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1.
为了定量地反映复杂非均匀介质非均匀地质体的尺度大小,本文利用统计学方法建立了能够很好地描述复杂非均匀介质特征的随机介质模型,模型参量自相关长度描述了非均匀介质横向和纵向上非均匀体的平均尺度。基于所建立的随机介质模型通过速度的横向变化和速度标准差分别探讨了自相关长度与非均匀体尺度之间的关系。对速度横向变化的研究表明:随机介质内速度具有一定均值和方差并呈随机扰动特征;随着模型自相关长度的增大,非均匀体尺度也随之增大。通过速度标准差的研究得出自相关长度与非均匀体尺度之间关系的拟合公式,利用此公式可以定量地获取非均匀体尺度的实际大小。 相似文献
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传统的均匀分布异常体模型，不能准确描述地下介质的不规则性变化，采用随机介质进行替代，将使电导率这一物性参数更加接近于实际的电导率分布.本文结合地质结构中断裂带特征，采用Von Kármán函数建立三维随机介质模型，通过讨论Hurst指数与自相关长度对三维随机电导率模型建模产生的影响，进行参数优化建立所需的随机介质模型.利用一维傅里叶变换建立三维随机变化的条状断裂带异常体，三维傅里叶变换建立三维随机变化的背景围岩，准确地表征了油气藏断裂带特征.基于时域有限差分方法，实现了磁源激励下的三维随机介质航空时域电磁响应数值模拟.采用均匀半空间模型验证了数值模拟的正确性，分析了随机断裂带与均匀断裂带的电磁响应特征，结果表明随机断裂带可以准确描述地下介质的分布特征，而且与断裂带垂直方向的电磁响应特征清晰地描述了断裂带的倾向、走向与位置，为断裂带结构探测提供了理论依据和技术指导，三维随机断裂带模拟方法同样适用于其它三维随机介质的数值模拟. 相似文献
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由于地壳深部物质呈现出多尺度的非均质性,导致了地震剖面上反射能量弱、同相轴连续性差、多成带状分布.传统的反射地震解释方法难以有效应用到深反射地震资料解释中.统计分析的方法为深反射地震资解释提供了新的工具,地下介质这种随机分布的非均质性可以借助随机介质模型来进行描述.深反射地震剖面继承了地下介质的非均质性,因此可以通过从反射地震剖面估算随机介质参数来研究地下介质非均质性的空间分布.由于地震剖面长度有限,随机介质参数估算中自相关函数计算误差较大,导致了估算的不准确.现代功率谱估算克服了短数据自相关函数难以准确求取的问题,提高了参数估算准确性.模型计算和实际数据测算都证明了该方法能有效提高自相关函数计算精度和随机介质参数剖面的分辨率. 相似文献
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沥青混凝土是由骨料、沥青胶浆、空气按照一定的体积百分比混合而成的多相非匀质混合物,其骨料、沥青胶浆和空气的体积不等、形状各异、介电特性不同、空间位置随机分布,具有明显的多相、离散、随机介质特征.本文基于随机介质模型理论,(1)测量与统计了介电常数在典型沥青混凝土芯样空间上的随机分布统计特征;(2)估算了沥青混凝土介质的自相关函数及其特征参数(自相关长度、自相关角度等),确定其随机介质类型;(3)提出了量化约束下的多相离散随机介质建模算法,以混合型椭圆自相关函数为基础,构建了不同粗糙度因子的多相离散随机介质模型;(4)构建了不同空隙率的多相离散随机介质模型,正演模拟与对比分析了探地雷达波在均匀介质、连续型随机介质和多相离散随机介质中的传播特征.结果表明:多相离散随机介质模型不仅描述了沥青混凝土的多相、离散与空间随机分布统计特征,而且进一步描述了其各组成物质体积百分比,能更全面、准确地描述沥青混凝土的介质特征,同时也为描述其他类似材料或介质提供了新的方法和途径;在多相离散随机介质模型中,探地雷达波散射强烈,随机、无序传播的散射波相互叠加干涉,形成了明显的随机扰动和"噪声",致使异常体反射波扭曲变形、不连续,降低了探地雷达回波的信噪比和分辨率.研究探地雷达波的随机扰动特征与多相离散随机介质模型参数之间的关系,将为定量评价多相离散随机介质的属性参数提供参考和帮助. 相似文献
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利用随机过程的谱展开理论以及Hudson等人的裂纹介质模型构造一种裂纹数密度是空间平稳随机过程的随机介质模型。这个模型可以将裂纹的微观参数(裂纹数密度)与裂纹介质的宏观性质(弹性常数)联系起来,能灵活、有效地描述实际非均匀裂纹介质。模型算例表明,弹性常数的空问分布特征与裂纹数密度的有差别,而且对不同的弹性常数影响不同。通过改编自相关长度的大小,可以模拟裂缝在两个坐标轴方向上具有不同分布尺度的情况。最后,利用高阶的交错网格有限差分方法,我们模拟了地震波在具有随机分布裂缝岩石中的传播特征。 相似文献
