复杂地形下高密度激电法2.5维有限单元法数值模拟

目前三维有限元模拟计算量大,计算效率低,对计算机要求较高,2.5维模拟是三维问题的简化,较好地克服了上述问题。在高密度激电法模拟中,模拟的点数一般较大,要求程序计算效率高,因此对高密度激电法2.5维模拟研究是必要的。首先给出了2.5维稳定电流场的边值问题及对应的变分问题;为了能更好模拟复杂地形对极化率异常的影响,采用三角形网格,有利于模拟复杂地形又有利于将其应用于反演计算。推导了基于连续电性介质的2.5维稳定电流场的有限元法,利用等效电阻率法,编制了2.5维高密度激电法有限元模拟程序,计算了水平地形及起伏地形下的极化率异常模型,并验证了方法的可行性,分析得出了山谷地形比山脊地形对极化率观测的影响大的结果。     

Rocking vibrations of a rigid embedded foundation in a poroelastic half‐space

This paper presents an analysis of the rocking vibrations of a rigid cylindrical foundation embedded in poroelastic soil. The foundation is subjected to time‐harmonic rocking excitation and is perfectly bonded to the surrounding soil. The soil underlying the foundation base is represented by a homogeneous poroelastic half‐space, whereas the soil along the side of the foundation is modeled as an independent poroelastic stratum composed of a series of infinitesimally thin layers. The behavior of the soil is governed by Biot's poroelastodynamic theory. The contact surface between the foundation base and the poroelastic soil is assumed to be smooth and either fully permeable or impermeable. The dynamic interaction problem is solved by employing a simplified analytical method. Some numerical results for the nondimensional rocking dynamic impedance and nondimensional angular displacement amplitude of the foundation are presented to show the effect of nondimensional frequency of excitation, poroelastic material parameters, hydraulic boundary condition, depth ratio and mass ratio of the foundation. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

长江三峡库区地震地形变监测研究

三峡地壳形变监测网络结合空间大地测量(GPS、InSAR)和传统大地测量的优点，在1998年以来的三峡工程建设期间和2003年水库首次蓄水中获取了大量监测成果。结果显示库区地壳运动的基本图像：垂直形变较为显著，主要来自因蓄水荷载而产生的形变，水平形变不明显．库区主要断层的活动性在蓄水期间有明显加强迹象。水准测量反映从1998年首期观测至2003年10月首次蓄水后的库区垂直位移．沉降范围较大；GPS给出了2003年蓄水前后库区的垂直位移，形变的范围主要集中在水库近岸区域。水准测量与GPS观测反应的垂直位移的量级基本一致，沉降的最大幅度在3～4cm左右。水准监测、GPS观测与重力监测结果有一定的对应性。从地壳形变监测与研究结果分析，近期负荷改变而诱发中强地震的可能性不大。     

Microcracks and Overpressure- Induced Fractures

The microfractures and natural fractures studies have a great significance in the hydrocarbon accumulation exploration and can be a good supporter for wide geophysical study on the major structures. This paper is a brief review on microcracks and overpressure- induced fracture. It is to discuss different views on the mechanism of fractures in the subsurface of the earth.     

水面菲涅尔反射对~761 nm叶绿素荧光估算的影响

叶绿素荧光是光合作用的有效探针,可用于海洋浮游植物的监测与定量评估。太阳诱导叶绿素荧光覆盖可见光—近红外650—800 nm,在～685 nm与～740 nm表现出两个形态不同的荧光峰特征。基于～685 nm荧光峰的叶绿素浓度反演算法较为成熟,但在高悬浮物和高叶绿素浓度的水体中,算法的有效性不足。基于叶绿素荧光在氧气吸收谱段(O2-A)的填充作用,水体遥感反射率光谱～761 nm峰值中包含有太阳诱导叶绿素荧光信号,能用于水体叶绿素浓度的估算,但该反射峰形态特征还取决于传感器的光谱分辨率。本研究基于不同光谱分辨率的大气吸收谱线特征,模拟了水体遥感反射率光谱(750—775 nm)上太阳诱导叶绿素荧光的信号响应特征;分析了利用遥感反射率(～761 nm)计算叶绿素荧光的原理,阐明了不同光谱分辨率条件下水体叶绿素荧光信号在反射光谱上的形态变化规律。采用水面以上测量法获取的离水光谱辐亮度,包含了水面的菲涅尔反射信号,由于真实的菲涅尔系数难以准确测量,这给基于～761 nm处遥感反射率峰值的荧光信号估算带来不确定性影响。研究表明,假定菲涅尔系数为0时,虽然～761 nm叶绿素荧光信号与其浓度具有较好的线性统计关系,但却带来较大的不确定性;这种不确定的影响,在低浓度叶绿素水体中表现明显,在高浓度叶绿素水体中,影响相对较小;准确估算菲涅尔系数,有助于减少这种不确定性影响。对基于遥感反射率～761 nm叶绿素荧光信号的深入探讨,将能推动未来水体叶绿素荧光的识别与利用。     

