利用GCITEM-IGGCAS模拟DE2潮汐Hough波模对电离层的影响

本文利用GCITEM-IGGCAS模式,从电动力学耦合作用和直接上传两种作用方式,详细模拟研究了DE2潮汐4种Hough波模分量对电离层的影响.我们将不同种类的Hough波模分别输入到模式当中作为底层边界条件,驱动模式模拟得到电离层的电子密度变化,从中分离两种作用机制的响应进行分析.模拟结果发现电离层对DE2的4种Hough波模的响应都表现为半年变化,波峰出现在春季和秋季,波谷则出现在冬季和夏季.一天的变化特性上,赤道对称波模的响应出现明显的4个峰值和谷值,其他3种波模响应主要表现为一个峰值和谷值.4种波模当中赤道对称波模对电离层的作用最为明显,占据主导地位,对电离层的影响表现为波动效应,其中3波分量的响应最强,主要由电动力学作用控制.其他3种波模对电离层则是削弱作用.本研究可以帮助我们更深刻的理解非迁移潮汐对电离层的作用方式和效果.

     

矿化度界面对震电测井波场的影响

震电测井的现场试验中测得电磁首波幅值大于伴随电场幅值,这种情况在前人的理论模拟和模型井测量中从未出现.本文研究矿化度界面对震电测井波场的影响,基于Pride方程和边界连续条件模拟了震电测井波场,其中井外孔隙地层可以视为均匀的或者是径向分层的.计算结果表明：对于均匀孔隙地层,当井内流体矿化度大于井外地层孔隙流体矿化度时,电磁首波幅值可以比伴随斯通利波的电场幅值还大;井内流体矿化度与井外地层孔隙流体矿化度的比值越大,电磁首波相对伴随斯通利波的电场的幅值越大.对于径向分层地层,当井内流体矿化度大于内层地层的孔隙流体矿化度时,电磁首波幅值可以比伴随斯通利波的电场幅值还大;当外层地层矿化度小于内层地层矿化度时,电磁首波幅值可以比伴随斯通利波的电场幅值还大;增加内层地层厚度,电场全波幅值减小,电磁首波相对伴随电场的幅值减小.本文的模拟结果表明,震电测井中确实会出现电磁首波幅值比伴随电场幅值还大的情况,这对于解释震电测井的测量结果具有指导意义.

     

阿曼前陆盆地构造-沉积特征及其对油气成藏的控制

晚白垩世阿曼造山运动影响了被动陆缘和主动陆缘两种沉积体系, 控制了周缘鲁卜哈利和阿曼盆地的油气富集。为明确阿曼造山构造全过程与周缘地区沉积-成藏条件的作用关系, 通过构建区域地质-地震剖面, 细化阿曼山构造演化阶段和时空差异, 梳理前陆盆地不同构造单元的沉积耦合特征; 基于岩心、薄片、微米CT和地球化学、地震资料, 总结了阿曼造山运动对白垩系关键地质要素和多类型岩性圈闭的控制作用。研究表明, 阿曼山所处的阿拉伯板块东北缘在白垩纪至古近纪经历了被动陆缘晚期、洋壳仰冲、前陆造山三个演化阶段, 垂向构造体系经历了断垒向压扭或逆冲断层的演化, 空间应变具由北东向南西逐渐减弱的特征。阿曼前陆盆-山体系主要影响了Lekhwair隆起带周缘的前渊-斜坡及隆后单元的构造-沉积过程, 白垩系垂向上记录了被动陆缘稳定沉降、主动大陆边缘挠曲剥蚀和稳定沉降等三期沉积建造。晚白垩世挤压应力控制了两阿(阿联酋、阿曼)优质储层进一步改造和礁滩、断块、岩溶及不整合等多类型圈闭的定型。研究工作系统梳理了阿曼造山运动控制下的白垩系沉积-成藏特征, 为多类型岩性圈闭机理研究和精细勘探提供启示。

     

英吉苏凹陷英南2气藏天然气成因判识

依据英南2井天然气组分特征、碳同位素特征及成藏时间等方面的研究,对英南2气藏成因进行了探讨,认为英南2气藏为一经后期调整的次生气藏。天然气为奥陶纪晚期—志留纪早期生成并保存在志留系和奥陶系上部储层中的凝析气、原油伴生气和加里东末期生成的干气的混合气,也可能有一些原油裂解气的混入。石油伴生气和凝析气是英南2井天然气高氮、富集重烃的根本原因。后期裂解干气的注入是英南2井天然气碳同位素较重的主要原因之一。扩散作用在华力西—印支期这一漫长地质时间内为奥陶系和志留系气藏保持其湿气藏特征和氮气的富集起到了重要作用。喜马拉雅晚期,古生界气藏沿断层运移到侏罗系聚集成藏,并在进入侏罗系储层后有少量的煤成气混入,进一步使天然气碳同位素变重。     

浅层有限频率面波成像中的3D灵敏度核分析

本文利用面波散射的模式耦合方法,基于波恩近似和远场假设,研究了有限频率面波三维灵敏度核,针对面波在工程应用中常遇到的水平分层的背景介质模型,计算了介质扰动引起的面波相位和幅度扰动的三维灵敏度核,分析了模式耦合对三维灵敏度核的影响.结果表明,仅考虑模式自身耦合的JWKB近似,介质密度和波速扰动引起的三维灵敏度核可以蜕化为面波相速度扰动的二维灵敏度核,有限频率面波成像和传统基于射线的方法类似,可以分两步进行,只需在纯路径反演过程中将基于大圆路径假设下的一维灵敏度核用二维灵敏度核取代.如果交叉模式耦合的影响不能忽略,在反演时必须引入三维面波灵敏度核,直接对介质参数进行反演.     

