偏移是一种准确、灵活、高效的深度域成像方法,其不但具有接近于波动方程偏移的成像精度,还保留了Kirchhoff偏移灵活、高效的特点以及对复杂地表条件良好的适应性.本文提出了一种适用于复杂地表条件的且具有相对振幅保持特点的高斯束偏移方法.通过考虑地表高程、倾角以及实际的道间距等信息,推导了基于高斯束表示的波场反向延拓公式,并结合反褶积成像条件,得到了复杂地表条件下的共炮域保幅高斯束偏移公式.同原有方法相比,本文方法不但可以直接在起伏的地表面进行局部平面波的分解,具有更高的成像精度,而且可以得到反映地下随角度变化反射系数的成像结果.数值模型的试算验证了上述结论.     

弹性各向同性介质一次散射波场高斯束Born正演

本文提出了一种弹性波一次散射波场的正演方法——弹性波高斯束Born正演.该方法以线性散射理论为基础,通过Born近似建立起地下散射点处不同波型的反射率同弹性波主分量波场之间的数据映射关系,利用高斯束所包含的走时、振幅和极性信息进行不同波型的局部平面波的合成,进而通过逆倾斜叠加将所合成的局部平面波转化为时空域的多分量地震记录.该方法不但保持了射线类方法高效的优点,还具备了处理多次走时波场的能力,从而保证了复杂构造的波场模拟的精度.文中两个数值模型的应用效果表明,本文所提出的弹性波高斯束Born正演算法具有近似于波动方程有限差分法的波场模拟精度以及高得多的计算效率.

     

新型锥形PDC齿犁削破岩理论研究

目前关于锥形PDC齿的研究主要集中于数值模拟、现场及室内试验,而关于其切削力学特性的理论分析未见相关报道。通过数值模拟阐述了锥形PDC齿拉伸剪切破岩机理,以及切削载荷分布特性;根据能量平衡原理,推导了锥形PDC齿切削载荷理论公式。结果表明,相比于常规PDC齿,锥形PDC齿破岩过程更加稳定,其切削载荷受岩石性质、齿的形状参数、切削深度以及切削角度的影响,且切削载荷随着锥顶半径、切削角度以及吃入岩石深度的增加而增加。研究成果可为锥形PDC齿及钻头的设计提供理论支撑。     

西北太平洋海岛地区地震背景噪声特征及海洋学解释

台风是全球最具破坏力的气象灾害之一,由于台风过境时现场海洋观测资料相对匮乏,与目前对台风的监测、预报和防灾减灾的迫切需求尚不相匹配。近年来,利用地震学观测资料与技术手段,通过台风激发的地震背景噪声,对台风进行监测的新方法逐渐兴起。本文对近年来有关台风激发地震背景噪声机理、源区分布以及基于地震背景噪声的台风定位追踪、海浪参数反演等研究进展进行综述,分析已取得的研究成果及可能存在的问题,讨论并展望基于地震学的台风监测研究思路与热点。基于地震学的台风监测有望为传统台风观测与研究提供跨学科的观测资料与技术支持。     

Splatting算法在三维CT迭代算法中的应用

采用代数重建技术重建三维物体,提出了一种基于splatting原理的ART权值计算方法,以增强重建图像的空间分辨率。该算法基于三维锥束扫描方式,采用双三次样条局部基函数作为插值核,并利用其足印函数对物体进行插值来计算像素的权值。与常量插值相比,这种方法对物体的灰度值有更精确的近似,在相同的实验条件下可重建出分辨率高的物体。给出了适用于三维锥束重建的splatting算法的具体实现,并对实验数据进行了实物重建及误差分析。     

横向非均匀介质多道瑞雷波频散曲线正演

作为近地表横波速度结构成像的主要手段之一,面波多道分析法的正问题研究对现场观测系统设计及后续反演计算具有重要意义.目前面波频散曲线的正演主要分为两类:一是对水平层状介质中面波的本征值问题进行求解,该类方法计算效率高但较难考虑地下介质在横向上的不均匀性;二是基于波动方程的全波场模拟,该类方法在理论上可考虑任意复杂的地质模...