沉积过程的三维计算机模拟及其应用

利用模拟沉积、剥蚀和搬运过程的数学模型和基本算法,开发了模拟软件SSSP(simulating system of sedimentary processes)。该软件能够进行主要沉积环境的大规模剥蚀、搬运和沉积过程的复杂模拟,并可控制各种参数实时显示模拟结果,包括剖面图、沉积相图、等值线图、网格图和速度矢量图等。在已知沉积环境参数的情况下,利用SSSP再现盆地的沉积演化过程、沉积构型和沉积相分布,并给出了三角洲、河道和水下台阶沉积环境模拟实例。     

Longshore variations in nearshore wave processes at magilligan point,northern ireland

Magilligan Point is a recurved cuspate foreland at the mouth of Lough Foyle. Two wave regimes intersect in the estuary mouth and the manner of their interplay controls shoreline changes. Ocean swell waves from the N and NE are refracted around the recurve, losing both height and energy longshore. Width of the surf zone decreases and waves tend to steepen, although both these changes and wave refraction owe something to nearshore geometry. Angle of wave approach becomes more acute and a westerly flowing longshore current moves sand S and SW along the beach. Estuary waves from the S and SW are wind-driven with high-frequencies and steepnesses. They generate a northeasterly current which returns material N, but dies out as the waves become obliterated by nearshore attenuation and breaking of swell. It is possible to identify a time-averaged null-point where shoreline wave power is balanced, although this tends to shift over short periods causing rapid morphological changes. The existence of two independent, but counteractive cells ensures the long-term maintenance of the foreland, without requiring major or continuous supplies of fresh sediment.     

AMSU资料变分同化及在暴雨数值模拟中的应用研究

在中尺度数值模拟中,利用中国气象科学研究院数值天气预报创新基地开发的GRAPES三维变分同化系统,对AMSU-A/B微波遥感资料进行了同化试验,研究了这种资料在我国夏季暴雨数值预报中的作用。以2003年7月4日的一次暴雨过程为例,分析了同化结果及模拟结果,结果表明:(1)单独同化AMSU-A资料主要改进了初始温度场,而单独同化AMSU-B资料主要改进了初始湿度场;(2)无论是同化AMSU-A资料还是同化AMSU-B资料,对暴雨预报都有一定的改进作用,但是同化AMSU-B资料的改进作用更明显;(3)同时同化AMSU-A/B资料比只使用其中一种资料的模拟效果好,可以更好地改进模拟的暴雨落区及强度,使结果与实况更加接近。使用AMSU资料,对我国夏季暴雨数值预报有改进作用。     

Assessing the impacts of a large slope failure using 3DEC: The Chiu-fen-erh-shan residual slope

This paper assesses the impact of Chiu-fen-erh-shan residual slope failure using a three-dimensional distinct element program. The simulation results indicate that rocks will severely damage the Lung-Nan path. The Taanshan syncline generates a depression zone adjoining to the slope toe and acts as a buffer zone to trap failing rocks. Some rocks will travel through the syncline, which poses a risk to visitors at the monument and the Shihmen observation deck. Few rocks will pass though the memorial park near the northern boundary of the slope. Visitors should be evacuated out of the impact area during a heavy rainfall event.     

地表水平正反敲击激振下孔法剪切波速测试理论依据讨论

地表水平正反敲击激振下孔法常用于现场剪切波速测试。本文基于动力有限元方法建立了地表水平正反敲击激振下孔法剪切波速测试三维分析模型,采用时域集中质量动力有限元显式逐步积分方法求解了地表水平敲击下线弹性半空间波动响应,分析了不同深度点波形特征及地表水平正反敲击激振下孔法剪切波(S波)波速测试理论依据的合理性。结果表明:地表水平正反敲击下孔法S波波速测试的理论依据,即地表水平正反敲击下压缩波(P波)初动不反向而S波初动反向的理论依据不成立。此外,依据地表水平正反激振下线弹性半空间波动解析解,进一步佐证数值模拟结果的可靠性。     

