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本文提出了一维垂直各向异性(VTI)介质倾斜偶极源频率域海洋可控源电磁(CSEM)资料高斯-牛顿反演方法.在电阻率各向异性介质水平偶极源和垂直偶极源海洋CSEM正演算法的基础上,利用欧拉旋转方法,实现了各向异性介质倾斜偶极源海洋CSEM正演算法.海洋可控源电磁场关于地下介质横向电阻率(ρ_h)和垂向电阻率(ρ_v)的偏导数(即灵敏度矩阵)是解析计算的,结合垂直各向异性介质横向电阻率与垂向电阻率的关系,将各向异性率融入到正则化因子选择中,实现了正则化因子的自适应选择.理论模型合成数据和实测资料反演算例表明,我们提出的反演方法能够较准确的重构海底围岩和基岩的各向异性电阻率以及高阻薄层的埋藏深度、厚度和垂向电阻率. 相似文献
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在研究大地电磁响应函数频散关系的基础上,构制了一套滤波系数算法,以用于由一套视电阻率资料估算相应的阻抗相位.理论模型和实际大地电磁观测资料的数字试验表明,该法是行之有效的.由频散关系估算的相位值与观测的相位资料的比较,可用于检验观测资料是否满足频散关系.利用经频散关系校正的阻抗相位值,进行大地电磁阻抗的联合反演则可望获得更为可靠的结果.研究了观测频带相互衔接的电偶源频率电磁测深和大地电磁测深视电阻率的一维联合反演问题.对两个实测点两种电磁法的观测资料进行了联合反演试验,与钻井资料对比表明,所获得的电性分层参数是较为可信的.在补充了由频散关系获取的电偶源频率电磁相位资料后,对于两种电磁法的视电阻率————阻抗相位、阻抗实部视电阻率-阻抗虚部视电阻率进行了拟大地电磁反演,获得了相近的反演结果. 相似文献
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目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源(磁型/电型)的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本文推导了一套正演算法,可用于研究任意方向(方位角和倾角)、大小和位置的一个或多个偶极源在地壳或岩石圈-大气圈-电离层(Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere, LAI)模型中产生的电磁波场的传播特征.基于多源组合,该算法可进一步拓展到线电流源和面电流源的电磁响应的计算.本文给出了水平、垂直和倾斜电偶极源响应计算的实例,并针对不同类型的偶极源激发下的地中、地面以及空间电磁场响应特征进行了初步分析.模拟结果显示,相比于单纯水平或垂直的电偶极源,地中倾斜电偶极源激发的电磁响应在地表的各场量辐射花样虽然仍可反映偶极子的方位角和空间位置,但不再具有对称性,其模式更复杂.本文提出的正演算法可用于地中低频电磁辐射源的正演模拟和反演定位. 相似文献
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海洋可控源电磁(CSEM)方法已广泛应用于地质构造研究以及海底资源探测,但其在各向异性地层中的分辨能力依然不明确.灵敏度分析是一种分析电磁场对探测目标分辨能力的有效方法,传统的地球物理反演方法也需要精确计算电磁场关于地下介质电阻率的灵敏度.在模拟和解释海洋CSEM资料时,地球物理数值模拟常在笛卡尔直角坐标系下进行,且通常假定发射源为理想的水平电偶极源.然而,在实际的海洋可控源电磁勘探作业中,由于海水运动等影响,发射源可能会发生旋转和倾斜等.复杂姿态的电偶极源可通过计算并矢量叠加三个正交方向发射源分量的电磁场以获得总电磁场,因此需三个正交方向电偶源电磁场的计算方法.本文推导了笛卡尔直角坐标系下,电阻率垂直各向异性介质中三个正交方向电偶极源电磁场表达式,并详细导出了电磁场分量关于各向异性电导率的灵敏度解析表达式.通过与各向同性算法对比,验证了本文所提出灵敏度计算方法的正确性;模拟了不同方向电偶源情况下地电模型的灵敏度并分析其特征.计算结果表明,薄层将显著影响地下介质各向异性电阻率的灵敏度分布,垂直电偶源对海底地层各向异性电阻率的分辨能力高于水平电偶源,通过反演各向异性率间接恢复低灵敏度的各... 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(3)
目前国内瞬变电磁数据处理与解释主要停留在一维阶段,但实际数据均来自地下三维结构.针对这一现状,本文采用三维有限差分正演程序生成三维模型的瞬变电磁数据,然后利用Levenberg-Marquardt(LM)方法对数据进行一维反演,以探讨三维模型数据的一维反演效果.大定源回线数据的一维反演结果表明,当水平尺度足够大时,在测点范围内能获取异常体的准确信息,而随着异常体水平尺度的减小,所获取的异常响应会逐渐减小,测点范围内的异常体结构恢复程度也会逐渐降低,尤其当异常体水平尺度明显小于大定源尺度时,所获得的异常响应比较微弱,且单纯增加异常体的垂直尺度并不能增强异常响应.而由异常体三维效应引起的反向异常则会随着异常体水平尺度的减小而先增大,而后随着总体异常响应的减小而减小.中心回线与大定源回线一维反演结果对比表明,中心回线反演可能得到更强烈的异常响应,但对于削弱三维异常体所引起的反向异常可能没有效果,反而可能在获取更强异常响应的同时进一步放大这种反向异常.要使一维LM方法获取与真实异常体比较接近而反向异常比较弱的一维反演结果,可能需要异常体水平尺度相对异常体垂直尺度、异常体的埋深、发射线框的尺寸均比较大. 相似文献
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可控源音频大地电磁法在资源勘探等领域中发挥着重要的作用.我们把有限差分数值模拟方法用于可控源音频大地电磁三维正演,结合正则化反演方案和共轭梯度反演的思路,将反演中的雅可比矩阵计算问题转为求解两次"拟正演"问题,得到模型参数的更新步长,形成反演迭代,实现了可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法.该反演算法可用于对有限长度电偶源激发下采集到的可控源音频大地电磁全区(近区、过渡区和远区)视电阻率和相位资料进行三维反演定量解释,获得地下三维模型的电阻率结构.理论模型合成数据的反演算例验证了所实现的可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法的有效性和稳定性. 相似文献
