摘要：近年来,各向异性介质纯qP波正演模拟及逆时偏移成像技术受到广泛关注。常规拟声波方程存在伪横波干扰、受模型参数限制(ε≥δ)、传播不稳定和计算精度不高等因素影响,极大地限制了其应用。为此,本文将qP波拟微分方程变换到空间—波数域,并通过坐标变换,推导了时间域TTI介质二阶纯qP波波动方程;为提高计算精度,引入伪解析算法(pseudo analytical method, PAM),实现了基于伪解析法的TTI介质纯qP波地震波场正演模拟。数值模拟结果表明:(1)本文方法克服了拟声波方程的局限性,消除了伪横波干扰,不受模型参数限制且地震波场能稳定传播;(2)与其他方法相比,伪解析法能有效提高数值模拟精度;(3)简单及复杂模型测试验证了本文方法的正确性与适用性。

摘要：将波动方程变换至Hamilton体系,构造了一种新的保结构算法,即最优化辛格式广义褶积微分算子(OSGCD).在时间离散上,首先引入了Lie算子设计二级二阶辛格式,基于最小误差原理得到了优化的辛格式.在空间离散上,引入广义离散奇异核褶积微分算子计算空间微分,提出了一种有效方法优化GCD并得到了稳定的算子系数.针对本文发展的新方法,给出了OSGCD稳定性条件.在数值实验中,将OSGCD与多种方法比较,从精度和计算效率两方面分析了OSGCD的计算优势,计算结果也表明OSGCD长时程以及非均匀介质中地震波模拟亦具有较强能力.

摘要：为我国深海水中兵器甚低频声场与地震波场联合引信技术提供可行性依据,设计并研制了深海自容式三分量地震波传感系统,利用深海坐底潜标搭载在我国南海海域(布深1825 m)开展了实船目标特性感知试验。通过设置走航测线,获取了目标深海甚低频水声场与地震波场实测数据,对比分析结果表明了舰船甚低频水声场与地震波场对目标探测的贡献具有共性与差异性。水声场因包含更丰富的周期窄带信息而更具主导性,而地震波场用于检测目标近场通过时明显优于水声场,甚至存在水声场无法感知的独特谱线,对三分量地震波场的实船噪声包络解调分析亦表明其用于感知螺旋桨轴频和叶频关键特征的优势。鉴于此,联合舰船甚低频水声场与地震波场对水中兵器探测目标、抗扫、抗诱骗等具有积极作用,发展深海甚低频联合引信技术是必要且可行的。

摘要：火山岩地层裂缝发育、裂缝发育程度是制约产能关键因素.裂缝是怎样影响地层横向的地震成像效果,并具有什么独特的地球物理反射特征,是人们一直关注的重点.本文设计不同类型含裂缝地质模型,结合不同岩性实验室测试参数将地质模型转化为地球物理模型,采用计算精度高的交错网格高阶有限差分法,开展不同裂缝模型地震波场特征正演模拟研究,对比分析含裂缝和不含裂缝地层波场传播的特征和成像剖面特征,以及含裂缝和不含裂缝全弹性波场的频率域特征变化,指导火山岩地层中裂缝的识别和预测.研究表明,含裂缝地层产生强散射波场,裂缝散射波振幅与裂缝数量、速度差有关;发育裂缝的火山机构,散射波场与其他波场(如反射波场、透射波场等)叠加、干涉相互作用,造成波前面出现断断续续的现象,在成像地震剖面上裂缝形成断续反射,且火山岩地层中裂缝散射波主频高于地层反射波的,裂缝发育地层具有高频段振幅明显增强的特征.

