全球岩石圈磁异常模型研究进展与挑战

通过半个多世纪的航空磁测和海洋磁测数据采集,近地表磁测数据几乎覆盖全球,相继编绘了国家和洲际尺度的磁异常图.进入21世纪,以CHAMP为代表的卫星磁测技术提供了全球尺度下的长波磁异常背景,建立了《世界磁异常图》等以弧分为分辨率的全球磁异常网格,并以此构建了岩石圈磁场高斯球谐系数模型,例如NGDC-720模型.尽管全球岩石圈磁异常模型在空间分辨率等方面取得了巨大进步,反映的最短波长从上百千米提升至几十千米,但仍面临巨大挑战,例如实际精度仅能达到上百纳特.为此,本文回顾了国家尺度到全球尺度磁异常汇编情况,讨论了磁异常处理与汇编的关键技术.同时,也分析了全球岩石圈磁场建模的难点,旨在克服当前的局限性,实现岩石圈磁场模型自主、可控.

张量CSAMT一维数值模拟分析

研究一维张量CSAMT张量阻抗和倾子向量的变化特征,首先应用快速汉克尔变换法,计算准静态条件下x方向电偶极子在柱坐标系中电磁场各分量的数值解,由对称理论得出y方向电偶极子的电场和磁场值;然后,再利用二个源定向,基于张量阻抗关系式,建立六个线性方程,得到张量阻抗和倾子向量,设计理论地电模型,进而对其进行分析。这些工作不仅可以为二维/三维张量CSAMT数值模拟提供对比,而且还可以为张量CSAMT资料解释提供一定的帮助。

张量CSAMT数据处理技术初步研究与示范应用

面对大深度和三维探测,标量CSAMT(controlled source audio-frequency magnetotellurics)已显力不从心,而张量CSAMT正逐渐成为研究热点。在前人研究基础上,笔者就张量CSAMT数据处理方面提出Mohr圆分析和传统坐标旋转两种处理技术,并首次创新性地使用我国自主研发的综合电法仪开展了张量CSAMT示范应用。结果表明:Mohr圆分析和传统坐标旋转法相结合应用效果良好,可定性挖掘地下地质体的纵向和横向构造特征,主轴方位的视电阻率和阻抗相位与目标体对应良好,并且电阻率反演结果与钻孔等地质资料综合分析对建立试验区的地质地球物理模型是有益的。

覆盖层对激电异常的影响研究

激发极化法已经在资源勘查中得到广泛应用,并取得了显著的地质效果。然而,在野外实际工作中,通常由于地表存在低阻或高阻覆盖层,而使覆盖层下目标地质体的激电异常发生变化。这里首先介绍时间域激电二维有限元数值模拟的基本理论;其次介绍了设计存在覆盖层条件下几种典型的理论地电模型,并对其进行有限元数值模拟;最后,总结覆盖层对激电异常的影响特征。这些工作能够为激发极化法在实际工作中的应用起到参考作用。

国内外航磁补偿技术历史与展望

笔者从飞机干扰场构成、数学模型建立、模型系数求解3个方面概要介绍了航磁补偿技术的基本原理,回顾了国内外航磁补偿方法研究历程和航磁补偿仪器更新换代的历史,对比了两种航磁补偿质量评价方法,并在分析航磁补偿技术研究现状的基础上,对航磁补偿技术的发展趋势进行了分析与预测。

起伏飞行对航磁异常的影响研究

为了了解航磁测量中测量起伏对航磁异常的畸变影响规律,首先,提出研究起伏飞行对航磁异常影响的必要性。然后,对起伏航迹模拟和多边形截面棱柱磁性体正演的方法原理进行简要介绍。最后,设计理论模型,针对不同类型的起伏航迹进行正演计算。计算结果表明:起伏飞行对磁异常的影响明显,其影响程度和起伏高差有很强的相关性,即起伏高差越大,对磁异常峰值和定位的影响越大,峰值最大相对变化达239.1%。这些工作可为大比例尺、高分辨率航磁数据的精细解释提供一定的帮助。

磁弹性法在测试模型钢管和岔管焊接残余应力中的应用

磁弹性法是一种快速、简便的表面残余应力无损测试技术.利用磁弹性法测试了西龙池抽水蓄能电站模型钢管和岔管的焊接残余应力,并对水压试验前后的残余应力进行了比较,以了解水压试验降低焊接残余应力的效果.经水压试验之后,不同测区残余应力降低的幅度分别达到16.35%～35.91%,有效地改善了残余应力的分布状态.