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海洋可控源电磁法(CSEM)对海底高阻体的反映比较灵敏,可用于天然气水合物探测资料的定性解释和反演研究.海洋CSEM资料的共中心点(CMP)域转换方式,可在横向上较好地分辨高阻储层.本文提出在CMP域实现一维频率域海洋可控源电磁资料高斯-牛顿反演算法.鉴于一维反演是解释地球物理资料的基础,较于二维和三维反演方法有着更高的计算效率和更低的硬件要求,将二维模型的响应在CMP域单元内表达为一维模型的响应,进而运用一维高斯-牛顿反演解释二维海洋CSEM资料.模型数据试算表明,海洋CSEM的CMP域反演速度较快,能够实现二维CSEM资料的反演解释. 相似文献
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时程分析输入地震波的选取对长周期大跨度桥梁影响显著。本文基于规范目标谱,以MATLAB为依托,通过选取最优小波基并利用小波系数迭代法实现频域调整,使地震波反应谱不断逼近给定目标谱,最后结合相对误差和长周期拟合参数两个指标进行综合评价,选取适用于长周期大跨度桥梁的时程分析地震波,提出长周期桥梁全过程批量选波方法。将该方法应用于奉节长江大桥,与基于时域调整方法的Seismo Match选波软件对比选波效果,并将选波结果应用于背景桥梁的时程分析。结果表明,利用本文选波方法所得结构关键截面响应与软件选波所得响应在横桥向和竖桥向存在一定差异。本文方法可为长周期大跨度桥梁时程分析选波提供参考。 相似文献
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首先输入多条实际竖向地震记录,用时程分析考察了塔楼高度和连体跨度不同的多个算例。然后将其抽象成塔楼和连体桁架组成的双自由度体系,运用频域分析方法,得到竖向地震作用的变化规律：11随着桁架对塔楼频率比增加,连体地震放大作用越明显;2）当连体对塔楼质量比较小且两者频率比相近1,连体地震反应进一步加强。现行抗震规范的重力系数法提出的大跨度结构竖向地震的实用计算公式对于本文研究结构并不完全适用。提出考虑塔楼和桁架协同地震作用的实用算式,并对一个超高层工程实例进行竖向地震作用分析,与时程分析结果吻合较好。 相似文献
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实际工程场地中的断层通常具有三维尺寸,应进行三维分析。本文考虑均匀弹性半空间内存在不同长度、深度的三维断层,由下向上垂直入射一个脉冲波,主要采用三维时域显式有限元结合透射人工边界的方法及相应编写的三维显示有限元波动程序DSI3,计算断层附近地震地面运动的时程反应,研究含有三维断层场地地面运动的一些特点,并与自由场反应对比,以说明三维竖向断层对地震波传播的特点和对断层附近地面运动的影响。 相似文献
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The purpose of this paper is to present an accurate and efficient model for use in explicit soil-structure interaction analyses for seismic excitation. The main body of the paper is concerned with the implementation of non-reflecting boundaries at the base and vertical faces of a two-dimensional finite element or finite difference soil mesh. The paper proposes a scheme for implementing viscous dashpots as energy absorbers at the base of the model where the seismic excitation is applied. To achieve this, the form of the seismic input is modified from the conventional accelerogram to a force time history that can be obtained from a standard deconvolution program with very minor modifications. The proposed scheme is also applicable to frequency-domain solutions. For the lateral boundaries, a superposition non-reflecting boundary formulation is recommended. The paper shows how easily the standard formulation can be modified to accommodate a seismic excitation that is assumed to be vertically propagating from the base of the model. An example is presented to demonstrate the accuracy of the proposed model. 相似文献