摘要：考虑海底介质的黏滞性,讨论了二维黏弹性波动方程,建立了包含密度、品质因子等物性参数的海底浅层气模型来精确描述目标,采用数值模拟的手段,正演计算了地震波在团(块)状浅层气、高压气囊、下凹气道、气底辟等4种不同海底浅层气模型中的传播响应。为了有效地压制在粗网格下差分计算产生的数值频散,将通量校正传输(FCT)算法应用于波动方程的求解中,提高了地震波场模拟的精度和运算效率。通过计算获得了不同储存层条件下海底浅层气的地震波剖面特征,得到了典型声学剖面识别标志,为海洋地质灾害勘察提供了一种有效的科学研究手段。

摘要：广角地震可以实现对高速屏蔽层下模糊区的地震成像。利用地震物理模拟技术在实验室内再现了野外观测到的复杂地震波场。讨论了地震物理模型设计的比例观测原理,地震模型的设计与建造。通过地震物理模型的分层观测,详细研究了高速屏蔽层下的复杂地震波场。

摘要：地震波场数值模拟一般基于水平地表条件,而当前近地表地震方法研究中急需起伏地表条件下的正演模拟数据。起伏地表条件下的二维地震波场波动方程高阶有限差分数值模拟方法研究中面临的主要问题是边界条件的处理。从以速度-应力表示的一阶波动方程出发,导出了起伏边界情况下的边界条件。该条件与波动方程具有相同的形式,可以用同样的方法来处理正演过程中的网格内部点和边界点。用交错网格的高阶有限差分方法解波动方程,在满足稳定性要求时,可获得时间和空间都是高阶精度的结果。本算法在高性能计算机集群MPI环境中并行实现时,采用主从模式设计程序,合理调配各节点的计算负载,并应用容错处理手段,达到了较高的并行效率。理论模型和实际速度模型的计算结果证明了方法的正确性和有效性。

摘要：近地表隐伏断层直接影响工程安全施工。通过构建浅覆盖层下方陡立界面断层数值模型,分析近地表隐伏断层地震波场的传播与转换规律。通过工程实测数据验证了数值模拟波场响应特征的可靠性,并利用初至波走时层析成像技术对地下介质波速进行成像。研究结果表明:(1)初至波转换形成的断点绕射波具有频率升高、速度突变的特点,可清晰指示测区内断裂带的存在,可作为现场数据采集时断层的直观反映;(2)工程实测中通过原始波形到时、频率信息可初步判断断层的存在,基于射线追踪的初至波层析成像结果与后期钻孔揭露情况基本吻合,说明初至波层析成像在浅层地震勘探中的实用性;(3)接收测线排列内布设震源的方式,两侧震源延拓距离短,无需额外为震源激发提供场地,在工程施工中具有经济、快速、高效的特点,可作为野外复杂地表条件地下浅层结构探测的有效观测系统使用。

摘要：野外观测方式的变化和采集密度的调整对室内数据处理提出了更高的要求。原先常规处理方法多基于地震数据的点、线、面进行分析,对这类新观测方式有一定的局限性。本文从理论上简要说明常见的几种地震波的波场特征及其在不同数据集上的表现形式,据此提出基于地震波场空间连续性的分析方法,包括炮检关系分析、叠前等时数据集分析、转置数据分析及(F-Ks,Kr)域分析等;从叠前多道、多域处理的角度认识连续地震波场在数据处理中的意义。理论分析和实际数据的处理结果表明,野外采集过程中应尽可能保证激发和接收条件的一致性,在观测系统设计上应保证每个面元属性(方位角、炮检距、覆盖次数等)分布均匀一致、地震波场连续,为室内灵活的数据处理奠定良好基础。

摘要：川东北通南巴灰岩地区表层结构复杂,地震波场混乱,构造成像困难。针对该问题,①进行了激发井深试 验,试验结果表明在高速层激发效果较好;②研究了灰岩区含水条件下使用不同炸药类型的激发效果,在该区使 用高能炸药可以提高激发能量;③基于地质模型进行了观测系统设计研究,并探讨了不同观测系统的实际应用 效果,根据该区实际地质地震条件设计观测系统为3640-60-(20)-60-6040不对称观测系统;④进行了灰岩 激发条件试验,采用水泥、清水和稠泥3种方式封井,清水封井对提高激发效果有明显作用。将上述方法应用于 实际地震资料采集中,地震剖面的品质得到了较大的改善。