爆炸应力波在层状岩体中的传播与衰减

针对层状岩体的特征,研究爆炸应力波中的平面波在层状岩体界面上的透、反射关系以及球面波在各岩层中的衰减特性,分析爆炸应力波在层状岩体中的传播和衰减规律.研究表明,爆炸应力波在各层岩体中随传播距离的增加而衰减,衰减速度分别与各层岩体的衰减系数有关;爆炸应力波在经过不同岩层界面时的强度增减与层面两侧岩体的阻抗有关.在相同传播距离内,层数较多、软硬相间的层状岩体对爆炸应力波有更大的衰减.当爆炸应力波经层状岩体传播后作用于地下结构时,层状岩体能更好地保护其下方的结构.     

孔洞储层地震波特征响应的物理模型实验研究

根据物理模型相似性原则制作了不同材料和不同孔洞密度的物理模型，在常温常压和温压条件下分别测试了孔洞模型的地震波特征响应，分析了孔洞储层特征的变化对地震波属性参数的影响。孔洞密度、围压、温度、模型材料和含流体的变化对地震波的速度、振幅、衰减、主频和主振幅等属性参数均有明显的影响。温压等条件的不同，孔洞密度引起的地震波特征响应程度不同。实验表明，孔洞密度的变化对地震波动力学特征参数(振幅、衰减等)的影响远远大于对运动学特征(速度等)的影响，这为利用地震波的振幅、衰减等属性参数进行储层中孔洞分布和发育程度的检测提供了可靠的实验基础。     

不同水平充填纵向采空区群的爆破动力响应衰减规律

以爆破荷载下不同水平充填的纵向采空区群动力响应为研究对象,考虑充填体与围岩的摩擦阻力作用,按充填采空区群的层数不同分为3种工况建立动力响应模型,分析各层中围岩、顶板和充填体的位移、速度响应衰减规律。计算结果表明:在爆炸应力波作用下,充填采空区群内各部位的振动具有一定滞后性;同一工况下,与位于同一层的围岩和顶板相比,充填体的振动频率衰减最快;各工况下,速度和位移的初始响应频率和幅值相近,但层数越多的充填采空区群的动力响应衰减速率越快,恢复至平衡状态所需时间也越短。将动力模型计算结果与数值模拟结果和现场监测数据进行对比,三者速度响应的幅值、频率接近,并具有相似的衰减规律,验证了动力响应模型的可靠性。     

基于组合赋权法与云模型坝基岩体质量评价

利用组合赋权法与云模型对坝基岩体质量分级进行了评价,主要采用6项评价指标:岩石单轴饱和抗压强度、结构面间距、RQD、完整性系数、声波纵波速度和地应力修正系数,以金沙江旭龙水电站坝基岩体作为实例进行了质量评价.通过偏好系数法将优序图法和熵值法组合,利用云数字特征值建立岩体质量各评价因子的云模型,并得出岩体样本各评价因子对应的确定度,综合确定度最大值对应等级为岩体的质量等级.利用云模型的评价结果与传统的BQ分级法和可拓理论的评价结果进行比较验证,云模型具有可操控性和较高分类精度,能够精确地表达出岩体质量的综合确定度.     

岩质高边坡爆破质点振动效应分析

针对凹山铁矿采场边坡生产爆破工程,利用爆破测振仪对现场爆破作用下岩体质点振动速度进行监测,得到边坡质点振动速度的衰减规律。结果表明:边坡质点振动速度随距离的增加呈指数衰减趋势,在台阶局部由于高差的存在振动速度出现放大现象。根据高程放大效应对经验公式进行二元回归分析,得到更准确的爆破振动速度预测模型,为矿山生产爆破及时调整参数,保证边坡爆破的安全施工提供了有效依据。     

高松山金矿地质特征及找矿标志

黑龙江省逊克县高松山矿区金矿石类型为石英脉-蚀变岩型。金矿体与赋矿围岩存在着明显的物性差异,与Au、Ag、As、Sb、Cu有密切的相关关系,并以零磁场、高电阻为特征,从而本区具备了物化探找矿前提。该区为黑龙江东北部的一个重要的找矿远景区。     

