含裂隙介质中的视电阻率各向异性变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

解滔  卢军 《地球物理学报》2020,63(4):1675-1694

我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即:垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征:对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释.  相似文献   

一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

西南煤系地层山区采动型崩滑灾害研究关键问题     

李军  褚宏亮  李滨  贺凯  高杨 《中国岩溶》2020,39(4):453-466

文章在分析采矿型崩滑灾害发育特征的基础上，得出西南煤系地层山区地下采动型崩滑灾害常发生在层状碳酸盐岩与碎屑岩地层组成的褶皱翼部和核部的陡崖带上，与地形地貌、地层结构与地下采矿工程活动等因素关系密切，并指出薄矿层开采诱发大型山体崩滑灾害的具体过程:①采空后覆岩顶板塌落—覆岩顶板离层，采空区上覆岩层内部及层间自下而上应力传递；②地下水运移通道形成，并加快更大范围岩体结构破坏及扩展，加速了岩体结构面的松动与破坏；③上覆岩层不均匀沉降导致坡脚压裂，山体大型岩体结构面逐渐拉剪或压剪变形扩展，最终山体发生累积损伤与大规模崩滑灾害。此外，传统经验公式的计算方法对此类采矿型崩滑灾害已不适用，建议开展西南煤系地层山区地质结构与地下采动诱发崩滑灾害的相互作用关系、薄矿层采空区上部山体累积断裂损伤—岩体松动、裂隙扩展-岩溶管道流、裂隙流变化的链式响应机制、地下采动型崩滑灾害评价方法等关键科学问题的研究，以推动采矿型地质灾害防灾减灾工作的发展。   相似文献   

宇宙线的超新星遗迹起源     

张轶然  刘四明 《天文学报》2019,60(5):63-84

宇宙线的起源是高能天体物理的核心问题之一.一直以来,超新星爆发被认为是能谱膝区以下宇宙线的主要来源.多波段观测表明,超新星遗迹有能力加速带电粒子至亚PeV (10~(15)eV)能量.扩散激波加速被认为是最有效的天体高能粒子加速机制之一,而超新星遗迹的大尺度激波正好为这一机制提供平台.近年来,一系列较高精度的地面和空间实验极大地推动了对宇宙线以及超新星遗迹的研究.新的观测事实挑战着传统的扩散激波加速模型以及其在银河系宇宙线超新星遗迹起源学说上的应用,深化了人们对宇宙高能现象的认识.结合超新星遗迹辐射能谱的时间演化特性,构建的时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型,不仅能够解释200 GV附近宇宙线的能谱反常,还自然地形成能谱膝区,甚至可以将超新星遗迹粒子加速对宇宙线能谱的贡献延伸至踝区.该模型预期超新星遗迹中粒子的输运行为表现为湍流扩散,这需要未来的观测以及与粒子输运相关的等离子体数值模拟工作来进一步验证.  相似文献   

基于Remez迭代算法求解差分系数的双相介质自适应有限差分正演模拟          下载免费PDF全文

王文化  文晓涛  张波  张懿疆  王威 《地球物理学报》2020,63(6):2400-2414

利用传统有限差分方法对基于Biot理论的双相介质波动方程进行数值求解时,由于慢纵波的存在,数值频散效应较为明显,影响模拟精度.相对于声学近似方程及普通弹性波方程,Biot双相介质波动方程在同等数值求解算法和精度要求条件下,其地震波场正演模拟需要更多的计算时间.本文针对Biot一阶速度-应力方程组发展了一种变阶数优化有限差分数值模拟方法,旨在同时提高其正演模拟的精度和效率.首先结合交错网格差分格式推导Biot方程的数值频散关系式.然后基于Remez迭代算法求取一阶空间偏导数的优化差分系数,并用于Biot方程的交错网格有限差分数值模拟.在此基础上把三类波的平均频散误差参数限制在给定的频散误差阈值和频率范围内,此时优化有限差分算子的长度就能自适应非均匀双相介质模型中的不同速度区间.数值频散曲线分析表明:基于Remez迭代算法的优化有限差分方法相较传统泰勒级数展开方法在大波数范围对频散误差的压制效果更明显;可变阶数的优化有限差分方法能取得与固定阶数优化有限差分方法相近的模拟精度.在均匀介质和河道模型的数值模拟实验中将本文变阶数优化有限差分算法与传统泰勒展开算法、最小二乘优化算法进行比较,进一步证明其在复杂地下介质中的有效性和适用性.  相似文献   