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对于倾斜叠层和非垂直裂隙岩层，用具有任意空间取向对称轴的TI (ATI)模型来描述更符合实际观测. 本文基于坐标变换的方法，研究任意强弱ATI介质中体波速度的角散和方位变化特征. 研究结果表明，ATI介质中体波速度随传播方向变化的速度图案相对TI对称轴确定，此确定的速度图案与TI的Thomsen参数相关；速度特征只依赖于传播矢量与对称轴的夹角. 因此，随着TI对称轴取向的空间变化和测线方位的变化，体波速度图案呈现多样性变化，并具有一定的对称性、渐变和重复性. 研究结果有助于进一步的理论研究和各向异性资料处理解释. 相似文献
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传统的Kirchhoff传播算子结构简洁,适用于描述横向均匀介质中波的传播.Ray-Kirchhoff传播算子较为精确地描述了波在非均匀介质中传播的运动学特征,其理论上的先天不足依赖于介质的复杂性.本文通过Born序列逼近波在非均匀介质中传播的大角度波分量,提出一种Born-Kirchhoff传播算子,将传统Kirchhoff传播算子的适用范围扩展至非均匀介质,同时描述波的运动学和动力学特征,其精度取决于Born序列逼近的阶数.利用Born序列频散方程,可以精确分析各阶Born-Kirchhoff传播算子对波长、传播角和非均质性的尺度依赖特征,其中,一阶Born-Kirchhoff传播算子的精度高于传统的相屏传播算子.波数域的Born-Kirchhoff传播算子对于高波数波是奇异的,导致波数域数值计算发散,但其空间域版本是非奇异的,无条件数值稳定,可通过Kirchhoff求和数值实施.本文给出各阶Born-Kirchhoff传播算子及其频散方程,可用于不同程度非均匀介质中的波传播模拟,复杂构造地震成像和速度估计.本文利用零阶和一阶Born-Kirchhoff传播算子计算简单二维模型的合成地震图,并与边界元法进行了比较. 相似文献
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混凝土是最常用的人工合成建筑材料,属于典型的多相离散随机介质,为研究探地雷达波在此类复杂介质中的传输特性,基于量化约束多相离散随机介质模型建模方法,通过精准调节混合物中各组成物质的体积含量百分比和自相关长度,建立不同空隙率和不同尺度的多相离散随机介质模型,进行探地雷达数值模拟,研究探地雷达波在多相离散随机介质模型中的传输特性及其影响因素.结果表明:多相离散随机介质模型可以直接表征多相混合物的空隙率,为数值模拟研究多相离散随机介质的空隙率与其探地雷达波场特征之间的函数关系提供了模型基础;与均匀介质相比,探地雷达波在多相离散随机介质中发生了明显的电磁散射,形成了大量的无规则扰动,造成了电磁波能量损失,致使其相同空间位置处的探地雷达波波前振幅小于均匀介质,且随机、无序传播的散射波相互干涉叠加,会降低探地雷达回波信号的分辨率;对于多相离散随机介质,其空隙率越大,则混合物等效介电常数越小,介质非均匀性越强,致使电磁波传播速度越快,电磁散射越强烈,能量损失越大,波前振幅越小;随着自相关长度的增大,其对应的多相离散随机介质模型中骨料粒径随之增大,电磁散射越强烈,波前到达距离相同点的走时差越大,振幅变化越大,波前形状扭曲变形越强烈.研究结果可为探地雷达无损检测混凝土工程质量提供指导和借鉴. 相似文献
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随机介质参数估计是随机介质理论应用于地震勘探的关键.本文提出了一种从二维叠后地震数据中估计平稳随机介质参数的方法.文中阐述了二维叠后地震数据与随机介质波阻抗模型的关系,以及随机介质自相关函数参数的估计原理和方法,并结合实例详细介绍了应用功率谱法进行随机介质参数估计的具体步骤;通过多个二维理论模型的估计试验,验证了方法的可行性和正确性;还对实际地震数据进行了随机介质参数的估计试验,结果表明,随机介质参数可以为三角洲沉积相的进一步划分提供参考,反映了该方法有较好的应用前景.相比前人的研究,本文所提出的随机介质参数估计方法是一种真正的二维算法,特别是能给出自相关角度θ的估计,这种基于功率谱的估计方法具有直观且高效率的优点,但也存在着误差较大的问题,需要进一步的改进和完善. 相似文献
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鲁来玉 《地球与行星物理论评》2021,(2)