碳酸盐岩孔洞模型中超声波传播特性

 以孔洞型碳酸盐岩的小岩柱为对象,采用二维超声波数值模拟与物理模型实验相结合的方法,从运动学及动力学角度,研究了多频率下超声波在不同尺寸、形状及分布的孔洞模型中的传播特性。结果表明,不连续分布的单孔洞,其尺寸变化对声波速度几乎无影响但与衰减系数呈正相关,在相同尺寸下随测试频率的增加声波速度有增加的趋势,衰减系数与频率间呈幂函数递增关系;圆形孔洞、方形孔洞对声波速度影响与孔隙度有关,孔隙度9%为临界值,低于9%时影响不敏感（可忽略）,高于9%时圆形孔洞对衰减系数的影响大于正方形孔洞的影响;椭圆形孔洞的影响与其纵横比有关,纵横比大于1时,随纵横比增加衰减系数的变化幅度较小,反之则衰减系数的变化幅度较大;随孔洞分布集中度的增加,声波速度呈线性规律减小,衰减系数呈线性规律增加。     

地下采场破碎岩体稳定性评价与参数优化

以焦家金矿试验采场为工程依托,开展缓倾斜中厚破碎矿体采场稳定性分析.通过对焦家金矿-390m中段试验采场的工程地质调查、矿岩力学性质试验,获得了表征矿山岩体工程质量的多种指标;应用岩石质量Q分级和RMR分级系统,对试验采场岩体稳定性进行评价分析;基于修正的Mathews稳定图法和临界跨度设计法,对采场暴露面尺寸和最大跨度进行优化.分析认为,当回采进路跨度小于8m时即可保证采场的稳定性.将所得到的结果应用于现场工业试验,现场采用暴露面尺寸为75m×15m的进路进行回采,采用现场观测的手段进行回采过程的监测.结果表明,在回采过程中进路的顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场围岩稳定性良好.     

基于PFC离散元的多层岩质陡坡危岩崩落序列研究

以三峡库区重庆万州青草背后山多层危岩边坡为研究对象,结合离散元仿真技术建立PFC3D颗粒流多层岩质陡坡危岩崩落的过程,并根据区域颗粒岩块位移、速度、荷载指标进行对比分析,分析了多层岩质陡坡危岩崩落序列规律及层间荷载变化规律。结果表明：该方法能合理呈现危岩陡坡的崩落规律,从曲线可以得到岩体峰值运动速度会随崩落时间逐渐衰减,崩落速度受力链断裂的影响较大,第1层力链影响速度峰值最大可达2.5m/s,下部危岩体对上部的回弹作用导致力链断裂速度由500st/p加快至167st/p。力链在每个崩落的峰值强度时刻都有明显的衰减,且随崩落时间推移衰减逐渐增大。该方法模拟的危岩崩落过程更加简便直观,为以后研究岩质陡坡危岩的破坏预测提供了重要手段。     

山东省齐河地区接触交代型铁矿成矿要素耦合分析

鲁西地区齐河地区近年来在铁矿勘查过程中发现了多个接触交代型铁矿,该区铁矿经勘查显示有集中分布、厚度大、品位高、埋深大的特点。研究区大张、李屯和潘店地区物探异常查证工作表明铁矿形态多样,呈层状、似层状、囊状、脉状等。该区铁矿体具有明显的“地层、侵入岩和构造”控矿特征;在铁矿体赋存位置方面,地层控矿表现为部分铁矿体赋存于奥陶纪（石炭纪、二叠纪）地层中、侵入岩控矿表现为部分铁矿产于闪长岩体中,接触带控矿则表现为地层和岩体间接触带是主要铁矿赋存地段。矿床成因研究表明：在燕山晚期研究区发生了大规模的岩浆活动,在深源岩浆向上侵位过程中不断演化分异,形成了闪长质岩浆,在与奥陶纪灰岩接触过程中发生了复杂的物理化学反应,闪长质岩浆析出大量铁质成分,形成含铁富矿热液,并在有利赋矿部位形成铁矿体。研究区接触交代型铁矿的形成与保存是中生代区域性构造—岩浆—热液活动事件和区内地层、岩浆及构造等各种成矿要素有机耦合的结果,该区铁矿具有十分重要的勘查研究和社会经济价值。     