复合型滑坡固液耦合过程数值模拟分析——以无山坪滑坡为例

固液耦合作用是碎屑流向泥石流转化形成复合型滑坡灾害的关键因素, 会导致成灾范围和规模放大, 是防灾减灾领域研究中的热点和难点问题之一。文中采用自主研发的滑坡后破坏数值模拟平台(LPF3D, Landslides post failure 3D), 以2014年9月强降雨诱发的重庆奉节无山坪滑坡为例, 探讨了滑坡在水动力作用下远程成灾的动力过程, 揭示了固液耦合影响机制。研究结果显示: 水动力作用在滑坡运动过程中主要体现为液化和拖曳两种, 两种力学作用的增程效应明显, 往往使得碎屑流转化为泥石流, 导致远程成灾; 基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的两相耦合计算模型, 考虑流体状态方程、固体黏塑性本构方程和相间作用力的共同影响, 基本还原了强降雨条件下重庆奉节无山坪滑坡两相运动过程; 数值计算结果显示无山坪滑坡最大运动速度为34 m/s, 最大堆积厚度为21.5 m, 堆积面积为0.12 km2, 最远运动距离为1300 m, 模拟结果同实际滑坡的堆积形态基本一致。综上认为, 在高位远程滑坡风险调查与预测过程中, 需充分考虑强降雨工况下孔隙水压力和固液相间作用, 基于LPF3D方法的数值模拟为高位远程滑坡的风险定量评估提供了依据。     

频率域声-弹耦合地震波波动方程有限差分方法

本文针对声-弹耦合介质,为尽可能的减少频率域正演模拟的计算内存,提高计算效率,在一阶非均质位移-应力波动方程的基础上,借助等效交错网格思想并充分考虑密度参数空间变化对地震波传播的影响,推导了声-弹耦合地震波波动方程.在流相介质和固相介质中分别采用非均质情况频率域二阶声压标量波、二阶纯位移控制方程,为保证流、固相介质间地震波能量的稳定传输和有效交换,提出了声-弹耦合界面转换过渡层方法,并详细阐述了过渡层与上下介质空间差分具体耦合方法.在与非均质纯位移波动方程正演结果对比分析的基础上,首先采用各向同性单层流相介质模型进行正演模拟验证了声-弹耦合方程数值模拟中过渡层策略的有效性和准确性,随后又数值模拟了地震波在声-弹耦合介质简单模型和复杂Marmousi2模型中的传播,验证了本文方法稳定性和准确性,同时该方法可以简单的推广到三维情况.

     

岩体冻融过程中水热耦合非线性分析

针对工程地质和岩土工程中所涉及到的冻害问题,在质能平衡的基础上,充分考虑冻结岩体的热传导、水和岩体存在的热交换以及水热梯度共同作用下水分的迁移与转化,建立了水热耦合的非线性控制方程;对寒区大阪山隧道围岩的温度场和水分场进行数值模拟,并分析其水热耦合迁移规律.模拟结果表明:隧道围岩水分受冻结抽吸力和温度梯度的作用发生迁移,在隧道边墙处渗流速度最大;在考虑水分场时,隧道围岩的冻结圈将变薄,而且随着水分场中渗流系数的增大将更加变薄,水分场在很大程度上影响温度场的分布;为了减少冻害对寒区工程的破坏,应采取良好的保温措施.模拟结果与现有研究成果和工程经验类似.     

岩石流变力学的研究现状及其发展方向

从岩石单轴压缩流变试验、多轴压缩流变试验、拉伸断裂流变试验、岩体及结构面的剪切流变试验、以及流变试验中的各种影响因素等来评述岩石流变试验的研究进展。同时从经验模型、元件模型、损伤断裂模型、基于内时理论的流变模型以及弹粘塑性模型等来对岩石流变本构模型的发展进行了回顾。最后, 指出复杂应力路径下岩石的非线性流变、水力-应力耦合情况下的岩石流变、考虑各向异性的岩石流变等方面是今后需要进一步深入研究的问题。     

声电效应测井的有限差分模拟

本文研究声电效应测井波场的有限差分模拟算法.忽略井外地层中诱导电磁场对孔隙弹性波的影响,将求解动电耦合波方程组的问题解耦,先计算孔隙弹性波,再计算其诱导电磁场.基于轴对称柱坐标系下的速度-应力交错网格,采用时域有限差分计算井孔流体声波和井外地层孔隙弹性波.将电磁场近似看作似稳场,基于轴对称柱坐标系下的5点式有限差分网格,求解不同时刻的电位Poisson方程,计算诱导电场.结果表明：本文算法可准确模拟频率6.0 kHz的声电效应测井全波;在声波测井频率范围内,电导率、动电耦合系数和动态渗透率的低频近似对伴随电磁场的计算影响不大;地层水平界面导致伴随反射斯通利波的电场和显著的界面电磁波,后者对于探测地层界面具有潜在的应用价值.