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根据考虑几何和材料非线性及温度沿杆件截面高度线性分布等因素对钢结构常温和高温响应影响的基本方程,用自行编制的计算程序对单层双跨钢框架进行结构非线性温度响应研究,分析了弯曲应变、屈强比、梁柱刚度比、初始弹性模量等因素对结构响应的影响,并研究了温度步长、保护层厚度对结构耐火时间的影响。由计算结果发现,弯曲应变、初始弹性模量、梁柱线刚度比对梁跨中挠度及边柱柱顶水平位移影响较大,而对柱顶竖向位移影响不明显;当结构有防火保护层时,时间步长对结构耐火时间的影响不大,而保护层厚度对结构耐火时间的影响较明显。 相似文献
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Thin layers are fine-scale structures with high concentrations of organisms or particles occurring over very small vertical scales (a few meters or less), but with large horizontal scales, often extending for many kilometers. Because of their small vertical scales, thin layers are traditionally under sampled, but when proper measurement techniques are used, thin layers have been found to be ubiquitous in stratified oceans. A multi-investigator, interdisciplinary study of thin layers was sponsored by the US Office of Naval Research under a research initiative termed: Layered Organization in the Coastal Ocean (LOCO). The goal of this program was to understand the properties of coastal thin layers and the interacting physical, chemical, biological and optical processes responsible for their formation, maintenance and dissipation. As part of this program, fine-scale vertical profiles (cm resolution) of biological, physical and chemical properties were made hourly over periods spanning 1–3 weeks during three summers in Monterey Bay, California USA. The vertical profiles were made using arrays of moored autonomous profilers. In total, these profilers made ~2000 individual vertical profiles and provided a unique view of phytoplankton thin layer spatial-temporal dynamics. The autonomous profiler data were supplemented with high-resolution ship-based profiling and discrete water sampling for identifications of organisms.Persistent phytoplankton thin layers were observed during each year in Monterey Bay; however, each year had very different biological and physical dynamics. During 2002, thin layers were dominated by the non-motile and potentially toxic diatom genus Pseudo-nitzschia; during 2005, thin layers were dominated by the highly motile dinoflagellate species Akashiwo sanguinea; and during 2006, a more complex phytoplankton assemblage was present, but thin layers of the toxic dinoflagellate species Alexandrium catenella frequently occurred. The variability in the vertical location of thin layers in 2002 was primarily controlled by physics, while behavior, e.g. diurnal vertical migration patterns and daytime near-surface aggregations, primarily controlled the location of thin layers in 2005 and 2006. In 2002, phytoplankton thin layers were present in the water column 87% of the time, in 2005, 56% of the time and in 2006, 21% of the time. The median integrated chlorophyll concentration within the thin layers was found to be approximately 47% of the total water column chlorophyll in 2002, 41% in 2005 and 33% in 2006. Additional results in this study describe the mechanisms driving the spatial-temporal dynamics of these phytoplankton thin layers with special emphasis on diel patterns and the specific relationships that thin layers have to biological and physical processes and water column optics. 相似文献
