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   

航空重力垂直梯度探测潜艇方法研究     

张志强  郑晗  崔银锋 《海洋测绘》2019,39(4):6-9

航空重力梯度测量属于被动探测,抗干扰能力强,如果能和其他探潜手段相配合将极大地提高航空搜潜的效率。针对航空重力梯度测量是否能够用于探测潜艇的问题,依据俄亥俄级弹道导弹核潜艇的结构特点,建立了适用于重力梯度计算的潜艇模型,分别给出了潜艇外壳、内部质量亏损产生的重力垂直梯度的计算方法,并对不同精度重力梯度仪可探测的潜艇重力垂直梯度值进行了计算,从航空反潜的角度对探测潜艇效果进行了分析。经计算表明,如航空重力梯度仪精度达到10~(-2) E,将具备一定的实际探潜效能;如精度达到10~(-4) E,反潜机搜索宽度可与现有航空磁性探潜相当。  相似文献   

中国海域1:100万区域地质调查主要成果与认识          下载免费PDF全文

秦绪文  石显耀  张勇  李学杰  李军  肖桂义  许振强  王宏斌  吕文超  吴浩  姚永坚  尚鲁宁  杨楚鹏  王中波  高红芳  王明健  密蓓蓓  钟和贤  胡刚  陈泓君  黄龙  罗伟东  梅西  徐子英  田陟贤  王忠蕾 《中国地质》2020,47(5):1355-1369

中国海域及邻区是建设“21世纪海上丝绸之路”、打造海洋命运共同体和推动可持续发展的关键地区，也是地球科学最具有典型性和代表性的研究区域之一。中国管辖海域1：100万区域地质调查是一项以国家需求为导向、以解决重大地球系统科学问题为目标的基础性公益性工作。中国地质调查局通过近20年的持续调查，实现了对中国管辖海域1：100万区域地质调查的全面覆盖，系统地获取了海洋地质和地球物理基础数据，形成了基于实测数据的“一图一库一报告”，大幅提升了中国海洋地质调查工作程度。这项工作填补了中国小比例尺海洋地质国情调查的空白，初步摸清了中国管辖海域地质环境条件和资源环境潜力，取得了一批原创性的认识，为建设海洋强国提供了详实可靠的地质资料，为提升区域地质科学的认知水平奠定了坚实基础。  相似文献   

提高复杂地层取心质量的一种发夹式岩心提断器及其应用     

廖远苏  胡啟锋  缪赛  陈浩习  卓廉明 《煤田地质与勘探》2020,48(6):249-255

为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题，降低堵心、磨心概率，提高钻进回次进尺长度和岩心采取率，研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心，其构件由发夹、发夹座、发夹室组成，无须通过铆焊工艺固定，可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验，试验孔段总进尺45.11 m，平均回次进尺1.16 m，平均岩心采取率91.42%。试验结果表明:该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用，能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量，解决了试验前应用普通绳索取心钻具，在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较，更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质，还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探，具有广泛的应用前景。   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   

非连续变形分析中块体大转动问题研究     

巩师林  凌道盛  胡成宝  钮家军 《岩土力学》2020,41(11):3810-3822

原有非连续变形分析（DDA）采用一阶近似后的位移增量表达式更新块体构形，推导相关子矩阵，且对不同时步计算出的应变增量直接叠加，当模拟的块体发生大转动时往往会产生较大误差。为考虑块体转动与变形的耦合作用，引入先变形、后转动的块体位移增量表达式。重新推导了惯性力子矩阵，将块体转动时的离心力与科氏力加到荷载矩阵中。计算时对应变分量及其相关变量进行坐标变换与修正，并采用新引入的位移增量表达式计算块体顶点位移，进行后接触修正与更新块体构形。数值算例表明，改进后的程序能够消除转动带来的误差，自动考虑了块体转动时离心力和科氏力引起的变形，应变计算精度更高。改进方法克服了块体体积自由膨胀、应变场畸变等问题，给出了合理的块体应变。  相似文献   

