“地震与火山”公开课后的启示

在波澜起伏的教改浪潮中，我尝试开设了“地震与火山”这堂公开课。在备课过程中查寻整理资料、制作修改课件、设计创立课堂流程，自然化了不少心思，然而作为教师的我，在这一过程中所学到的远不止课程本身或其所涉及到的相关领域知识、能力。几次“模拟演习”师生都能按事先设计好的环节逐一展开，当时我感到自然、流畅、顺利，然而在有众多领导、专家、教师在场的公开课堂上，学生、课堂带给我的却是另外一种东西，那是一种感动、一种启示，甚至是一种震撼。课后我及时与学生交流沟通，我想用字表达一下几个方面的感想与启示。     

考虑滑脱效应和温度场的煤层气渗流数值模拟

由于煤层气的解吸热效应,煤层气的运移过程是一个非等温过程。因此,温度场对煤层气渗流有着重要的影响。前人在研究煤层气渗流规律的研究中并没有同时考虑滑脱效应和温度场因素的影响,而在实际的深部开采中综合考虑滑脱效应和温度场的影响对研究深部煤层气运移规律有着重要的意义。因此本文建立了考虑滑脱效应及温度场的煤层气渗流数学模型,利用有限元数值方法研究了考虑滑脱效应和温度场耦合的煤层气运移规律;研究了考虑滑脱效应和温度场对压力场分布的影响;对考虑滑脱效应及温度场因素的煤层气产量进行了预测。得出了随着温度的升高煤储层的压力在降低,温度的升高对煤层气的产量有着负面的影响这一重要结论。     

地震信号的相位恢复及误差分析

常见的几种地震子波有:零相位子波、最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波。以不同类型的信号为激发子波,对不同地层模型合成地震道。仅用原始合成地震道记录的振幅谱来恢复原始记录,讨论不同方法下,由于激发子波的不同,对比分析原始记录与恢复记录的差异,及其恢复效果。     

GPS观测数据的模拟研究

主要研究了地面基准站GPS观测值模拟情况．分析了GPS观测值模拟的意义、原理及流程、用到的数学模型等。并用编写的模拟软件模拟了武汉站的GPS观测值情况。结果表明，本模拟方法所模拟的GPS观测值和实测值很接近，能满足不同层次人员对GPS模拟观测值的需要。     

IDL在地下水水质模拟中的应用初探

IDL(Interactive Data Language)作为第四代的编程语言,具有时海量数据进行获取、分析、可视化以及对多种图像进行处理和交互式探作的功能.本文介绍了IDL及其在地下水水质模拟及数据可视化中的应用,并结合地下水溶质运移问题的实例,利用IDL进行了数值模拟和计算结果的可视化.结果表明:IDL面向矩阵的特性和强大的数据可视化能力是地下水数值模拟和可视化的理想工具.     

裂缝性岩石裂缝扩展的光弹构造物理模拟——以南华北盆地户部寨沙河阶组为例

以南华北盆地户部寨第三系沙河阶组粉砂岩低渗透储层为例,总结了其中发育的5种类型构造裂缝组合,即:①南北向雁形张节理组成的共轭剪节理带;②东西向雁形张节理组成的共轭剪节理带;③缠结状多组剪切构造裂缝;④组合状交切的多组剪切构造裂缝及张裂缝;⑤散状无序排列的构造裂缝。在此基础上,建立光弹性试验构造物理模型,沿现应力场96°方向,均匀地对该模型逐步增加外载力。结果表明,沿各组合裂缝尖端分别形成对称于裂缝走向、且主轴垂直于裂缝的Ⅰ型等色线条纹;对称于裂缝走向、且主轴平行于裂缝走向的Ⅱ型条纹和斜交于裂缝走向的复合型(Ⅲ型)条纹。第①类组合裂缝尖端以Ⅰ型等色线条纹的拉张应力和张剪应力为主;第②类组合裂缝尖端以复合型(Ⅲ型)等色线条纹的挤压应力为主;第③、④和⑤类组合裂缝尖端的应力分布较为复杂。当模型外载荷接近1000kg时,裂缝尖端起裂,并开始发育显微裂缝,而当外载荷达1100-1200 kg时,沿裂缝尖端部位形成宏观裂缝,并开始扩展。5种类型的裂缝组合扩展发育程度由强至弱依次为:①,③,⑤,②,④。其中第①类共轭裂缝组合起裂最早,扩展最快,裂缝间的连通趋势最好,说明规则分布的构造裂缝组合,在垂直于外施加载衙时更易达到连通的目的。     