水工金属结构设备安全检测技术进展

水工金属结构设备是水工建筑物的重要组成部分,概述了近几年水工金属结构设备安全检测技术的主要进展。

不同闭门速度下的闸门水动力特性数值模拟

采用RNG k-ε湍流模型、VOF模型及动网格技术,对平面闸门动水关闭过程进行了数值模拟,分析了闭门时闸门区的流场特征及闸门门体水动力特性,发现闸底附近压力梯度大,闸下压力沿水流方向逐渐减小;研究了以不同速度闭门时闸门底缘的压力情况,发现闭门速度对底缘压力影响较小,可适当增大闭门速度,快速闭门,确保闸门体系的安全运行。研究结果可为事故闸门的水力设计及运行提供一定的参考依据。

启闭机制动轮的开裂及对策

结合工程实例,分析了启闭机制动轮开裂的原因,对如何保证制动轮制造质量、避免开裂提出了建议和对策。

极化大地复电阻率正反演

论述了层状极化大地复电阻率正、反演算法。给出了层状极化大地条件下三极和对称四极装置视复电阻率的解析表达式,并引入线性滤波方法实现表达式的求解。正演算例计算结果表明;随着频率的降低,复电阻率相位峰值增大;随着极化层层厚增加,复电阻率虚部平缓变化后连续递增。介绍了递推反演算法的实现过程,从理论模型试算结果看,测深曲线较好地反映了极化层Cole-Cole参数随深度的变化规律,其曲线的首支和尾支趋近于极化层的真Cole-Cole参数,表明了反演计算的可行性。

2.5维电导率正交各向异性海洋可控源电磁等参有限元数值模拟

本文实现了2.5维电导率正交各向异性海洋可控源电磁等参有限元数值模拟.利用傅里叶变换导出了电导率正交各向异性2.5维海洋可控源电磁法波数域电磁场耦合方程,采用伽里金加权余量法推导了相应的有限元方程;采用任意四边形单元对研究区域进行剖分,在单元中进行双二次插值,将有限元方程化为线性代数方程组;最后,求解线性方程组并进行反傅里叶变换获得空间域电磁场值.这个方法可以模拟海底起伏地形条件下地下任意形状电导率正交各向异性的复杂模型.与一维模型的数值模拟结果对比表明,电磁场数值解与解析解吻合.二维模型的计算结果与二维自适应非结构有限元模拟结果也吻合.水平海底二维地电模型考察了不同各向异性系数对海洋可控源电磁响应的影响特征.海底起伏地形地电模型的数值结果表明,电导率各向异性对海洋可控源电磁响应影响明显,有可能淹没海底地形和高阻油气藏引起的异常.

起伏地表复电阻率法有限元数值模拟及异常特征

为了解起伏地表对复电阻率法数据的影响,发展了起伏地表条件下复电阻率法2.5维有限元数值模拟方法。经数值模拟结果与解析解对比表明,该模拟方法在计算精度上得到了较满意的结果;几种常见纯地形异常的数值结果表明:起伏地形对复电阻率法数据的畸变特征与地形坡度大小以及地形分布范围有很强的相关性,坡度越大,地形影响越为剧烈;坡度角为45°的山脊地形、山谷地形和斜坡地形所引起的复电阻率法实分量异常分别达到背景值的21.2倍、3.9倍和3.4倍,虚分量异常分别达到背景值的2.3倍、2.2倍和2.1倍,振幅异常分别达到背景值的21.2倍、3.9倍和3.4倍;而相位受地形影响非常微弱。这些工作为复电阻率法的地形改正和反演奠定了基础。