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Existing studies for site response analysis in geotechnical earthquake engineering have widely concentrated on the horizontal component of the ground motion. However, strong vertical ground motions have been repeatedly observed, resulting in significant vertical compression damage of engineering structures. Furthermore, for the seismic design of critical structures(e.g. large-scale dams and nuclear power plants), the ground motions in all three directions should be considered. Therefore, there is a need to investigate the site response subjected to the vertical component of the ground motion, especially for the seismic design of critical structures. Consequently, in this study, a numerical program for vertical site response analysis is proposed based on the commonly used analytical transfer function method. The proposed program is then validated against well-documented case studies obtained from the Japanese KiK-net(Kiban Kyoshin network) downhole array monitoring system. Results show that the response spectra at the ground surface are well predicted in the low frequency range(5 Hz), while discrepancies are observed in the high frequency range. However, the high frequency discrepancies do not significantly affect the overall prediction accuracy, as the overall seismic response of geotechnical structures are usually dominated by low frequency vibrations. Furthermore, the limitations in the analysis are also discussed. 相似文献
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作为一种新型转换层结构——错位转换层结构,其竖向位置的移动对高层结构在水平地震作用下竖向构件受力性能有何影响目前尚未见文献报道。采用有限元程序对高层带错位转换层结构进行了水平地震作用下的时程反应和反应谱分析．分析了上部转换层和下部转换层相对位置保持不变的情况下．整体改变错位转换层位置对结构地震作用、剪力及竖向构件内力的影响。分析研究发现。错位转换层整体位置的竖向移动对结构整体剪力、上部转换层下承托墙肢内力、上部转换层框支剪力墙内力影响不大．但对落地剪力墙、上部转换层下框支柱和下部转换层梁托柱内力有较大影响。 相似文献
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本文讨论了由具有垂向不均匀性的介质层构成的水平层状介质中反射波法的数学模型及其一般特性;研究了多道地震信号的最佳估计以及因之而提出的反射波时距曲线段的拟合问题;分析了水平迭加速度和视t0时间的特性,并指出射线均方根速度是一种极限的水平叠加速度;阐明了偏移距太小时,多次叠加效果不好的原因,并论证了最佳反射叠加段的存在;用理论计算进行了验证.最后,一般地讨论了介质层的垂向不均匀性的识别和确定. 相似文献
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本文采用子空间迭代法分析了单层膜型网壳结构的自振特性;推导了大跨空间结构几何非线性地震响应时程分析的计算过程,编制相应的计算程序,用振型分解反应谱法与时程法进行了结构地震响应特性分析。研究表明:膜型网壳结构的抗震性能比较好;用反应谱法分析时,水平地震作用下截断振型取15、竖向地震作用下取60可满足工程设计要求;用反应谱法计算结构竖向地震响应是安全可靠的,但进行水平地震响应分析时,最终还需用时程法进行验算。 相似文献