瞬态瑞利波分析方法在探测地质体结构中的应用

介绍了探测地质体结构的一般方法,重点介绍了爆破地震波的特征及地震波的探测方法.又对最近发展起来的面波勘探技术做了分析,重点论述了瞬态瑞利波频散特性及其应用.在此基础上,实验了一种可以控制的爆破地震波震源,该震源利用水介质的均匀性及各向同性、不可压缩等特点,减少了爆炸冲击波对周围岩体介质的损坏,又保持了爆炸波功率大,能够提供尖锐的脉冲信号,频域范围大的特点,从而改变了爆破地震波震源不能重复和难以总结其规律的状况.利用瑞利波探测技术和可控爆源,对茅坪滑坡体进行了地质体结构探测,并对其地质体的分层特性做了详细分析,与钻孔勘探结果和挖竖井探测结果比较,二者有较好的一致性.说明结合瞬态瑞利波分析方法,该可控震源在地质体结构探测中有实际的应用价值.     

“采空区”控制型高斜坡变形破坏研究

煤矿开采导致的矿山地质灾害发生特征在贵州山区具有相似性。基于贵州省纳雍县中岭高斜坡的坡体特征及变形机制分析,建立了中岭高边坡演化机制概念模型,其演化过程分为2个阶段：即压缩倾倒变形阶段和采空区沉陷-倾倒-拉裂阶段。采用数值分析方法对中岭边坡煤矿上方的观察节点位移进行开采过程中的全过程模拟,节点运动规律对崩塌发生位置和范围能做出很好的解释。陡～极陡坡体下部矿层遭受回踩后,易形成采空区控制型崩塌。陡坡段存在软岩夹层时,坡面会因差异风化而出现凹岩腔,从而在坡面上出现局部倒悬坡,受采空区影响区岩体结构面向上贯通,造成倒悬体成为危岩体。     

Propagation patterns of microseismic waves in rock strata during mining:an experimental study

Microseismic monitoring has been widely used in mines for monitoring and predicting dynamic disasters such as rockbursts and waterbursts. However, to develop high-precision microseismic monitoring systems, the propagation patterns of microseismic waves under complex geological conditions must be elucidated. To achieve this aim, a simulation model of a typical coalmine was designed using similar materials according to the similarity theory to simulate the mining process. Geophones were embedded into the model to detect the propagation of elastic waves from microseisms. The results show that in an unmined solid rock mass, the wave velocity in shallow rock strata is mainly affected by geologically weak planes, whereas in deep strata it is affected mainly by the density of the rock mass. During propagation, the amplitude first decreases and then increases rapidly with increasing propagation distance from the coal layer. After mining, our results indicate that the goaf causes significant attenuation of the wave velocity. After the goaf was backfilled, the velocity attenuation is reduced to some extent but not eliminated. The results of this study can be used as guidelines for designing and applying microseismic monitoring systems in mines.     

岩体分级的多分类有序因变量Logistic回归模型

将多分类有序因变量的Logistic回归分析引入到岩体质量分级问题中,以影响岩体级别的单轴抗压强度、岩体声波纵波速度、体积节理数、节理面粗糙度系数、节理面风化变异系数和透水性系数为自变量,岩体级别为响应变量,以工程实测岩体质量数据作为统计样本,建立了岩体分级公式。对模型进行了拟合优度检验、模型的有效性检验、预测能力的检验,研究结果表明：Logistic逐步回归分析得到的回归模型性能良好,回判估计的误判率为零,预测精度高。相比距离判别分析模型,回归分析模型在现场岩体分级更加方便,回判的误判率更低,另外模型能输出岩体属于各级别的概率,为工程设计人员提供更多的岩体质量信息;相比普通的回归分析,多分类有序因变量 Logistic回归更适于响应变量为有序多类别的岩体分级问题,因而岩体分级的多分类有序因变量回归模型是一种更优的岩体分级方法。     

基于波动方程的地震波衰减理论研究及应用

地震波在传播过程中的能量衰减特征表现为:一方面为球面扩散,另一方面是由于地层合流体而引起的衰减,它直接和地层的岩性、合流体性密切相关.由于合流体岩石存在的内摩擦性及粘滞性,使得地震波在传播过程中能量得到衰减,且高频能量衰减强,低频能量衰减弱,从而成为形成低频阴影现象的重要原因.作者在基于波动方程正演的基础上,从岩石的内摩擦性和粘滞性出发,模拟地震波穿过合流体地层时的频率能量变化特征,解释由于含流体地层的吸收衰减而导致的低频阴影现象,并在实际处理中得以应用.     