自Aki(1957)提出微震的空间自相关(SPatial AutoCorelation,SPAC)技术以来,SPAC技术一直独立发展,并在工程地震领域获得了广泛应用.近20年来,地震干涉(Seisimic Interferometry,SI)在多个领域引起人们的关注,该技术的核心思想是连续地震背景噪声的互相关函数(Noise Crosscorrelation Function,NCF)可以重建系统的格林函数(Green's Function,GF),对该技术的回溯性研究建立了SPAC和NCF的关系:它们是对同一物理现象的不同描述,SPAC在频率域中描述随机平稳噪声的空间相干,NCF在时间域中描述扩散场的互相关.理论上SAPC和NCF技术要求背景噪声源均匀分布,这样的噪声场可以用平面波叠加来模拟.本文基于平面波模型重访地震背景噪声的互相关和空间自相关技术,从单色平面波的互相关表示出发,对地震背景噪声互相关及空间自相关技术进行评述,试图使这些概念更易于理解.与之前众多研究地震干涉技术的理论相比,本文尤其关注以下几点:(1)基于简单的平面波模型,给出不同维度下,源或台站对方位均匀分布时,平面波互相关对入射波的方位平均和台阵对的方位平均结果,并对格林函数GF和时域互相关函数NCF的关系进行总结.(2)给出声源和(或)交叉台站方位分布不均匀时的互相关表示,指出这种非均匀性对方位的依赖关系,与弱各向异性介质中面波速度的方位依赖关系类似,因此,非均匀源的影响在反演时可能会映射到面波方位各向异性结果中.(3)互相关运算中,哪一个台站是虚拟源.NCF包含因果性和非因果性两部分,NCF的非对称性通常用于研究噪声源的方位分布,但由于源和接收的互易关系,及对互相关运算的不同定义和不同的傅里叶变换习惯,哪一个台站是虚拟源在目前的文献中并不明确.(4)方位平均和时间平均的关系.在SPAC处理中,需要对不同方位分布的台站对进行方位平均,本文从理论上说明,单个平面波入射时,交叉台站互相关系数对台站对的方位平均,等价于单个台站对互相关系数对入射波的时间平均.(5)几种特定分布非均匀噪声源的SPAC表示.包括单独的因果性噪声源和非因果性噪声源给出的互相关函数表示,及由此带来的相移问题.(6)利用SPAC、NCF和面波GF之间的关系,给出交叉分量的空间自相关系数表示.(7)衰减介质的空间相干表示.虽然利用地震干涉技术研究介质衰减在理论上仍然存在一些争议,但人们正试图研究从连续背景噪声记录中提取介质衰减的可能性.本文基于平面波模型,给出了不同坐标选择下,衰减介质的空间相干表示,这种表达的不同,指示了由地震干涉技术提取介质衰减的困难.与众多研究地震干涉的理论相比,比如稳相近似理论、互易定理、时间反转声学等,本文主要考虑均匀介质,不涉及非均匀介质的散射,从最简单的平面波模型,理解背景噪声重建系统格林函数这一地震干涉的核心思想和相应的基本概念. 相似文献
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虽然基于地质统计学的随机反演方法能够有效融合测井资料中的高频信息,但计算效率低,占用内存大,限制了它在实际资料中的应用.本文在保留传统随机反演方法优点的基础上,创造性地引入傅里叶滑动平均(Fast Fourier Transform-Moving Average,FFT-MA)谱模拟进行频率域的地质统计模拟,并利用逐步变形算法(Gradual Deformation Method,GDM)确保模拟结果与实际地震数据的匹配,构建了基于FFT-MA谱模拟的新的快速随机反演方法.与常规随机反演相比,新方法不仅分辨率高,而且能够使反演解得到快速收敛,有效提高计算效率,减少内存占用.模型试算获得了与理论模型吻合度较好的高分辨率反演结果.实际资料分析也表明新方法所得到的高分辨率反演结果能够对薄互储层进行良好的展示,为薄储层的识别提供高效可靠的技术支持. 相似文献
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This paper introduces an extension of the traditional stationary linear coregionalization model to handle the lack of stationarity. Under the proposed model, coregionalization matrices are spatially dependent, and basic univariate spatial dependence structures are non-stationary. A parameter estimation procedure of the proposed non-stationary linear coregionalization model is developed under the local stationarity framework. The proposed estimation procedure is based on the method of moments and involves a matrix-valued local stationary variogram kernel estimator, a weighted local least squares method in combination with a kernel smoothing technique. Local parameter estimates are knitted together for prediction and simulation purposes. The