随机孔隙介质中地震波衰减分析

地震波在岩石中传播衰减问题一直是研究的热点之一,目前的岩石孔隙介质模型都无法全面解释地震波在岩石中的强衰减现象.根据Biot孔隙弹性理论和一般随机过程理论设计了随机孔隙介质模型来研究地震波在复杂地层岩石中的传播规律.为确保模型与地球浅层的岩石实际状况相符,模型中岩石的晶粒密度、孔隙度、渗透率与骨架模量均被设置为空间随机分布的参数,在仅考虑一种流体浸润的情况下,对随机孔隙介质进行了地震波的数值模拟.并采用两种衰减估量方法（时间域的振幅衰减法和频率域的谱比法）对波场中虚拟检波器的合成记录进行了衰减估算,给出了基于不同方法得到的两种快纵波衰减的逆品质因子.将随机孔隙介质中快纵波衰减结果与均匀孔隙介质的快纵波衰减结果对比,结果显示：均匀孔隙结构中的地震波衰减远低于随机孔隙结构,而且,在随机孔隙结构中若不均匀程度提高,则地震波的衰减会进一步加强,当不均匀程度达到σ=0.15时,快纵波的衰减因子与实际观测的经验值符合.由于数值实验的中心频率（50Hz）位于地震频段,因此我们的结果无疑进一步证实了不均匀孔隙结构是中、低频段地震波在实际地层发生强衰减的重要原因之一.     

Kelvin-Voigt黏弹介质地震波衰减影响因素研究

应用交错网格有限差分法对Kelvin-Viogt黏弹介质中的地震波传播进行了数值模拟,并在此基础上对介质的波阻抗和震源子波频率对地震波时频域衰减特征的影响进行了研究分析。研究表明,随着波阻抗的降低和震源子波频率的增大,地震纵波振幅衰减加快,地震波高频成分能量快速衰减,低频成分能量衰减相对较弱,主频向低频偏移加快。     

非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟

采用常规的二阶声波方程有限差分方法对于非均匀介质进行了数值模拟时，其数值模拟精度较低。而采用一阶双曲型标量波动方程，则无须对介质的弹性常数进行空间求导。根据Taylor级数展开式，推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式以及一阶双曲型标量波动方程交错网格任意偶数阶精度差分格式，并给出了该差分算法的稳定性条件。用该差分算法对均匀介质模型、非均匀介质模型和Mannousi模型进行了数值模拟试验，并与伪谱法进行了对比。结果表明，一阶双曲型标量波动方程交错网格高阶差分法的模拟精度与伪谱法的精度非常接近，计算效率高，且适合于模拟非均匀介质、复杂构造和复杂地质体的地震波场。     

非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟

采用常规的二阶声波方程有限差分方法对于非均匀介质进行了数值模拟时 ,其数值模拟精度较低。而采用一阶双曲型标量波动方程 ,则无须对介质的弹性常数进行空间求导。根据Taylor级数展开式 ,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式以及一阶双曲型标量波动方程交错网格任意偶数阶精度差分格式 ,并给出了该差分算法的稳定性条件。用该差分算法对均匀介质模型、非均匀介质模型和Marmousi模型进行了数值模拟试验 ,并与伪谱法进行了对比。结果表明 ,一阶双曲型标量波动方程交错网格高阶差分法的模拟精度与伪谱法的精度非常接近 ,计算效率高 ,且适合于模拟非均匀介质、复杂构造和复杂地质体的地震波场     

带状渐变非均匀介质中波的传播

对弹性波在带状渐变非均匀介质中的传播进行了研究，建立了非均匀介质中波动方程的一般形式；利用走时变换，考虑边界条件、辐射条件和非均匀带两端的连续条件对变系数偏微分方程式进行求解。对3种不同的具有二次变化的带状非均匀介质中波的传播得出了解析解，并进行了实例计算。在非均匀介质区域中的弹性模量不同变化情况下，得到了不同区域长度与接收波波幅之间的变化规律曲线，讨论了弹性波在非均匀介质中传播的一般性质，这些均为无损检测或波动反分析提供依据。     

