超磁致伸缩声波震源的时频特征与实测研究     

王泽伦  高洪鑫  于师建  王永申 《煤田地质与勘探》2020,48(5):225-231

宽频带、大功率、短余振声波震源是高分辨率探测大尺度复杂结构体的关键技术，为了解决探测距离与其分辨率的矛盾问题，采用超磁致伸缩材料制作的声波发射器作为震源，研制了一种新的声波探测仪器。该震源中心频率为5 kHz，激励电压300~600 V，具有辐射声功率大、余振短（3.5个周期）、频带宽（1~3 kHz）的特性；其最大的优点是每次激发的声波信号一致性好，可以采用单点多次激发，通过多次叠加的数据处理技术提高信噪比，较好地解决了声波探测距离与分辨率的矛盾，并成功地应用于煤矿采场顶煤厚度探测。现场探测结果表明:大功率声波探测系统能够有效提取4~7 m煤岩交界面的反射波信号，借助于小波多分辨分析信号处理方法，有效地提高了采场顶煤厚度探测的精度及其可靠性，为顶煤厚度精确探测提供了一条有效途径。   相似文献   

2018年斐济M_W8.2深震:高频辐射过程和发生原因          下载免费PDF全文

张喆  许力生  杜海林 《地球物理学报》2019,62(11):4279-4289

2018年8月19日，在斐济东部海域563 km深处发生了一次M_W8.2地震.我们首先挑选位于美国阿拉斯加地区的131个宽频带台站构成台阵，选用垂直分量0.5~2 Hz的高频信号，利用广义台阵反投影技术对这次地震的破裂过程进行了成像，然后基于破裂速度对地震的辐射效率进行了估计.结果表明，这次地震总体上呈单侧破裂，破裂方位在3.0°左右，破裂总长度约51 km，持续时间22 s，平均破裂速度为2.5 km·s^-1.但能量释放有2次高峰，形成两次子事件.第一次为前10 s，峰值在7 s左右，破裂速度为2.9 km·s^-1，辐射效率为45%.第二次为10~22 s，峰值在15 s左右，破裂速度为1.6 km·s^-1，辐射效率为26%.结合震源位置、震源机制、破裂速度以及辐射效率，我们认为这次地震是由于俯冲板块前缘受到下部地幔物质上浮阻力引起的剪切失稳所致，起初板块内部的脆性破裂表现突出，致使辐射效率较高，后来震源处高温高压下的熔融耗散特征逐渐凸现，致使辐射效率下降.  相似文献   

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

范娜  成景旺  秦雷  赵连锋  谢小碧  姚振兴 《地球物理学报》2018,61(3):1095-1108

为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法，只要给定FD模板形式，可直接构造频散方程，求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点，可扩展优化其他格式.运用此优化方法，计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明，优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度，优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.  相似文献   

套管井偶极弯曲波频散向高频偏移的特性          下载免费PDF全文

李刚  吕伟国  崔志文  马俊  王克协  谢荣华  刘继生  吕秀梅 《地球物理学报》2018,61(1):379-388

对套管井偶极弯曲模式波的频散特性进行了系统的数值考察、实例对比和分析.发现套管井弯曲波频散曲线随地层横波速度的降低，特别是地层横波速度小于2000 m·s^-1以下，会迅速移向高频区，偶极弯曲波基础模式主频散区（或截止频率）可出现在13 kHz以上，以致超出了现行低频偶极子声波测井仪的激发与接收频带，这是一过去没有被研究者注意到的现象，并进一步被现场实例所证实.研究表明控制套管井弯曲波频散曲线主频散区位置的主要是钢套管的厚度和地层横波速度.对地层横波速度大于井孔流体声速的快速地层，在钢套管壁厚一定（8 mm）的情况下，频散曲线主频散区可移至11 kHz以上，可能出现的最大可能频域位置是同一井孔内径，井外全钢时的频散曲线上等于、小于地层横波速度那一段，这对各种地层和套管参数都是适用的.对地层横波速度小于等于井孔流体声速（1500 m·s^-1）的慢速地层，弯曲波频散曲线随地层横波速度的降低移向高频区的特点更为明显，可能移至16 kHz以上；而套管厚度的影响，也比快速地层大的多，对地层横波速度小于1380 m·s^-1的慢速地层，无论用多高的频率激发，都不能在现行使用的各类套管井（壁厚6~12 mm）中用偶极声波测井仪测到弯曲模式波.  相似文献   