proposed non-stationary multivariate spatial modeling approach is illustrated using two real bivariate data examples. Prediction performance comparison is carried out with the classical stationary multivariate spatial modeling approach. According to several criteria, the prediction performance of the proposed non-stationary multivariate spatial modeling approach appears to be significantly better. 相似文献
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基于混合时频分析技术的地震数据噪声压制(英文) 总被引：2，自引：2，他引：0
针对复杂地质结构、陡倾角相干噪声、空间采样不均匀等情况下F-x域反褶积去噪技术的不足,提出首先应用具有时-频聚集性度量准则的广义S变换将时间-空间域的地震数据变换至时间-频率-空间域(t-f-x)的数据,在t-f-x域中对每一个频率切片应用经验模态分解(EMD),移除噪声占主导地位的本征模态函数以压制相干和随机噪声的滤波方法。模型分析表明第一本征模态函数表征的高频信息以噪声为主,移除第一本证模态函数可以达到压制噪声的目的。经广义S变换后形成t-f-x域中EMD滤波方法等效于具有依赖于空间位置、频率、高波数截断特征的自适应f-k滤波。此滤波方法考虑了数据的局部时-频特征,且具有执行简单的特点。与AR预测滤波方法比较,此法滤除的成分包含较少的低波数的信息,滤除的成分非常的局部化,且获得结果没有表现出过度平滑的特征。实际资料的应用表明在经广义S变换后形成t-f-x域中运用EMD滤波方法能够有效地压制随机和陡倾角相干噪声。 相似文献
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一种模拟随机数字地层模型的方法 总被引：2，自引：1，他引：1
介绍了一种利用计算机生成随机数字地层模型的方法。此方法根据给定的地层厚度及参数统计特性．按截尾正态分布进行随机抽样构建随机分层结构,并对各分层参数随机赋值,完成随机模型的构筑。用此方法可以很容易地在计算机上生成大量符合某种统计特性的随机数字层状地层模型,从而可以在这些模型上进行感兴趣的仿真模拟研究。为展示这一方法的应用,生成了10个第四系随机层状模型,并在这些模型上进行了地震SH波的地震动放大效应数字模拟实验。结果发现随机模型的响应无论在形态特点还是幅值上都与均值模型的响应显著不同,表明用不完全准确的参数模型模拟估计场址地震动响应时必须充分考虑到参数不准导致的误差。 相似文献
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现有人工源频率域电磁法的研究大多仅针对某种具体的方法,而较少将问题综合起来分析.本文综合多种方法的共同点提出了层矩阵法,它采取了源置于层间的模型进行公式的推导,理论上可以计算任意层状介质中任意位置的任意场源在空间中任意位置产生的场强,可适用于多种电磁法的正演模拟计算.层矩阵法的核心是对空间域的变量x, y, z中的x和y变量进行傅氏变换后转换到波数域kx和ky中,在波数域利用边界条件,用层矩阵建立起各层的关系后计算得到各层的波数域电磁场值,然后经过二维反傅氏变换最终得到空间域中任意位置的场值.因为文中定义的层矩阵是建立层关系的关键,所以称此方法为层矩阵法.本文以水平电偶源为例独立推导了层状介质中人工源频率域电磁场解的理论公式.为了验证方法的正确性,文中建立了多种模型,利用自行编排的程序将层矩阵法与现有文献的各种解析公式的解进行了对比,结果表明本文提出的层矩阵法是灵活的、可靠的. 相似文献
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考虑超随机特性的人工地震动合成 总被引：5，自引：5，他引：0
文中根据自相关函数随机噪声部分的2个重要性质提出了自相关函数随机噪声部分的迭代生成算法,并给出了以确定性自相关函数为目标函数,考虑随机噪声部分影响的人工合成地震动方法.本文的研究结果表明地震动加速度的平方和（SS）比峰值加速度（PGA）更好地量度了地震地面运动强度.文中用蒙特卡罗方法分析了自相关函数噪声项对人工合成地震动幅值和反应谱的影响：由于自相关函数的随机噪声项对地震动总功率或平方和的贡献为0,因此随机噪声项对合成地震动幅值的影响不大,但由于自相关函数随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征,使原本光滑的平均反应谱出现了明显的波动,从而在一定程度上提高了平均反应谱的峰值,使自相关函数噪声部分对平均反应谱也有一些影响. 相似文献