地震波传播的哈密顿表述及辛几何算法

地震波传播过程本质上是能量在传播过程中逐步损耗直至殆尽的过程 ,而在实际应用中 ,常在无能量损耗假设下 ,用弹性波动方程或标量波动方程描述它 .在哈密顿 (Hamil ton)体系表述下 ,地震波传播过程即为一个无限维的哈密顿系统随时间的演化过程 .若不计能量损耗 ,波场演化过程实质上为一个单参数连续的辛变换 ,因而对应的数值算法应为辛几何算法 .本文首先从地震波标量方程出发 ,给出哈密顿体系下地震波传播的表述 ,即任意两个时刻的波场是通过辛变换联系起来的 .随后 ,把波场在时间和相空间离散化后 ,给出了用于波场计算的一些辛格式 ,如显式辛格式、隐式辛格式和蛙跳辛格式 .并进一步讨论了有限差分格式和辛格式的异同 .然后 ,应用显式辛格式和同阶的有限差分方法给出了同一理论速度模型下的波场和Marmousi速度模型下的单炮记录 .数值结果表明 ,辛算法是一类可行的波场模拟的数值算法 .在时间步长较小时 ,有限差分方法是辛算法的一个很好近似 .文中的理论和方法 。

基于螺旋线上谱因式分解的地震波场隐式辛算法

均匀介质、复杂各向同性介质和各向异性介质中的地震波传播过程 ,可用统一形式的标量声波方程描述 .考虑到在无损耗条件下 ,地震波方程描述了地震波场这一个无穷维的哈密顿体系随时间的演化过程 ,该过程为一个单参数连续辛变换 ,因而可以在其哈密顿形式表述下导出其辛格式 .与显式辛算法相比 ,隐式辛格式对应的隐式辛几何算法具有无条件稳定的特点 ,可以允许较大的计算步长 .但是由于隐式算法不可避免地面临高阶矩阵的求逆 ,其每一步的计算速度较慢 .为实现矩阵快速求逆 ,文中采用了螺旋边界条件下谱因式分解的方法 .在螺旋边界条件下 ,需要求逆的矩阵化为带状矩阵 ,而且其各列非零元素的位置和大小具有非常好的相似性 ,因而可以采用谱因式分解的方法实现快速LU分解 .文中采用二阶精度的隐式蛙跳辛格式和谱因式分解方法 ,计算了常速度、层状介质和Marmousi模型中的波场 .计算表明 。

适用于三维隐式叠前深度偏移中矩阵求逆的混合算法

在深度偏移方法中 ,把二维隐式方法推广到三维 ,就会面对一个分块对角矩阵求逆问题 .通常 ,这种矩阵的求逆将耗费大量计算时间 ,严重制约了三维隐式方法偏移在实际资料处理中的广泛应用 .在螺旋边界条件下 ,该矩阵H具有Toeplitz结构的正定厄密矩阵 ,其快速求逆可由谱法LU分解或直解法快速实现 .本文结合谱法LU分解和直接解法方法的优点 ,提出了一种混合算法 .文中采用谱分解方法建立起矩阵列元素的谱分解表 ,并采用直解法的递推公式 ,可以快速给出矩阵的分解 .通过与谱法分解和直解法在分解精度和分解速度两方面的比较表明 ,本文方法与谱法相比 ,在非均匀介质中亥姆霍兹算子矩阵分解时的精度提高 10倍 ;在计算速度方面 ,混合方法比简化后的直解法快 .因此 ,该方法的提出 ,在计算精度许可的条件下 ,最大限度地减少三维隐式差分偏移中矩阵求逆占用的时间 ,从而使得该方法能真正用于实际地震资料的处理 .

用于波场成像的谱法LU分解

地震波场模拟和偏移成像等有限差分隐格式算法中的重要环节 ,是实现亥姆霍兹算子表示矩阵H的快速求逆运算 .在螺旋边界条件下 ,H具有Toeplitz结构的正定厄密矩阵 ,其快速求逆可由谱法LU分解实现 .本文分析了谱法LU分解对提高计算速度的原理及特点 ,并着重讨论了在不同类型的介质模型中 ,采用谱法分解矩阵H时带来的数值误差、误差的分布及其对波场计算的影响 .研究结果表明 ,对均匀介质而言 ,矩阵H各列具有相同的非零元素分布 ,谱法LU分解的误差在吸收边界条件下 ,不影响波场模拟和成像计算 ;但对于非均匀介质模型 ,矩阵H各列具有不同的非零元素分布 ,谱法LU分解的误差随介质不均匀性程度的增大而增大 ,势必影响非均匀介质中波场计算 .在波场模拟和成像等有限差分隐格式算法中 ,采用谱法LU分解完成矩阵求逆时 ,必须考虑到并尽量减少该方法的误差对波场计算的影响 .