不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究          下载免费PDF全文

李江林  余晔  李万莉  李亚珺 《地球物理学报》2019,62(7):2366-2381

本研究利用加入起电、放电参数化方案的数值模式（Weather Research and Forecasting Model（Version 3.7.1），WRF3.7.1_ELEC），通过设计五组不同非感应起电及感应起电参数化方案敏感性试验，对发生在青藏高原东北部青海大通地区的一次雷暴过程进行模拟研究，对比分析了不同非感应起电机制及感应起电机制对雷暴云电荷结构的影响.结果表明：在雷暴云发展旺盛阶段，Saunders（S91）、Riming Rate（RR）、和Saunders和Peck（SP98）三种非感应起电方案模拟的雷暴云最低层均为负电荷区，而混合方案（Brooks and SP98，BSP）模拟的雷暴云最低层为正电荷区，主电荷区自下而上为"+-+-"排列的四层电荷结构.与甚高频辐射源定位法推算的结果对比，BSP方案模拟的本次高原雷暴云电荷结构更接近实际情况；几种不同非感应起电方案模拟的主电荷区外围与主电荷区电荷结构不同，说明在雷暴发展的不同阶段雷暴云的电荷结构是不同的；几种非感应起电方案模拟的电荷结构不尽相同，主要是由于霰、冰和雪粒子在不同高度所带电荷的极性及电量的大小不同，霰粒子的电荷密度对低层的影响较大，冰粒子和雪粒子的电荷密度对中上层的影响较大；加入感应起电机制后，雷暴云电荷结构分布几乎没有变化，但能使雷暴云发展旺盛阶段低层和中层的正负电荷区电荷密度有所加强.  相似文献   

海域金矿找矿方法研究——以山东省莱州市三山岛北部海域金矿为例     

田振环 《地质学报》2019,93(S1):19-28

莱州市三山岛北部海域金矿区是世界上第一个查明的海域岩金矿。它通过追索延伸至海域的三山岛断裂，圈定破金找矿靶区。利用海域高精度磁测和浅地层剖面测量配合海上钻探，找到了海域大型金矿。以三山岛海域金矿普查为依托，研究出来的这套海域金矿找矿方法和海上钻探平台，可为今后开展海域金及其它与断裂有关的矿产资源找矿，提供指导和借鉴。  相似文献   

我国岩石地层单位“段”的命名及问题     

马遵青  陈国俊  周钱山  马明 《地层学杂志》2019,43(1):109-114

段是重要的岩石地层单位。段的划分和命名在大比例尺区域地质填图、油气勘查和精细地层划分对比等方面有重要意义。"地层指南"中规定段的名称可采用正式名称或非正式名称。正式段名的建立方法必须符合"地层指南"的要求,是相对规范和稳定的命名方法;非正式命名法使用比较方便,但命名方法多种多样,将其归纳为岩性命名、"地理专名+岩性"命名、位置命名、数字命名和字母命名五种。不论正式名称还是非正式名称,使用时均会由于文献或使用者的原因而产生问题。段名使用中的可能存在如下4个问题:1)能清楚地划分对比、具正式名称的段被非正式名称所代替; 2)在相邻省标准剖面距离较远的情况下,位于省界的剖面组内各段的命名问题; 3)同一组段的划分方法基本相同,但采用不同的非正式名称; 4)使用段的数字名称时不了解或未注意数字顺序的差异而产生错误。针对这些问题,除加强"地层规范"的制定和推广外,还要注意名称溯源的严谨性,使段名成为能够规范地追溯和合理应用的地层名称。  相似文献   

地层格架正则化约束下的二维立体层析反演          下载免费PDF全文

张力起  杨锴  邢逢源  李振伟  倪瑶 《地球物理学报》2019,62(2):634-647

通过把地层格架信息作用于立体层析Fréchet导数矩阵,使得更新后的速度模型呈现出符合地质规律的块状特征.地层格架信息基于立体层析反演中得到的反射点位置进行非规则B样条插值拟合得到,因此在反演中它将会随着反射点位置的更新自然得到更新.与前人提出的保边缘层析算法或多层立体层析算法相比,本文提出的地层格架正则化无需引入混合正则化项或定义某种复杂的混合速度格式,更为直接也更容易实现.理论和实际数据算例证实了该正则化技巧的稳健性和可靠性,能够得到与实际地质构造特征更为一致的地质一致性反演结果.  相似文献