裂缝诱导双相HTI介质地震波场错格伪谱法模拟与波场特征分析

裂缝诱导的双相具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质模型是由一组平行排列的垂直裂缝嵌入到统计各向同性的流体饱和多孔隙岩石中而组成的,它综合考虑了裂缝型储层岩石的各向异性和孔隙性.高精度的地震波场数值模拟技术是研究该介质中地震波传播规律的主要方法.本文结合错格伪谱法和时间分裂法,求解描述该介质中地震波传播的一阶速度-应力方程.模拟了单层和双层模型中的地震波场,并对其进行了特征分析.研究结果表明:错格伪谱法能有效消除标准网格伪谱法波场模拟结果中出现的数值伪影现象,与时间分裂法结合能够获得稳定的、高精度的模拟结果;裂缝诱导双相HTI介质中的地震波场兼具裂缝各向异性介质和双相介质中传播的地震波的波场特征.     

部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演

交叉梯度联合反演方法通过对多种地球物理模型实现结构耦合,在岩石物性关系不确定的情况下,既能提高反演结果的可靠性,又能减少反演的多解性,还能减少不同方法解释结果之间的矛盾.当不同的模型观测数据覆盖范围不一致时,交叉梯度联合反演通常需要取出重叠区域数据进行联合反演,并且建模时还要扩展一些模型范围.本文首先提出并实现了部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演算法;接着进行了算法的模型试算;最后,我们将该反演算法用于本溪-集安深部地质调查重磁电综合地质地球物理解释中.结果表明：该算法不但能在重叠区域内很好地恢复结构相似的模型,而且在非重叠区域与重叠区域的边界处仍然可以得到平滑变化的模型;在本溪-集安10号剖面所获得的结构上相似的电阻率、密度及磁化率模型较好地反映了该区的深部地质结构,对于确定深部地质体的性质提供了有力的证据.     

基于改进的散射积分算法的初至波走时层析

初至波走时层析是获取近地表速度结构的一种常用方法.随着采集技术的不断发展,可使用的数据量迅速增多,传统的基于射线追踪和解方程组的地震走时层析成像方法面临着内存占用大、方程求解不稳定等问题.为了解决这些问题,本文基于前人在波形反演研究中提出的一种改进的散射积分算法,提出了一种预条件最速下降法初至波走时层析.该方法无需存储核函数矩阵与Hessian矩阵即可方便地实现目标函数梯度的计算与预条件,且该方法计算效率高、求解稳定、易于并行.数值实验结果表明,该方法可以获得与传统方法精度相当的反演结果,但所占用的内存大幅减小.     

基于瞬变电磁矩变换的快速三维反演方法

瞬变电磁法的严格三维反演计算复杂、占用资源多,在普通计算机上难以实现.本文引入瞬变电磁矩变换的概念,提出一种快速三维反演方法.该方法基于阻性限制（resistive limit）特性,建立包含异常体的三维大地的一阶矩响应正演算法,根据不同约束条件,选择优化的最速下降法实现瞬变电磁快速三维反演.文中通过含异常体的三维大地正演一阶矩与仿真数据一阶矩的对比,验证了快速三维正演算法的有效性,之后在不同约束条件下,利用优化的最速下降法实现了对含噪声的仿真瞬变电磁数据的快速三维反演.结果表明,该方法能够在普通计算机上短时间内较为准确地反演出地下异常体的体积和位置,在瞬变电磁数据的实时解释工作中具有良好的应用前景.     

甘肃柳园地区典型矿床的多功能电法应用试验

多功能电法系统是近年来研发的具有我国自主知识产权的地球物理勘探系统,适用于金属矿、地下水、地热、油气藏等资源勘查和研究。选择甘肃柳园地区的花牛山热水沉积型铅锌矿区,开展了多功能电法的应用试验,验证新技术在此类矿床普查评价阶段的有效性。利用大功率激电剖面测量圈定激电异常,并结合已知地质资料进行了评价分析;在有激电异常的主要剖面部署了可控源音频大地电磁测深,获取了地下电性结构。应用结果表明,开展的大功率激电测量和可控源音频大地电磁测深反映出了与矿体有关的地球物理异常,试验应用成果可为同类型矿床的勘查起到示范作用。     

