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浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究

作　者: 蒋伟
导　师: 赵爱华；何正勤
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 浅层地震勘探小尺度介质有限元法正演模拟
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

地震波数值模拟是地震勘探和地震学的重要基础。地震波场数值模拟不仅是研究地震波在地下复杂介质中传播规律的有效方法,同时也是构造复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段。本文针对目前广泛用于解决工程地质问题的浅层地震勘探特点,对浅层小尺度介质进行地震波数值模拟,揭示地震波在不同浅层介质模型中的波场特征和传播规律。地震波的数值模拟为浅层地震勘探野外数据采集前合理选择观测系统提供指导性的方案,并能对地震勘探成果解释的合理性给予客观评价。在分析各种数值模拟方法特点的基础上,选择具有精度高、易模拟复杂结构的有限元法对百米尺度的浅部模型进行了地震波数值模拟。在对浅层各向同性弹性介质模型进行波场模拟过程中,综合分析了震源主频、边界条件及数值频散等因素在模拟过程中的影响,并给出了程序流程图。从模拟结果的对比分析中可以看出,无论是模拟精度,还是模拟计算效率,各模拟参数的选择对模拟结果有着显著影响。最后结合银川野外浅层地震勘探的资料进行应用,首先对实测的地震记录进行室内数据处理,然后解释其时间剖面得到一个初步的地质模型。其次运用波动方程有限元数值模拟技术对解释的初始模型进行波场模拟。然后将设置相同观测系统的数值模拟共炮点记录与实际采集的共炮点记录进行对比,发现主要波组的特征具有较好的相似性。对优化观测系统参数有指导性帮助。说明用有限元法模拟浅层复杂结构的地震波场是有效和可行的,具有广阔的应用前景和实际意义。

浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究

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