地学信息三维定量化提取与集成——以河南栾川钼矿区为例

三维地质建模与找矿靶区优选是当前国际地学研究的热点和难点。利用三维可视化技术和数学建模方法,通过自主研发GeoCube三维矿产资源预测与评价软件,实现了栾川钼矿区三维地学信息定量化提取与集成。在此基础上,开展多种数学建模方法集成对比及其网格单元划分的不确定性分析,认为证据权法具有稳健的三维空间集成分析特征,其三维环境中的预测远景靶区为该区深部找矿定位、定量研究提供了科学依据。研究成果为中国老矿山深部成矿定量预测技术方法研究提供借鉴。     

利用钻孔资料确定岩层产状

过去确定某深度岩层产状是通过建立标志层,且把它在三个不在一条直线上的相邻钻孔中出理的深度换算成绝对高程后,用“三点法”几何求解,或者经过对地表岩层产状的系统测量和分析推测得出。本文将介绍利用一个钻孔连续三次进尺(我任意三个钻孔)的资料,用“数学计算法”求其深度岩层的产状,并且对一个钻孔从上到下每三次进尺迭进计算一次,确定钻孔经过的岩层、褶皱轴面、断层面产状及断层性质,编出完整的钻孔剖面。     

低坝影响下的流场与淤积形态特性试验研究

为研究径流式低坝影响下的水流流动与泥沙淤积特性,开展水槽试验,基于图像测量技术,获取并解析坝附近区域流场信息及典型淤积形态。结果表明：坝前附近流段纵向流速在垂线上出现衰减区,减幅随水流强度增大而减小;坝顶断面纵向和垂向流速沿垂线的分布均呈现显著的分区特性,分区界限几乎不受水流强度的影响;随坝顶水深增加,坝下游漩涡涡心向下游及河底移动,面积和强度皆增大;坝上游淤积形态特性对水流强度的变化非常敏感,在较低强度来流下,呈接近坝体的稳定曲面斜坡,而在高强度来流下,不形成稳定淤积体;坝下游形成动态稳定的淤积斜坡,纵剖表面线呈抛物线规律,随来流强度变异程度小。     

地震学中非线性预测方法的初步研究

介绍了近年来地震预测学中非线性理论和非线性方法的研究趋势和最新研究进展。在非线性数学模型的研究中，较为成功地将非线性门限模型，指数模型、具有长程关联自回归模型等应用于地震的中期预测上，在分形研究上，明确地取代了以往的一些经验结果，使对地震的活动的经验统计关系上升到分形的理论，在研究地震的动力学机制中，以多滑块－弹簧模型为代表，模拟地壳上地震断层运动机制和事实，建立了粘滑摩擦情况下的参数动力学方程。     

菊花石生长几何模型

通过与ＤＬＡ模型类比,建立起一个菊花石生长几何模型,分析了菊花石生长过程中的“间距分叉”现象及花瓣间距Ｈ的演变规律及速率,并对比分析了菊花石实际形貌与生长模型形态的异同和原因。     

城市暴雨内涝数学模型的研究与应用

以城市地表与明渠、河道水流运动为主要模拟对象,研制了模拟城市暴雨内涝积水的数学模型。模型以平面二维非恒定流的基本方程和无结构不规则网格划分技术为骨架,同时,针对小于离散网格尺度的河道或明渠,应用了一维非恒定流方程的算法。采用分类简化处理的方法,将通道分为河道型、路面型、特殊通道型(城市内的二级河道),根据不同类型简化动量方程,求任意网格各个通道上的单宽流量。采用一维非恒定流方程模拟地下排水管网内的水流,并给出泵站、闸门、淹没出流管道等排水系统的处理方法。根据无结构不规则网格的设计思路,按照天津、南京、南昌三市的地形地貌特征分别设计多边形的计算网格。介绍了城市面雨量的计算方法以及数学模型在天津市、南京市、南昌市的应用情况和误差分析。     

水文等值线图特征要素提取研究

阐述了特征要素对水文等值线图网格化的重要性.通过比较分析两种经典的数学形态学骨架提取算法的应用效果,认为最大数字圆盘定义的骨架更接近于水文等值线图的特征要素分布.针对由最大数字圆盘算法得到的骨架线存在的一些不足,对其作消噪、粘合和细化等进一步改进处理.对相关结构元素的形状和大小给出建议.     

浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁”结构模型研究

西部地区拥有储量最大的浅埋煤田,煤层顶板主要特点是基岩薄,地表为厚砂土层。浅埋煤层采动后,上覆岩层垮落运动将直接波及地表厚砂土层,引起采场强烈来压及地表塌陷等灾害。通过物理模拟试验,揭示了厚砂土层贯通地表裂缝的形成和发展规律,发现地表厚砂土层初次垮落的“拱梁”和周期垮落的“弧形岩柱”结构。通过建立厚砂土层“拱梁”结构数学模型,得出了“拱梁”内的应力分量,并给出了厚砂土层破裂的判据和出现拉裂缝的位置,为确定周期性“弧形岩柱”的有关参数提供了依据,为工作面顶板压力控制和地表塌陷的分析提供了基础。     

中国云台山世界地质公园的新构造运动特征

云台山是一处以崖墙、瀑布为主体的山水地貌型世界级地质公园,其多层分布的崖墙、深邃幽静的峡谷和谷中谷现象等对研究云台山地区的新构造运动,具有重要的指示意义。云台山地区的新构造运动,不仅具有间歇性抬升特征,而且具有差异性、掀斜性抬升特征。形成了黄河南移、河流同步弯曲等现象和复杂的地貌景观。     

页岩油藏多段水平井压后关井阶段压力扩散数学模型研究

多段多簇水平井压裂技术作为页岩油藏的重要开发手段已经得到了广泛认同,压后关井能充分发挥渗吸的作用,提高单井压后产量,但目前压裂液渗吸作用区域一直是困扰油藏工程师的重要难题。本文以陇东页岩油藏多段压裂井为研究对象,基于物质平衡原理,利用渗流力学和岩石力学理论,建立了压裂施工过程中和压后关井过程中流体压力扩散数学模型,研究了压力扩散和压裂液波及体积随时间的变化关系。结果表明：压裂液波及体积随关井时间的增加逐渐增加,但增加的幅度会逐渐降低。储层渗透率越小,孔隙度越大,压裂施工时间越长,关井阶段井底压力越高,地层能量越高。该结果可为页岩油藏最佳关井时间的确定提供理论支持。