不同滑坡推力模式下圆截面嵌岩抗滑桩受力特性研究

为分析嵌岩抗滑桩在不同分布模式推力下的变形与内力情况,将基于研究桩-土可分离模型的CPSP解析程序运用于嵌岩圆截面抗滑桩的嵌固段计算,可以计算得到不同推力模式下抗滑桩嵌固段的变形与内力结果。本文将ABAQUS软件的数值模拟结果与CPSP程序的解析计算结果进行了对比,论证了CPSP程序嵌岩圆截面抗滑桩嵌固段计算的适用性。通过改变计算参数,运用CPSP程序计算了嵌岩抗滑桩在均质地基不同分布模式滑坡推力下的桩身位移、剪力、弯矩的分布结果,并总结出最大桩身位移、剪力、弯矩的相关规律。此外,在基于CPSP程序的计算结果上,并且考虑抗滑桩满足滑面处连续条件的情况下,经过解析计算,计算得到不同滑坡推力模式下抗滑桩受荷段的挠度公式,计算得出并对比了不同滑坡推力分布模式下抗滑桩的变形受力结果,分析了滑坡推力分布模式对抗滑桩桩身的变形与内力的影响。     

陕北某黄土高填方边坡可靠性分析及坡型优化

本文以陕北某105m黄土高填方边坡为研究对象,首先对边坡填筑体的工程性质做了大量室内试验研究,依据研究区的工程地质条件和该填方边坡的具体情况,选择典型剖面建立计算模型,然后采用蒙特卡洛法分别计算出天然、暴雨工况下不同高度地下水位时填方高边坡的可靠指标和失效概率。通过分析结果得出该黄土高填方边坡目前处于稳定状态,最后采用模糊综合评判的方法在原始坡型设计方案和3种优化设计方案中选出最佳的坡型优化模型,为工程实际提供参考。     

基于熵值法的四川省综合气候舒适度订正

基于近50 a四川省33个国家地面气象站的逐日观测资料,利用熵值法、距离法和百分位法,针对不同台站的海拔差异,对四川省气候舒适度进行了有效订正,并建立了气候舒适度指数在不同季节的预报模型。结果表明：（1）从未订正的综合气候舒适度指数看,除川西高原部分地区外,春、秋季四川省均为较舒适或舒适;除盆地东部部分地区外,夏季四川省由于天气凉爽,气候舒适度较好;冬季四川省气候普遍偏冷,大部分地区较不舒适;春、秋和冬季舒适地区多集中在四川盆地。（2）海拔高度对气候舒适度影响较大,海拔订正后的综合气候舒适度指数总体呈由高原山地向盆地逐渐增大的分布特征,即人体感觉由高海拔到低海拔变得逐渐舒适,达州万源市为四川省春、夏、秋季人体体感最舒适地区。（3）不同季节气候舒适度的影响因素存在显著差异,必须对应选取适宜的物理因子构建预报模型。     

耦合PML边界条件的三维大地电磁二次场有限差分法

本文将大地电磁场分解为一次场和二次场,应用交错网格有限差分法模拟计算大地电磁二次场,并引入各向异性最佳匹配层（PML）吸收边界条件作为二次场边界条件,实现了耦合PML吸收边界条件的三维大地电磁二次场有限差分正演模拟.为了确保正演的稳定性和效率,QMR求解器和磁感应矢量散度校正技术被用于PML吸收边界条件下系数矩阵的快速求解.三维模型正演响应表明,基于二次场的三维大地电磁有限差分算法具有较高的计算精度和可靠性.通过计算分析不同PML吸收因子条件的大地电磁正演结果,显示在适当的吸收因子下,PML吸收边界条件可较大幅度的减小外边界距离,从而有效的压缩模型求解空间,最终提高三维大地电磁正演模拟的效率.

     

基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移

相对于传统的逆时偏移,最小二乘逆时偏移具有更高的成像质量,这种改善是通过迭代反演来获得的,另外其精度与效率依赖于求解波动方程算法的精度与效率.本文给出了基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移的方法,该方法能够充分结合最小二乘算法与非结构化网格精细刻画地下界面以及随速度自适应剖分的优点;并采用带补偿的拉普拉斯滤波算法,来消除梯度计算中的低频噪声,从而加速目标函数的收敛速度.通过简单倾斜模型以及复杂Marmousi模型测试,显示了该方法的有效性和潜力.