共反射点轨迹的Hamilton方法

本文采用Ｈａｍｉｌｔｏｎ理论方法，研究反射地震记录域中地下同一反射点对应的反射走时随炮检距变化的特性，这在叠前地震资料处理中具有重要意义．由于走时函数可以表示成炮点位置、检波点位置、地震波射线出射角和接收角的函数，通过对共反射点走时与炮点位置变化关系的分析，提出了复杂介质中共反射点轨迹可用Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程描述．在线性变速介质中，走时函数可以解析给出，由此可导出该介质中共反射点轨迹的Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程．文中结合常速度、横向变速和线性变速介质模型，计算了地下不同反射面上各点相应的共反射点轨迹，阐明Ｈａｍｉｌｔｏｎ方法的一些特点，并首次引入Ｈａｍｉｌｔｏｎ理论方法描述共反射点走时随炮检距的变化特性，开创了该领域研究的一条新途径．

横向线性变速介质中的共炮检距波场延拓

对横向变速介质中振幅保真的共炮检距波场延拓方法进行了研究．在横向线性变速条件下，通过引入新的偏微分方程，给出了该介质中振幅保真的波场延拓方程．这一波场延拓方程是均匀介质中振幅保真延拓方程在横向线性变速介质中的推广．首先由线性变速介质中地震波射线的走时函数，证明了该延拓方程的运动学等价方程对横向线性变速介质中的所有炮检距和各种反射层倾角都适用．然后，通过对模型数据的计算并与传统的ＤＭＯ方法比较，证明了这一波场延拓方程能很好地保持波前的振幅特性，特别是能保持焦散点的波前的特性．

地震波传播的微分几何描述

本文以复杂介质中的走时函数为基础，引入走时场的微分流形，从微分几何观点看，复杂介质中的射线方程即为流形上的测地线方程，复杂介质中的标量波动方程即为流形上的协变标量场方程，从而建立起复杂介质中地震波传播的微分几何描述．文中还讨论该方法在射线追踪、波场变换等方面的应用．

建设工程现场安全生产管理方式的探讨

结合建设工程与安全事故特点,提出安全生产目标应合理定位,通过对南京长江四桥建设安全生产管理实践的分析,探讨在建设现场安全管理中应注意的事项与实行分层次管理的必要性及建设过程中各层次的职责划分、管理方法。

手机阅读与大学生文化素养

手机作为一种新的便捷的阅读终端设备,通过互联网等新技术的运作,使得人们可以直接通过手机查询、获取各种信息资源,以满足自己的需要。手机阅读为人青睐,它借助手机这个数字化阅读终端平台,满足人们获取信息的需求。作为一种全新的学习方式和途径,手机阅读对大学生文化素养有着深刻的影响,因此寻求引导大学生正确进行手机阅读的行之有效的方法,具有重要的理论和现实意义。

基于压缩感知的地震数据采集实践

介绍了基于压缩感知的非规则观测系统设计以及在中国西部沙漠地区实现的第一块基于压缩感知的地震数据采集。在进行压缩感知观测系统设计时采用贪心序贯算法,以逐点增加的方式确定检波点与炮点的位置并构建观测矩阵,按照观测矩阵与稀疏变换矩阵的不相关性来确定观测系统,然后利用确定的观测系统,基于探区的速度模型进行正演模拟,以验证观测系统的有效性,从而确定最终的观测系统。针对中国西部沙漠试验区的具体情况设计了块状非规则(随机)采样观测系统,纵横向检波点在一定约束条件下不均匀分布、激发点近于随机不规则分布。首次采用可控震源进行了数据采集,获得了1760炮的地震数据。通过数据重建,得到了4倍密度(7.5m×7.5m的面元)数据体,偏移成像后的地震剖面品质比常规剖面(15m×15m)明显提高。与规则高密度采集相比,此次基于压缩感知的地震数据采集虽然检波点、炮点大幅度减少,但重建后的高密度规则数据的偏移成像质量有了明显提高。该稀疏采集试验不仅为后续高密度数据重建研究提供了宝贵的实际资料和应用经验,而且对于东部复杂障碍区的地震数据采集也具有借鉴意义。采用"节点仪器+压缩感知+可控震源"的采集方式,将是一种最佳组合,会取得更高的效益和更好的效果。