地下资源开采与诱发地震：现状与进展

页岩气、地热等清洁能源正成为全球能源开发日益重要的组成部分,也是我国未来能源产量增长的主体,对保障能源资源安全、支撑双碳目标意义重大。然而随着页岩气、地热等地下工业开采活动规模的不断扩大,由此引发的地震灾害问题正日益受到人们的关注。强化工业活动与诱发地震关系研究、管控相关诱发地震灾害风险成为全球面临的重要课题和挑战。基于此,笔者等调研了工业活动诱发地震的全球典型案例,系统介绍了不同国家(美国、加拿大和韩国)工业活动诱发地震的现状及其差异,并对流体注入诱发地震的主要途径、物理机制、相关作业参数和诱发地震关系等做了全面的综述。发现诱发地震不仅与流体注入参数(体积、速率等)相关,还受控于特定的区域地质背景和断裂条件。合理管控地震灾害风险、促进相关能源的开采,应该统筹开采区地质地球物理的综合调查和开采过程的动态监测。     

含水率对岩石电荷感应信号影响规律研究

水是诱发矿井灾害的主要因素之一,研究水?岩相互作用下的岩石破坏电荷信号,可丰富矿井水引起灾害的监测方法。为研究含水率对岩石破坏电荷感应信号的影响规律,基于损伤理论推导了岩石损伤破坏力?电耦合模型,得到了感应电荷量与岩石力损伤和水损伤的理论关系。利用自主研制的电荷感应信号数据采集系统,对不同含水率条件下的岩石试样进行了单轴压缩电荷感应信号监测试验,分析了水对岩石力学性质和岩石破坏过程中各阶段电荷感应信号的影响规律,并对含水率影响感应电荷产生的机制进行了讨论。结果表明：岩石变形破坏过程中的电荷感应信号与岩石的损伤程度有关,累积感应电荷量与感应电荷总量的比值可以表示岩石在水和力作用下的损伤量,且含水率越高,试样越易在较低的应力下产生大量的电荷感应信号。不同含水率岩石的宏观破坏特征明显不同,随着含水率升高,岩石的抗压强度降低,裂隙发育,岩石破坏形式由单剪式破坏向张拉和剪切混合破坏转变。电荷感应信号分布形态上,含水率的升高使得高幅值电荷簇数增加,并向弹性阶段发展,且高幅值电荷感应信号主要分布在弹性阶段后期和塑性阶段。感应电荷量上,随着含水率的升高,弹性阶段的感应电荷释放量占比逐渐增大,塑性阶段占比逐渐减小,两阶段的感应电荷量之和占试样变形破坏过程中产生感应电荷总量的90%以上。水通过弱化岩石颗粒和渗透压作用,使岩石在较低应力下产生或扩展裂隙,感应电荷信号更丰富。     

日喀则蛇绿岩研究中的几个问题

日喀则蛇绿岩是中国最著名的蛇绿岩,但是,许多问题存在争论,许多现象没有搞清楚。文中讨论了日喀则蛇绿岩中一些重要的现象以及对目前发现的许多矛盾如何考虑的问题。例如,(1)日喀则蛇绿岩中是否存在席状岩墙群?是否存在席状岩床群?本文认为,席状岩墙群应当是存在的,因为有不对称冷凝边出现。而席状岩床群可能是有问题的,岩床作为侵入体可以出现在许多地方,但是,蛇绿岩中不可能出现席状岩床群,尤其还把它作为蛇绿岩岩石组合的一个单元。笔者认为,所谓的席状岩床群可能是席状岩流群,它不是一个独立的单元,是玄武岩单元下部的成员。(2)日喀则蛇绿岩是否统统是蛇绿岩是一个需要考虑的问题,雅鲁藏布江东西两段出现的岩石组合及其产出背景与日喀则地区的蛇绿岩明显不同,其中有些可能未必是蛇绿岩。(3)自1972年彭罗斯会议以来,蛇绿岩研究发展到现在,可能已经进入了一个关键时期。文中回顾了蛇绿岩的定义及其构造意义,指出1972年彭罗斯会议关于蛇绿岩的定义仍然是适用的。蛇绿岩可以概括为洋壳+地幔,这个洋壳来自板块扩张脊,是年轻的;这个地幔是大洋岩石圈地幔,也可能保留有古老岩石圈地幔的印记。蛇绿岩产于板块扩张脊,这是蛇绿岩构造含义的唯一解,蛇绿岩不存在多解性。(4)日喀则蛇绿岩的许多基本观点主要是法国学者提出来的,如关于岩床群的见解,慢速扩张的见解等。但是,上述见解是否都是对的是需要思考的。日喀则蛇绿岩具有得天独厚的条件,我们应当很好利用这个条件,努力把我们的研究做好,为全球蛇绿岩研究贡献我们的一份力量。     

某铅锌尾矿库对地下水环境影响及防治措施

铅锌尾矿的浸出液中含有重金属等对地下水环境有重要影响的污染因子。利用地下水数值模拟专业软件GMS,结合研究区水文地质条件,对不同工况下地下水环境的影响程度及范围进行模拟计算。结果表明,达到Ⅱ类工业固体废弃物处置场规定的防渗要求条件下,尾矿库运行浸出液下渗量有限(2.8 m3/d),并不会使区域地下水超出《地下水质量标准》Ⅲ类标准,而防渗层仅出现10%破损时,浸出液下渗量为(97.22 m3/d),使地下水下游方向50 m内地下水中Pb超出Ⅲ类标准,超标范围约0.0375 km2。反映出该类处置场中的防渗措施是对地下水环境保护的重要保证。