航磁全轴梯度异常特征研究

因提供多参量、压制深部异常突出浅部异常等优点,近几年航磁梯度测量在国内航空物探领域成为新的研究热点。以AGS-863航磁全轴梯度勘查系统为依托,介绍了航磁梯度理论基础和应用研究现状,为了总结归纳航磁梯度异常与地下地质体的对应关系,设计了典型理论地磁模型,进行了大量正演模拟计算工作,并结合野外应用实例,得出以下几点结论:相比于总场异常,梯度异常在圈定磁性体方面更具优势;对于独立磁性体,垂向梯度的峰值精确对应异常体的中心位置,当模型走向延伸越长,主剖面异常的零值点越靠近异常体边界,主剖面的纵向梯度的最大值和最小值可精确对应异常体的左右边界,垂直于主剖面的横向梯度的最大值和最小值精确对应异常的上下边界;对于组合磁性体,利用主剖面的纵向梯度峰值和垂直于主剖面的横向梯度峰值锁定的磁性体范围有所扩大,并且垂向梯度峰值向附近磁性体方向偏移;对比实测梯度数据与理论梯度数据,发现实测梯度数据存在明显的优势,可以在人文干扰识别、高频地质信息挖掘等方面发挥突出作用。这些工作可以为实测航磁梯度的野外数据获取者认识异常、鉴别异常和区分真假异常等提供参考,并为异常解释工作者提供一定的帮助。

浅议设备监理工程师对分承包方的质量控制要点

设备监理工程师应该从分承包方的选择与评价、生产过程质量监督、采购产品的检验等三个方面加强对分承包方的质量控制。

三峡库区消落带土壤磁性变化规律及成因探讨

为动态跟踪三峡库区消落带土壤物性在水位上涨后所受影响，选择重庆市忠县石宝寨镇长江左岸一带作为研究区，以消落带外同类型土壤作对照，从分析不同水位土壤的磁学性质入手，探究三峡库区蓄水前后土壤性质对环境变化的响应。库区蓄水后，不仅导致了消落带内土壤理化性质变化，还使土壤磁性空间分布在不同水位这一维度上发生显著改变。消落带监测断面数据显示，土壤磁性由蓄水前垂直方向上较稳定的分布，变为目前整体上随淹没水深增加而增高的特征；169～175 m高程附近，土壤磁性接近当地同类土壤背景值，而低于此高度尤其是低于157 m后，磁化率值迅速增高。磁性的变化是库区蓄水后土壤磁性矿物组成发生改变造成的，由热磁曲线可知，次生磁铁矿的加入是首要原因。扫描电镜下观测出的浑圆状磁铁矿的最可能来源是上游燃烧化石燃料排放的磁性外来污染物，其随江水输运至此并沉积吸附在土壤颗粒上。研究结果为间接监测污染物的迁移提供了依据。

相间沉淀钢的组织与性能

本文研究了一种新型的相间沉淀钢。试验结果表明：在奥氏体直接分解过程中，单纯用ＶＣ产生相间沉淀，很难获得强度与韧性的最佳配合，也难直接在热轧或正火状态下使用。在Ｆｅ－Ｖ－Ｃ基础上添加适当的锰和铝，连续冷却时可使σ＿ｓ＞５５０ＭＰａＣＶＮ（室温）＞１６０Ｊ。对φ２００ｍｍ以下的棒材，空冷时能获得均一的组织与性能。如欲获得更高强度，可藕回火改善韧性。与低碳贝氏体钢比较，在相同强度下有更高的韧性与低的相间沉淀临界冷速。预期有较大的应用前景。本文还详细研究了相间沉淀钢的组织、转变动力学；对强度与韧性的控制因素也作了进一步探讨。

水利水电工程在役金属结构与启闭机存在的问题

综述了在役金属结构和启闭机安全检测的主要成果。通过典型事例分析了我国水利水电工程在役金属结构和启闭机存在的问题和安全隐患,提出了加强维护保养的建议。

大跨度大宽高比平面钢闸门原型观测研究

对大跨度大宽高比钢闸门进行了设计工况下的应力原型观测,并与三维有限元计算结果进行了对比分析,证明闸门在设计水位下静强度满足规范要求。