地震波的分形特性

分形的基本特性为自相似性和稳定的分形维数。本文用Dubuc算法计算地震波的分形维数。认为地震波具有分形特性。本文尝试着将非线性科学的最新热点－分形论应用于结构振动领域,从新的角度对地震波的特性进行了 初步的研究,是对分形理论和结构工程相结合的初步尝试,取得了理论上和实践上有意义的成果,具有多学科综合交叉的特色。     

弹性波在非均匀介质中传播的波幅研究

对弹性波在非均匀介质中传播时的波幅进行了研究.利用积分变换,用解析方法求解了一维非均匀区域的不同性质对弹性波传播时波幅变化的影响;将非均匀区域离散成均匀的薄层,结合相邻层的连续条件,建立了数值解法的波幅传递矩阵.通过实例计算,将数值解结果与解析解结果进行比较,数值解结果具有较高精度,为工程实际中的无损检测提供了理论和计算分析依据.     

非均匀介质的三维渗流有限元模型

为检验地下止水设施的止水效果，推导了不均匀介质中各向异性三维渗流方程，将饱和流动与非饱和流动的控制方程写成统一的形式，实现了三维空间问题的渗出面的迭代求解法，对通过任意断面的渗透流量的求法提出了新的见解，推导出有限元数值离散格式。对得到的非线性离散方程，用隐式和二阶精度的时间积分法进行计算。采用向量化的共轭梯度法求解大型稀疏线形方程组，具有计算速度快、占用机器内存少之优点。对复杂三维渗透流问题的实际计算，表明本研究可为江河堤防的防水施工和安全检测提供一个科学的工具     

非均匀介质光波导制造工艺的理论研究

本文提出了在熔盐中加Li~+和分阶段离子交换制造非均匀光波导的新方法。计算表明,用改进的工艺制造非均匀介质光波导,其折射率分布可以得到明显的改善。     

Rock mass structure analysis based on seismic velocity and attenuation images

Seismic traveltime, amplitude and pulse-width can be used to reconstruct seismic velocity and attenuation coefficient images for a rock mass. This study discusses the appearance differences of velocity and attenuation coefficient in the ore vein and rock mass in the images. The location of the rock vein and the characteristic of the rock mass are discussed according to the difference responses of velocity and attenuation from the ore vein and mixed rock vein, fracture and rock body. The effect and limitation of the seismic tomography method for investigating ore body and rock mass is suggested on the basis of a field test result. The special observation method in this study gives a good reference for obtaining full position and directional observation in seismic tomography.     

微地震震源地震波能量的计算方法

由工程爆破中普遍采用的质点峰值振动速度与炸药量和震源距关系的经验公式推导出质点峰值振动速度与震源能量和震源距关系的经验公式,并作为微震地震波能量衰减公式.在公式中引入地震波能量特征系数 K1描述震源能量与震源峰值振动速度之间的比例关系,并认为 K1主要与震源场地介质特征有关,而与爆破参数无关.通过校验炮数据的回归分析获取监测区域能量特征系数 K1.采用能量衰减模型,以微震事件各测点的峰值振动速度、震源距及 K1为已知量,以震源能量及衰减系数为回归参数进行回归计算,直接反演出震源能量.本文方法为震源能量计算提供了新的思路和方法.     

基于分形理论的地震信号空间序列分析

当把地震勘探信号各道间对应于同一时刻的数据序列看作是反映一定范围内地层及其地质参数的复杂函数时,便构成了地震勘探信号的空间序列.建立了地震信号空间序列的分形模型,将根据一维时间序列重建动力学系统的理论和时间序列关联维计算的G.P算法拓展到对地震信号空间序列的研究之中,提出了地震信号空间序列关联维的分析方法.仿真结果表明,利用分形分析结果的地震勘探信号空间序列分数维图,可将信噪比较低的地震勘探信号从强干扰噪声中分辨出来.     