地震波传播的黎曼几何描述

黎曼流形是对弯曲空间的一种几何描述。地震波在复杂介质中传播的弯曲特性,符合黎曼流形的几何特性。以复杂介质中地震波的走时函数为基础,构造地震波在复杂介质中传播的黎曼几何描述,然后根据黎曼几何中协变的标量场波动方程建立了地震波在复杂介质中传播的标量场波动方程;最后讨论了该几何描述在射线追踪、波场模拟等方面的应用。

关于南京长江第四大桥建设工程安全生产管理工作的思考

本文根据交通建设工程的特点及风险分析与控制方法,针对南京四桥工程实际,浅谈加强南京长江第四大桥工程建设安全生产管理工作的思考和方法。

大体积混凝土温度控制技术在南京长江四桥锚碇工程中的应用

以南京长江第四大桥为工程背景,主要介绍了锚碇系统施工过程中温度控制技术方案的选择和实施,并利用有限元分析对其进行了验证,最后通过监测数据充分说明其施工过程采用的优化混凝土配合比、控制浇筑温度、合理划分施工层、冷却管散热的综合的温度控制方案是可行的,并取得了良好的效果。

城市过江隧道结构抗震设计研究与工程实践

依托南京建宁西路过江隧道工程,对盾构段和明挖段典型断面在地震作用下的结构内力进行分析。研究结果表明:在100年超越概率10%的地震动作用下,隧道盾构段与明挖暗埋段静力荷载为控制工况,其所产生的内力大于地震工况,依据静力作用效果进行结构配筋可保证结构在地震作用下的安全。隧道结构抗震设计的重点为加强构造措施,包括设置变形缝、合理的钢筋保护层厚度、管片纵缝设置螺栓接头连接、管片环缝采用剪力销等。相关研究成果可为类似工程的抗震与减震设计提供参考。

南京典型地层盾构隧道地表沉降分析

以江苏省南京市宁和城际TA03标段铁—春盾构区间隧道为例,结合现场实测地表沉降数据,对南京典型地层下盾构施工引起的地表沉降规律进行了分析。结果表明,地表沉降受地层稳定性影响较大,硬质地层占比越高,地层稳定性越好,盾构施工产生的地表沉降值越小;地层稳定性越高,纵向地表由隆起变形转为沉降变形的速度越慢。

小学语文课堂导语的设计技巧探微

语文是小学教育重要组成部分，也是基础学科之一。但从语文课堂教学调查情况得知，多数语文教师在教学中惯性采用直接授课，而学生也在教师讲授式教学方式下越来越趋于被动学习，长期以往降低学习兴趣。导语是提高课堂效率的有效途径，通过导语能激发学生探究知识欲望，集中注意力，还能培养学生勤于思考的习惯。对此，本文则从借助多种教学活动、科学设计课件、构建和谐师生关系等方式设计语文课堂导语，望给予小学语文教师提供教学参考。

南京长江第四大桥钢筋混凝土榫传剪器群施工技术

结合南京长江第四大桥实际工程,主要介绍了其锚碇施工过程中钢筋混凝土榫传剪器群的施工技术要点,主要包括优化混凝土配合比、芯棒钢筋桁架定位和锚固区混凝土单侧多层浇筑等施工工艺,有效的解决了钢筋混凝土榫传剪器群施工过程中的技术难题,为类似工程提供施工技术支持。

波形钢腹板组合箱梁设计与简化计算的研究

通过分析波形钢腹板组合箱梁的结构特点,并结合南京仙新路过江通道工程引桥大跨度波形钢腹板组合箱梁的工程实例,通过对波形钢腹板受剪承载力、稳定性以及与混凝土连接件受力等方面简化计算方法的研究,为类似工程提供设计计算的思路。