西南某岩溶区地下水系统示踪试验与解析     

张浪  李俊  潘晓东  黄晓荣  彭聪 《中国岩溶》2020,39(1):42-47

以西南某典型岩溶区为例,解析示踪试验在岩溶管道连通性以及获取水文地质参数中的应用。选择落水洞为投放点,分别从落水洞西侧和东侧寻找地下水出露点作为接收点,判别落水洞地下径流的实际去向以及落水洞与接收点之间的水力联系。结合Qtracer2软件对示踪试验成果进行定量解析,确定示踪剂回收率、地下水平均流速、最快流速,估算出岩溶管道结构特征和水文地质参数。结果表明:落水洞与接收点JS01、JS03之间不存在直接水力联系;落水洞与接收点JS02存在水力联系且岩溶管道极为发育,含水介质不均匀,地下水运移路径较为通畅,为典型的紊流流态;落水洞地下径流的主要方向是由西向东,但在丰水期雨量较大期间,接收点JS04能够接收到荧光素钠,说明丰水期水位上涨后两者间会有水力联系,导致部分水量向落水洞西侧排泄。  相似文献   

物探方法在预防路面塌陷中的应用     

徐晓英  徐万祥  张俊伟  欧阳伟 《华北地震科学》2020,38(2):68-71,77

城市地下空间的开发利用不可避免地在基础设施建设中造成土体流失或土层沉降,形成的地下“病害体”易导致城市道路塌陷的发生。文章以滁州琅琊大道为例,采用地质雷达法和浅层地震勘探法对城市老城区排水管网周边进行探测。结果表明:①在探测深度不超过7.0 m范围内,地质雷达法可以满足探测要求;②在场地条件复杂、干扰较多的情况下,需辅以浅层地震勘探法。利用上述方法,可以更准确地查明地下“病害体”的位置,防止了路面塌陷的发生。  相似文献   

上海城市地下空间规划建设管理的思考与建议     

王寒梅  唐杭  史玉金 《上海国土资源》2020,41(3)

  相似文献   

天水中心地震台井下综合观测示范工程介绍     

姚赛赛  缑亚江  周建华  安振宁 《高原地震》2019,31(3)

为适应城市规划和发展的需要,合理利用国家土地资源,化解地电观测与当地经济建设用地的矛盾,以及最大限度的减少地电观测人文干扰,提高地电观测数据的信噪比,推广应用新的地震观测技术,甘肃省地震局天水中心地震台原地电阻率观测由地面观测改为地下深井综合观测。对此观测系统场地布设方式、观测原理、实施方案经验与不足等方面进行介绍,并对地表水平和井下水平观测资料进行对比分析。  相似文献   

山东省地下水环境演化规律          下载免费PDF全文

张中祥  罗斐  张海林 《山东国土资源》2018,34(10)

地下水环境演化是地下水系统在自然因素和人为因素影响下,发生在地质环境空间内质与量的变化过程和结果。在自然因素中地理、地质等条件可视为基本不变,最主要的是气候条件的变化,而大气降水又是气候条件中最为活跃的因子,其余如温度、风速虽也影响水分的蒸发,但年际变化不如降水大,故以狭义的降水来代表广义的气候条件。人类工程活动因素则主要是抽取地下水和污染物排放,这些因素的变化最终导致的是地下水动力场和化学场的变化。人类工程活动主要是抽取地下水和污染物排放,这些因素变化最终导致的是地下水动力场和化学场的变化。基于这一观点,以1978年为基准年,通过地下水动力场和化学场演化研究结果,采用"地下水环境演化综合指数法",对全省地下水环境演化程度进行综合评价,划分出"优向演化区、波动平衡区、劣向演化区",是对近30多年来人类工程活动影响下,山东省地下水环境演化规律的系统总结。  相似文献