青藏高原东缘龙门山晚新生代剥蚀厚度与弹性挠曲模拟

龙门山是青藏高原东缘边界山脉,具有青藏高原地貌、龙门山高山地貌和山前冲积平原三个一级地貌单元。利用数字高程模式图像和裂变径迹年代测定方法研究和计算龙门山晚新生代剥蚀厚度与剥蚀速率,结果表明:3.6 Ma以来龙门山的剥蚀厚度介于1.91-2.16 km之间,剥蚀速率介于0.53-0.60 mm/a之间。在此基础上,开展了该地区岩石圈的弹性挠曲模拟,结果表明龙门山的隆升机制具有以构造缩短隆升和剥蚀卸载隆升相叠合的特点。3.6 Ma之前,龙门山的隆升与逆冲推覆构造负载有关,以构造缩短驱动的构造隆升为特色;3.6 Ma之后,龙门山的隆升与剥蚀卸载驱动的抬升有关,并以剥蚀卸载隆升为特色,进而提出了龙门山晚新生代以来的隆升机制以剥蚀成山作用为主的认识。     

地震波混合阶褶积算法模拟

基于正反傅立叶变换,提出了地震波模拟的混合阶褶积算法。该方法原理简单、易于实现,结合了有限差分与伪谱法的优点,具有较高的精度和计算效率,适用于地震波场的正演计算,同时还给出了二维地震波场的理论计算实例。计算结果表明,此算法模拟结果正确、精度高、速度快、能适应较为复杂地质模型,并且易于推广到各向异性介质中去。     

济阳坳陷古潜山地震采集技术研究

济阳坳陷碳酸盐岩古潜山以前地震资料存在信噪比低、速度陷阱、分辨率低、施工过程中缺炮、空道、内幕反射品质差或无反射等问题。造成上述问题除了野外施工工艺、室内处理流程和参数的影响外,在采集参数方面主要影响因素有覆盖次数低、炮检距与方位角不均匀、面元太大等。针对济阳坳陷古潜山三维地震资料采集应以目标设计为指导思想,以基于模型分析的三维采集参数论证为主线,最终优化各种采集参数。建立了拱张褶皱型、断裂块断型和风化残丘型三个具有代表性的古潜山地质理论模型。使用先进的“绿山”地震采集观测系统设计软件,采用“块”来描述任意复杂地质模型结构,分别设计出各自的地震采集观测系统。以林樊家潜山为例,采用12线18炮束状新观测系统模拟单炮发射接收,对各主要目的层能追踪的地层信息比原始6线9炮束状观测系统采集的地震信息丰富,能准确反映地下构造形态与地质体的物理属性。     

基于GIS技术的综合水文物探数据库系统研究

利用GIS的强大空间数据架构功能，将各类水文物探数据与空间数据相关联，建立了基于GIS技术的综合水文物探系统。水文物探数据量大，而且复杂多变，本系统利用新兴的GIS技术和数据库功能对水文物探属性数据与空间数据进行有效的整合，高效地管理空间与属性数据，实现了图形编辑、空间分析、数据的查询与统计、专题图绘制、以及数值模拟等功能。利用本系统可对图形进行空间处理分析，对各类数据进行各种查询，实现图形和数据的互动，并对所获得的数据制作各种专题图，并且通过数值模拟具体、直观的再现观测实体的空间位置与相应的属性，为综合预测与评估提供科学依据。