桩基瞬态动测响应的数学模型及基本特性

根据桩在瞬态激振方式下的阻尼波动方程,本文分别给出端承柱与浮承桩的振动初始条件和边界条件,并导出了两类桩瞬态动测响应的数学模型.通过与试验桩实测响应的对比,证明所建立的数学模型是正确的.文中还分析和讨论了桩的瞬态动测响应的五个基本特性,为动力测桩的参数估计提供了较严格的理论依据.     

可用于复杂地质体的波动方程基准面技术

提出改进的波动方程基准面方法,用于解决地表一致性问题,通过基准面的下移,可以使深部的信号增强,变多值走时为单值走时,从根本上消除了上覆层速度横向不均匀的影响,从而可以更好地解决复杂地质体成像问题。作者从原理上对上述观点给予了证明,而且给出利用波动方程基准面有限差分法做的实例－－大庆油田“陆相断隐模型”。     

基于波场外推压制水层多次波

重点讨论了基于克希霍夫积分的波场外推方法预测水层多次波的方法原理及具体的数值实现.自适应减法是波动方程方法压制多次波的另一个重要方面,考虑到Monk提出的带约束的互均衡化算法在复杂模型情况下压制效果不是很理想,本文对其算法进行了改进,提出了基于矩形窗和海宁(hanning)窗的分段匹配算法,模型算例的处理结果表明,改进后的算法具有一定的优越性.     

Kirchhoff波场延拓在OBC记录海水层基准面校正中的应用

莺歌海盆地是南海西北部一个重要的含气盆地,大量含气带导致了常规地震资料中出现纵波地震反射模糊带,海底电缆(OBC)探测被作为揭示该区含气带特征的新方法。OBC探测能够提供更多的信息,然而由于它具有不同于海面拖缆观测方式:它的炮点和检波点不在一个基准面上,地震波沿不对称路径传播,不能直接采用常规地震数据处理方法处理,为此需要进行基准面校正将炮点和检波点校正到同一基准面上。常用的基准面校正方法包括静校正、Kirchhoff波场延拓法等,文章采用Kirchhoff波场延拓法对莺歌海盆地的OBC资料做基准面校正,并与静校正方法对比,结果表明,静校正方法对浅层速度分析造成的误差较大,超过10%;Kirchhoff波场延拓则保持了正确速度,并得到了目标基准面的正确波场。     

基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析

地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型,尤其是复杂近地表模型,波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应,理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而,波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级,严重制约了波动方程走时层析技术的三维实用化.为解决波动方程走时层析中遇到的计算和存储问题,本文通过引入随机边界条件以及离散Fourier积分,提出了基于单频梯度反演策略的实用化三维波动方程初至层析方法.本文方法的优势在于：在计算和存储方面,相比于基于波场重构算法(需要三次波传播)的梯度计算策略,本文提出的单频梯度计算方法对内存需求极低(相对于波动方程正演,仅需要增加两个单频波场以及一个成像体),且计算量至少减少1/3(仅需要两次波传播且无需处理数值吸收边界).此外,随机边界的引入使得正演算法大幅简化因而更适用于GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)加速.在理论层面,由于影响地震波一阶散射效应的主要区域集中在连接炮检的中心射线邻域的第一菲涅尔带内,随机边界条件的引入降低了随机边界内产生的散射波的空间相关性,使得第一菲涅尔带内的单频梯度相干加强;同时,地震观测系统的多次覆盖特性有助于第一菲涅尔带外的高波数振荡相互干涉.数值实验表明,光滑处理后的单频梯度仍然保留了非常可观的低波数成分,有助于实现背景速度反演.此外,三维复杂模型反演结果验证了本文方法能够较为准确地反演近地表速度结构.相对于传统的波动方程走时层析实现方案,本文方法在显著降低内存需求的同时进一步提高了计算效率,有望将波动方程初至层析技术推向三维实用化.

     

三维波动方程基准面校正方法的应用研究

波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代. 在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到三维. 本文采用三维频率空间域有限差分波场延拓算子以“逐步－累加”的方式实现了三维波动方程基准面校正,并对实际数据进行了处理. 对于西部某三维数据的实际计算结果表明,相对于传统的模型法高程静校正,波动方程基准面校正更合理地实现了基准面校正,有助于提高后续的速度分析精度和成像质量.     

桩基瞬态动测响应的数学模型及基本特性

根据桩在瞬态激振方式下的阻尼波动方程,本文分别给出端承柱与浮承桩的振动初始条件和边界条件,并导出了两类桩瞬态动测响应的数学模型.通过与试验桩实测响应的对比,证明所建立的数学模型是正确的.文中还分析和讨论了桩的瞬态动测响应的五个基本特性,为动力测桩的参数估计提供了较严格的理论依据.     

Propagation of a strong cylindrical shock wave in a rotational axisymmetric dusty gas with exponentially varying density

Non-similarity solutions are obtained for one-dimensional isothermal and adiabatic flow behind strong cylindrical shock wave propagation in a rotational axisymmetric dusty gas,which has a variable azimuthal and axial fluid velocity.The dusty gas is assumed to be a mixture of small solid particles and perfect gas.The equilibrium flow conditions are assumed to be maintained,and the density of the mixture is assumed to be varying and obeying an exponential law.The fluid velocities in the ambient medium are assumed to obey exponential laws.The shock wave moves with variable velocity.The effects of variation of the mass concentration of solid particles in the mixture,and the ratio of the density of solid particles to the initial density of the gas on the flow variables in the region behind the shock are investigated at given times.Also,a comparison between the solutions in the cases of isothermal and adiabatic flows is made.     

Imaging low-velocity anomalies with the aid of seismic tomography

Theoretical considerations (Snell's law) suggest that low-velocity fanomalies are undersampled and therefore should be poorly resolved by inversion schemes based on ray-tracing methods. A synthetic study considering a 40×20 m low-velocity anomaly (300 m/s) placed at the center of a 400×50 m block with gradient background velocity model (from 3000 m/s at the surface to 4000 m/s at the base) indicates that the low ray density in ray-tracing coverage diagrams of tomographic inversion studies can be used as evidence for the existence of low-velocity anomalies. Combined normal incidence seismic reflection images and the velocity models obtained by tomographic inversions of first-arrival travel times form an efficient scheme to resolve low-velocity anomalies such as fracture zones. Furthermore, the velocity models derived from tomographic inversions are used in a wave equation datuming algorithm to account for statics caused by a strongly laterally variable shallow surface (weathering) layer and provide seismic reflection images of fracture zones (low-velocity anomaly) within a granitic pluton.