关于测井序列和地震道的反射系数序列的分形性质

应用分式Ｂｒｏｗｎ运动和分式Ｇａｕｓｓ噪声之样本函数的分形性质，分析了吉拉克地区，轮南第５７号测井序列，得到其速率序列及其扫射系数序列分别是维数为１．７６和１．１０的分形，它们的谱密度分别为ｆ＾０．５１和ｆ＾－０．０８。应用局部分式Ｂｒｏｗｎ运动和局部分式Ｇａｕｓｓ噪声的分形性质放改进的反褶积法，分析了吉拉克地区地震道信号，是到了各地震道ＣＤＰ之反射系数序列维数为（２－ＨＫ）的局部分式Ｇａｕｓｓ噪     

不同颗粒粒径下型煤孔隙及发育程度分形特征

煤是一种非均匀多孔隙介质,其孔隙特征及其发育程度与煤层中瓦斯的吸附解吸特性及流动特征密切相关。为探讨型煤的孔隙结构,实验以颗粒粒径分别为4.00～1.70 mm、1.70～0.38 mm及0.38～0.18 mm的煤颗粒制作而成的型煤为研究对象,利用CF-2000P偏光分析软件和Fractalfox2.0分形分析软件对由不同粒径煤颗粒压制成的型煤孔隙特征及发育程度开展了系统研究。结果表明,随着型煤颗粒粒径逐渐减小,型煤中的孔隙半径逐渐减小,孔隙总数逐渐增多,分形维数值逐渐增大,孔隙发育程度逐渐增大,孔隙分布均匀程度逐渐增大。     

液饱和多孔介质中Rayleigh型波的传播

研究了由多孔固体骨架和无粘流体构成的多孔介质的瑞利型表面波的传播 ,获得了联系着复波数对频率的依赖关系的弥散方程 ,结果表明 :其表面波是弥散和非均匀的 ,表面波沿多孔介质表面衰减 ,同时其振幅远离介质表面呈指数衰减     

基于匹配追踪的叠前道集吸收补偿和频散校正

基于匹配追踪算法,对地震道集吸收和频散进行补偿。首先,运用匹配追踪算法对叠前道集作匹配分解,以零偏移距匹配子波建立随子波中心时间和中心频率乘积值变化的振幅衰减曲线,进而得到不同匹配子波衰减振幅的增益系数;然后,基于射线路径获取零偏移距吸收衰减与非零偏移距吸收衰减间的关系,运用零偏移距振幅增益系数与道集角度计算各个角度地震道的匹配子波振幅增益系数;最后,用振幅增益系数对不同匹配子波衰减振幅分别进行吸收补偿,并重构地震信号;对于频散影响,通过匹配子波求取品质因子进行频散校正。数据资料测试发现,深部吸收衰减能量得到有效补偿,同时消除了吸收对振幅随偏移距变化特征的影响。     

钢管-轮胎浮式防波堤消波的几个影响因子

结合试验结果，分析了钢管－轮胎结构浮式防波堤消波的几个影响因子，并从筏体的刚度、倾斜度、挡浪面积以及自振频率方面对浮筏结构进行改进，提出了一个新的钢管－轮胎浮式结构。此结构可增加浮筏对波能的反射和消耗，有效减少浮筏的自主波浪，可在较不利的入射波要素下，使浮筏的波高传递系数最低达0．22。     

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.     

地震波速度的纵、横向变化分析

作者就某浅海油田两条连井地震剖面的处理与解释中所涉及的地震波速度的纵、横向变化规律研究方法予以讨论.研究用于地震解释的速度,包括两个方面,其一,研究速度的纵、横向变化,确定合适的成图速度;其二,研究地层的层速度,为地层解释和岩性预测提供参数.地震测井和VSP测定的速度精度较高,但剖面上的井测定的速度资料很少,不足以控制速度的横向变化.因此,利用地震剖面上的速度谱资料来确定速度的纵、横向变化,具有重要的现实意义.