数值模拟探讨青藏高原东部应力应变场及断裂活动性

青藏高原东部是我国活动构造非常强烈的区域,现今的应力应变状态对活动构造研究有重要参考意义。本文依据地质资料和岩石力学性质构建相应的有限元数值模型,以GPS观测为边界约束,计算得到了青藏高原东部应力应变场,在此基础上探讨了主要断裂的活动特征。结果显示,距离印度板块和欧亚大陆板块碰撞带较近的青藏高原,汇聚速度、最大压应变率和最大压应力均较高,而随着远离碰撞带各个数值相应降低;在青藏高原东部,以喜马拉雅东构造结为旋转中心的一系列弧形断裂滑动速率相对较高,如玉树—鲜水河—小江断裂带,巴塘—金沙江断裂带,嘉黎断裂带等,这些走滑断裂带控制着青藏高原东南缘物质旋转挤出的特征,而其它断裂带滑动速率则相对较低,在块体内部则更低;结果同时表明应变速率分配高的断裂达到屈服的时间短,对应的地震复发周期短。     

鄂尔多斯盆地西峰油田白马南特低渗岩性油藏储层地质建模

以鄂尔多斯盆地西峰油田白马南长81砂岩油藏为例，应用随机序贯高斯模拟法（SUS）和序贯指示模拟法（SIS）建立研究目标的储层地质模型，进而探讨了在特低渗岩性油藏中相对高渗透储层形成的控制因素。认为长81油藏储层的形成主要受控于沉积作用；成岩作用对改善储层物性及油气的运聚起了重要的作用。砂体的三维模拟结果显示主砂体位于研究区西部，呈西南-东北向展布。储层物性参数的三维模拟也表明优质储层主要分布在主砂体带上长石溶蚀相和绿泥石薄膜胶结成岩相区。     

城市连拱隧道施工方案研究

结合彭家花园隧道的具体情况,优化了原施工方案。通过施工状态的数值模拟,对施工过程中所采用的两套施工方案进行了验证,推荐合理的开挖顺序及支护方式。在现行施工方案的基础上得到各工序对拱顶及地表沉降的影响,结合现场量测获得的大量信息对隧道的拱顶下沉及地表沉降进行研究,确切地预报了破坏和变形等未来的动态,并在此基础上得到了一些相关的结论,这些成果除了对该工程顺利实施起着十分重要的指导作用外,还可以为以后的类似工程积累经验。     

复杂地质条件下基坑开挖与回填工程的数值模拟研究

在深港西部通道深圳侧接线工程填海区基坑工程中,开挖与回填过程中的不均匀沉降问题是该工程设计与施工中的关键技术难题之一。在综合考虑复杂地质条件、结构自身的约束条件以及结构与土体之间相互作用的基础上,采用非线性有限元方法对基坑的开挖与回填过程进行数值分析,研究其变形特性与规律,为工程开挖与回填设计提供重要参考的同时,也验证了该数值模拟方法的合理可行性。     

烃源岩地质色层效应的模拟实验

利用未混油或混油源岩样品在低温、加压条件下分别对纹层状泥岩、暗色块状泥岩及灰质块状泥岩样品进行排烃模拟实验,其中块状泥岩及灰质块状泥岩被研碎后混入同层原油,而纹层状泥岩不被研碎(也未混油),以保持其层理结构的完整性。实验结果显示,排烃过程造成轻烃相对富集,色谱图中主峰碳前移,正构烷烃分布及部分甾、萜烷参数值在排烃过程中产生明显变化,萜烷对运移的敏感性没有甾烷强。在排烃过程中纹层状泥岩与块状泥岩及灰质块状泥岩的地质色层效应有着显著的差异,相对而言,块状泥岩与块状灰质泥岩的排烃效率低,但排烃过程造成了它们出现较为明显的地质色层效应,而纹层状泥岩排烃效率高,但在排烃过程中地质色层效应不明显。分析认为源岩的物理结构是造成这种地质色层效应的差异的主要原因之一。