微分算子展开与耦合势三维有限体积法快速计算随钻超深前视电阻率测井响应非线性Born逼近

本文将非均质各向异性地层中电磁场耦合势Helmhotz方程分解为各向异性背景场方程与散射场方程,并应用算子展开技术推导出耦合势Born级数解,建立一套三维非均质各向异性地层中随钻超深前视电阻率测井响应各阶散射电磁场与非线性Born逼近的有效计算方法.首先,利用传输线法与二维插值技术确定背景电磁场空间分布,得到零阶Born逼近解,然后根据电磁场耦合势的Born级数解推导出各阶散射电磁场方程与递推关系,通过三维有限体积法实现各阶散射场耦合势方程的离散,在此基础上结合MKL PARDISO并行技术,通过递推方式逐步计算各阶散射电磁场,并根据Born级数部分和确定不同阶次的非线性Born逼近.最后利用数值模拟结果对正演算法加以检验,并深入研究分析各阶散射场的变化特征与Born级数的收敛性质.

     

涠西南凹陷X油田中块渐新统储层碳酸盐胶结物特征及孔隙演化模式

为了寻找南海北部湾盆地涠西南凹陷开发有利区,指导剩余油挖潜,以X油田中块渐新统涠洲组三段 (E3w3) 碎屑岩储层碳酸盐胶结作用为研究重点,并以凹陷中心和断裂附近为两大主体区域开展研究工作,通过粒度分析、薄片显微镜下鉴定、阴极发光、扫描电镜、岩芯常规物性分析及单井成岩作用数值模拟等技术手段,深入研究了碳酸盐胶结物类型、含量及分布特征,明确了涠洲组碎屑岩储层孔隙演化模式。结果表明,研究区涠洲组储层碳酸盐胶结物以方解石和白云石为主,主要形成于成岩作用早期阶段。受断裂分布和热流体活动影响,在平面和垂向上,碳酸盐胶结物分布特征具有明显规律性。断裂附近区域储层中碳酸盐胶结物更为发育,其损失孔隙占比约22.6%,占总胶结物损失孔隙度的67.0%;洼陷中心区储层中碳酸盐胶结较弱,其损失孔隙占比约7.9%,占总胶结物损失孔隙度的39.9%。因此,洼陷中心弱胶结作用区碎屑岩储层储集物性较好,可作为油气藏开发有利区的首选目标。     

涨落潮对海湾内新建人造沙滩稳定性的影响

为提高海湾内人造沙滩稳定性,以宁波西沪港北岸人造沙滩为研究对象,结合已有试验段人造沙滩退化过程,分析了沙源流失原因,并以此优化拟建段人造沙滩的位置,再通过波浪-泥沙物理模型试验,研究了不同强度波浪和潮位过程对拟建段人造沙滩稳定性的影响。结果表明：波浪和人造沙滩存在夹角时,沙滩前会存在明显的纵向沿岸输沙;人造沙滩建造后首年,平常浪作用1年对人造沙滩稳定性影响可能会大于单次台风浪对沙滩的作用;常浪作用下涨落潮引起的沙滩前沿水下沙坝发育过程不同,落潮水位过程波浪对沙滩的侵蚀大于涨潮水位过程;人造沙滩前落潮流和波生沿岸流方向一致,会加速沙滩侵蚀,当落潮流作用大于涨潮流,则会进一步导致沙滩严重退化。     

顾及有色噪声的GNSS时间序列时域信号提取

随着大型地震的发生,GNSS时间序列中除线性趋势和周期信号外,还存在大量震后瞬态,准确地提取各项时域信号是运用GNSS时间序列进行地学研究的关键.为此,本文提出了顾及有色噪声的GNSS时间序列时域信号提取法.该方法首先基于白噪声（White Noise,WN）+闪烁噪声（Flicker Noise,FN）模型,使用最大似然估计（Maximum Likelihood Estimation,MLE）对震前GNSS时间序列进行参数估计,并根据参数估值来去除震后时间序列中的震前信号,以此获取残差序列;然后将残差序列作为求解特征时间尺度的观测量,WN+FN模型作为观测量的随机模型,并采取非线性最小二乘法（Non-linear Least Squares,NLS）法估计特征时间尺度;最后利用估计的特征时间尺度构建GNSS时间序列函数模型,并采用MLE估计其未知参数,进而实现时域信号的提取.经模拟数据分析,考虑有色噪声时,特征时间尺度估计算法的收敛性提高了25%,各项未知参数的标准差（Standard Deviation,STD）显著下降.最后,将该算法应用于日本区域实测数据,并与传统方法进行了对比分析.