水源钻机在超深土层绳索取心钻进中的应用          下载免费PDF全文

杨联锋  段云星 《探矿工程》2020,47(11):44-50

山西省清徐县区域地质调查项目设计800、2000、3000 m科学钻探孔，以调查填补新生界底板埋深控制空白区，各孔钻入基岩30 m完钻。要求全孔取心，岩心采取率≮85%，岩心直径≮60 mm，采用塑料保护管采取原状岩样。针对超深软土层、各组地层特性及厚度未知、钻遇基岩完钻深度未知、大直径高保真全孔取心、项目价格远低于目前市场成本等难题，经过“水源钻机+大提钻取心+长裸眼孔段”实施800 m孔、“岩心钻机+绳索取心+套管固井”实施640 m参数对比孔，创新性使用“水源钻机+绳索取心+长裸眼孔段”工艺完成了2000 m孔的施工。该工艺岩心采取率达到93%，孔径和孔斜符合地质要求，为3000 m孔顺利施工打下了坚实的基础，为同类型项目提供了经验和借鉴。  相似文献   

Geoprobe直推式土壤钻机在涌砂层中的应用          下载免费PDF全文

彭新明  周国庆  李安  佟雪健  郭永岩  薛洪林  白江伟 《探矿工程》2020,47(5):60-64

本文介绍了Geoprobe7822DT、Geoprobe 8040DT、Geoprobe 3230DT三种型号直推式土壤钻机的结构、主要特点和应用情况，并与其他类型功能相近的取样钻机的使用效果进行了对比，分析了Geoprobe直推式土壤钻机在涌砂层钻进中存在护壁功能不足、整体稳定性较差、钻杆易损等主要问题，并对直推式土壤钻机后续的改进和使用提出了建议。  相似文献   

2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震的多点震源机制反演          下载免费PDF全文

张喆  许力生 《地球物理学报》2020,63(8):2978-2998

2013年11月17日，在南极南奥克尼群岛北、南极板块与斯科舍板块之间发生了一次M_W7.8级地震（2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震），我们利用全球分布的长周期和宽频带地震记录反演确定了这次地震随时间和空间变化的震源机制，验证了提出的一种多点震源机制反演的新方法.首先利用长周期记录的W震相反演了这次地震的矩心矩张量解并利用体波提取了视震源时间函数，同时利用台阵反投影技术从宽频带记录中获得了这次地震的高频源的时空分布，然后基于矩心矩张量解、视震源时间函数以及高频源的时空分布，实现了采用新方法对2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震的多点震源机制反演.矩心矩张量解表明，地震矩心在44.50°W/60.18°S，矩心深度19 km，半持续时间49 s，释放标量地震矩4.71×10²⁰ N·m，发震断层走向104°，倾角54°，滑动角8°.视震源时间函数清楚地揭示了地震矩随时间变化的方位依赖性，总体上可以将时间过程分为前60 s和后50 s两个阶段，但前60 s可细分为两次子事件.根据台阵反投影结果，这次地震为沿海沟从西到东的单侧破裂，破裂长度达311 km，可以分为5次子事件，能量释放的峰值点依次为13 s、30 s、51 s、64 s和84 s，平均破裂速度分别为0.6 km·s^-1、2.6 km·s^-1、2.3 km·s^-1、2.8 km·s^-1和3 km·s^-1.多点震源机制反演显示，5次子事件的矩震级分别为M_W7.57，M_W7.48，M_W6.80，M_W7.53和M_W7.08，半持续时间依次为21 s，17 s，6 s，16 s和8 s，走向分别为95°，105°，81°，98°和98°，倾角依次为57°，49°，86°，46°和64°，滑动角-9°，1°，-17°，13°和-4°.这些在震源机制、能量释放以及持续时间方面的变化都是当地构造和应力环境复杂性的反映.  相似文献   

电子束流激发的电子声波数值模拟          下载免费PDF全文

于彬  高新亮  樊凯  杜爱民 《地球物理学报》2018,61(9):3536-3544

通过一维静电粒子模拟程序研究了电子束流不稳定性，其中束流电子的温度远大于背景电子的温度.结果发现，所激发的波动主要是电子声波，波动的演化经历了线性增长和非线性饱和两个阶段.在非线性饱和阶段，由于电子声波相速度随频率是变化的，它可以通过非线性相互作用将背景比较冷的电子加速到很高的能量.此外，还研究了束流电子的温度、束流电子和背景电子的相对密度以及束流电子的漂移速度对电子束流不稳定性的影响.  相似文献   

基于强震记录的汶川地震同震形变场及滑动反演          下载免费PDF全文

刘晓东  单新建  张迎峰  尹昊  屈春燕 《地震地质》2019,41(4)

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利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程     

孟国杰  苏小宁  王振  廖华 《地震》2018,38(2):11-27

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。  相似文献