新庄孜矿煤体瓦斯含量与震波衰减特征分析

为了研究煤层动力学参数与煤层瓦斯地质参数之问的相关关系,采用矿井震波探测技术对淮南新庄孜煤矿主采煤层进行了震波衰减探测试验,分析研究煤层的吸收衰减系数和煤层品质因子Q值特征。试验结果表明：试验区煤层瓦斯压力与Q值成幂函数相关、瓦斯含量与Q值成近似负线性相关;衰减系数与瓦斯压力成正线性相关,与瓦斯含量成指数函数相关。研究结果为煤与瓦斯突出预测提供了新的参数。     

确定岩体渗透参数的结构面控制反演法

从裂隙渗流的基本运动方程出发,反求岩体的渗透参数是工程控制论中一类典型的偏微分方程分布参数控制反问题,对于这类反问题常用数值法求解．考虑到结构面控水特点,依据岩体渗透系数张量与结构面产状的基本关系式,提出了一种结构面控制反演法．该方法不仅可以反算出岩体的渗透系数张量,而且可以反求出岩体控水结构面的当量渗透系数、渗透系数张量的主值和主方向,同时应用该方法计算的解具有较好的唯一性．以溪洛渡水电站工程为例介绍了这种数值反演方法在确定岩体渗透参数中的应用．     

地质统计反演方法在新木油田128区块砂体预测中的应用

本文以约束稀疏脉冲反演结果为背景约束,进行高分辨率的自然电位地质统计反演。首先,进行直方图和变差函数分析,确定自然电位在不同方向上的变程;然后,在每一道地震道上,将随机提取的反射系数与地震子波进行褶积,生成的合成地震道与原始地震道进行匹配,计算反演残差,直到匹配精度达到满意为止,随机实现4个反演结果,笔者对这4个模拟结果进行求均方根运算,得到最终的反演结果。最后,通过设定砂泥岩门限值、岩性数据提取、砂岩速度场建立,利用数学函数计算,得到深度域的岩性体和5个砂组砂岩平面分布图,实现了砂体的定量预测。其中95%的后验井砂岩厚度的相对误差都在10%以内,能够有效的为钻井及层系开采决策提供依据。     

Decentralized Multigrid for In-situ Big Data Computing

Modern seismic sensors are capable of recording high precision vibration data continuously for several months. Seismic raw data consists of information regarding earthquake's origin time, location, wave velocity, etc.Currently, these high volume data are gathered manually from each station for analysis. This process restricts us from obtaining high-resolution images in real-time. A new in-network distributed method is required that can obtain a high-resolution seismic tomography in real time. In this paper, we present a distributed multigrid solution to reconstruct seismic image over large dense networks. The algorithm performs in-network computation on large seismic samples and avoids expensive data collection and centralized computation. Our evaluation using synthetic data shows that the proposed method accelerates the convergence and reduces the number of messages exchanged. The distributed scheme balances the computation load and is also tolerant to severe packet loss.     

频散AVO反演方法在致密碎屑岩储层烃类检测中的应用研究

近年来实验室模拟和理论研究均表明含流体填充介质常常导致地震波发生不同程度的频散和衰减,利用地震波衰减方法来预测储层的油气分布情况文献较为常见,而利用含烃储层导致地震波的频散方法来进行储层的流体识别较少。本文从原理出发,推导了频散AVO反演公式,印证了频散AVO近似式应用于地震勘探领域的精度是可行的,应用频散AVO反演方法对大牛地气田致密碎屑岩储层的含气性进行了预测,取得的结果与实际钻井结果吻合很好。