     

黄海近岸锋面的时空变化及其对沉积物输运和沉积的影响

利用2010和2012年黄海海域不同季节的航次观测数据与HYCOM模式再分析数据进行了比对,检验了HYCOM模式的水体温度数据在黄海海域的适用性。据此分析了黄海海域的温度锋面和混合锋面的时空变化。结果显示,温度锋通常在秋季开始出现,在冬季最为发育,在春季逐渐消失;黄海混合锋面与季风活动密切相关,主要在秋季开始出现,在冬季发育。悬浮沉积物基本上集中在温度锋的向岸一侧,难以跨越锋面输运。山东半岛成山头海域的温度锋在形态及空间位置上与泥质沉积区相对应,沉积中心(厚度40 m)主要分布在温度锋的西侧,而在其东侧泥质沉积厚度快速减小。研究结果发现,秋冬季节混合锋与温度锋的空间位置并不一致,混合锋位于温度锋的西侧,强烈混合使得沉积物不易沉降,对应泥质沉积厚度小;而在混合锋东侧,悬浮沉积物浓度高且水体层化显著,沉积物易于沉降堆积,与泥质沉积中心对应。混合锋与温度锋的空间分布差异与共同作用可能是该区域泥质沉积体"Ω"形态发育的动力学机制。     

模型预测多次波衰减技术及其在莺歌海地区的应用

莺歌海盆地是中国海域新生代主要含油气盆地之一。盆地内超压沉积现象分布广泛,超温超压现象普遍。由于超温超压现象的存在,导致其多次波与有效波在速度上更接近,衰减难度更大。通过合理利用基于波动理论的多次波建模方法并组合其他方法有效衰减了浅水多次波。莺歌海地区的应用实例证明了该方法的有效性,不仅较好地衰减了多次波,提高资料信噪比,同时提高了地震数据的分辨率,改善了资料的波组特征。     

黄土高原西部地区黄土地层有机质主要来源分析

黄土有机质的主要来源是决定其稳定碳同位素(δ 13 Corg.)能否应用于重建过去C3/C4相对丰度变化及相应的古气候变化的关键基础科学问题。如若黄土地层当中的有机质主要由粉尘携带而来, 而非当地植被, 显然其δ 13 Corg. 不是一个局地植被过去C3/C4相对丰度变化及古气候变化的良好指示器。本文对黄土高原西部地区(六盘山以西)新获得和已发表的相关数据进行综合分析, 尝试对该地区黄土有机质的主要来源进行定量的分析。结果表明, 总体而言, 该地区黄土地层有机质主要来源于当地植被, 由粉尘携带而来的有机质贡献量不超过8 %, 所造成的有机碳同位素变化幅度不超过1.7 ‰ 。这些结果说明该地区的黄土地层有机质δ 13 Corg. 是可以用来重建过去C3/C4植物相对丰度及相应的古气候变化的。为了更精确的重建, 后续的工作应当更多考虑粉尘搬运过程当中的有机质输入以及粉尘沉积之后的微生物活动的可能潜在影响。     

地震滑坡危险性概念和基于力学模型的评估方法探讨

在我国大陆地区运用基于力学模型的Newmark位移分析方法开展地震滑坡危险性定量评估,尚处在起步阶段.为了进一步明确地震滑坡危险性概念和改进推广基于力学模型的评估方法,首先阐明了狭义的地震滑坡危险性预测评估与震后反演评估的关系; 同时为了应对地震应急、震后重建及潜在地震条件下的不同评估需求,初步提出了广义的地震滑坡危险性评估框架.随后申述了基于Newmark位移分析的地震滑坡危险性评估方法的理论基础、方法分类及最新进展,并以汶川地震滑坡危险性快速评估为例,剖析了目前影响评估有效性的不确定性及空间数据质量等问题,指出了基于力学模型的地震滑坡危险性评估方法的改进方向.建议开展潜在地震及其诱发滑坡危险性的耦合评估,建立适用于我国大陆地区地震滑坡位移分析的经验模型,以便为国家层面的地震滑坡危险性区划服务.     

基于CRD法的地铁大断面横通道变形规律研究

长春某地铁车站横通道采用CRD工法开挖, 具有断面大、埋深浅的特点, 有必要对地层及结构的变形情况进行研究。据此, 基于地层条件和施工过程, 利用FLAC3D程序建立工程开挖的三维动态模型, 对比实际监测数据, 进行变形规律研究。研究表明, 横纵断面地表沉降槽曲线均可用高斯公式拟合, 地表三维沉降近似呈椭圆形漏斗状, 最大沉降发生在横通道投影中心偏近马头门处, 开挖过程中, 最上层导洞对地表沉降及拱顶沉降影响较大, 约占总沉降的1/2左右, 中隔壁对洞室收敛起到了减缓作用, 故实际监测过程中应以地面沉降和拱顶沉降为主。研究结果对今后地铁大断面横通道开挖有工程指导意义。     

不同岩性组合下的斜坡地震动力响应研究

本文采用大型有限差分软件FLAC3D, 建立上硬下软, 上软下硬, 含软弱基座和不含软弱基座4种斜坡的数值分析模型, 输入阪神地震波, 分析总结斜坡的动力响应规律。计算结果表明:(1)从加速度动力响应规律来看, 无论是水平向还是竖直向, 上软斜坡均比上硬斜坡大。并且, 两种斜坡的水平向放大系数均比竖直向放大系数大, 基本在1.52.0倍之间。(2)从位移规律上来看, 软岩相比于硬岩, 其对地震波更加敏感, 上硬下软岩性组合在强震动力作用下更易失稳。(3)从速度、位移的动力响应规律来看, 有软基斜坡地震动响应程度明显大于无软基斜坡。但是从边坡的应力变化来看, 软弱基座的存在, 一定程度上起到了吸收入射地震波能量的作用, 反而有利于边坡稳定性。