大体积混凝土力学参数的Bayes随机优化反演

主要研究大体积混凝土力学参数的Bayes随机优化反演方法.将Bayes参数估计理论引入温度荷载作用下大体积混凝土力学参数随机反演问题,建立了相应的Bayes参数反演误差函数,并将优化理论中的变尺度法应用于该反演问题,推导了相应的计算公式,通过典型算例分析得出了该方法反演速度快且精度高等有益结论.     

改进粒子群算法在地下工程反分析中的运用

结合粒子群算法和变尺度法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种改进粒子群优化算法,并将其运用于地下工程增量位移反分析中.根据围岩松动圈的形成特点,提出采用分区分块的方法模拟围岩松动圈的影响,各分区的岩体力学参数不同并作为待反演参数.此法是反分析中考虑围岩松动圈影响的一种新途径.通过某大型水电站工程地下厂房的实例进行验证,得到比较合理有效的结果,反演得到的物理力学参数可信,可用于后期预测.该研究为地下工程反分析提供了一些切实可行的方法和思路.     

修正D-P模型在三峡二期围堰分析中的应用

为了考虑中主应力及材料剪胀性的影响,并验证堰体填筑材料参数,运用遗传神经网络对堰体填料进行参数反演,引入修正D-P模型进行围堰施工模拟.修正D-P模型采用非相适应的流动法则,可以模拟材料的各向同性硬化/软化及中主应力的影响,并可以考虑流变;遗传神经网络具有很强的非线性映射能力及全局优化功能.在运用遗传神经网络对堰体材料进行参数反演的基础上,利用修正D-P模型对三峡二期围堰填筑过程进行了模拟.实例分析表明,遗传神经网络能准确反演材料的力学参数;修正D-P模型适合分析围堰材料的力学性能;两者结合分析土石围堰时,计算结果与实际情况相符.修正D-P模型克服了Duncan-Chang模型不能模拟中主应力及材料剪胀性的缺点;遗传神经网络反演参数可以使计算参数与实际情况更接近,两者有机结合可提高分析精度.     

大体积混凝土结构热学参数的随机反演方法

首次将Bayes参数估计理论引入大体积混凝土不稳定温度场热学参数随机反演问题,建立了相应的Bayes参数反演误差函数,并首次将优化理论中的变尺度法应用于该反演问题,推导了相应的计算公式,通过一典型分析得出了若干有益结论.     

冻结法凿井冻结温度场的数值反演与模拟

考虑了冻结孔的实际偏斜状况，提出了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法．介绍了模型的基本特征、计算参数及数值反演、模拟的基本步骤．由于能够模拟冻结孔的实际分布状况及冻结管外表面的温度下降过程，并且以土性参数的反演为前提，因而该模型能够以较高的精度模拟冻结温度场的发展过程．通过某冻结温度场的数值模拟实例验证了该方法的可行性，并对影响数值模拟结果的主要因素进行了分析．     

随机模拟技术在储层预测中的应用

随机模拟是一种基于地质统计学的储层预测方法,将井资料和波阻抗反演结果联合进行模拟,可以提高预测的精度,适用于滚动勘探开发初期及中后期。本次应用在对储层测井响应特征和物性参数分析的基础上,通过直方、变差分析,选择合理的反演参数,进行随机模拟,进而预测储层的分布规律,实际应用表明,随机模拟方法可提高储层反演的分辨率。     

工作面推进下采空区煤自燃进程的动态模拟研究

提出了一种改进的非稳态模拟方法,用于分析工作面推进对采空区遗煤所处渗流和氧化环境的动态影响.基于所建立的模拟方法,模拟了耿村矿13210工作面不同推进距离下采空区渗流参数、氧气浓度和温度场的动态分布,并通过现场实测与模拟结果比对,验证了模拟方法的可行性.结果表明:该模拟方法实现了采空区煤自燃过程与工作面动态推进间的反演,发现采空区自燃危险区域随推进距离的增加呈现阶段化分布特征;当工作面推进90～120 m后,采空区渗透参数、氧气浓度的分布在滞后工作面一定范围内相对稳定,但温度场具有明显的拖尾降温现象.采空区动态尺度下的模拟更能体现采空区煤自燃过程与自燃危险区域分布,为动态推进下的采空区煤自燃预测提供了指导.     

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用＂比值法＂对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造＂比值参数＂对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。     

基于Arlequin方法的结构多尺度数值模拟

考察了Arlequin方法以及其在结构多尺度数值模拟中的应用.简要总结了国内外最新的可用于大型结构多尺度数值模拟的方法,并详细介绍了Arlequin方法的基本概念及其线弹性问题的连续和离散列式.探讨Arlequin方法中能量分配函数、耦合算子、H1算子中缩放参数等关键参数的选取方法.基于Matlab软件编制了相应的多尺度分析程序并对一维杆和二维平面梁进行了多尺度分析,分析结果验证了Arlequin多尺度分析的可行性并表明其在保证分析精度的同时可以提高计算效率.同时基于ABAQUS软件的二次开发功能对带V型切口的平板进行了应力分析,为进一步的大型结构多尺度模拟奠定了基础.     

马斯京根模型参数反演的改进粒子群算法

针对传统粒子群算法容易陷入局部最优(即"早熟"现象)的问题,将基于适应值共享原则的小生境策略与粒子群算法相结合,提出了一种改进的粒子群算法——小生境粒子群算法,并将之应用于4个典型测试函数的数值仿真以及基于马斯京根模型的参数反演计算。数值模拟结果显示,相比于传统的粒子群算法,小生境粒子群算法具有精度高、收敛速度快的特点,但其抗噪性较差。为了进一步提高算法的抗噪性,将基于小波多分辨分析的多尺度反演策略和小生境粒子群算法相结合构造了多尺度小生境粒子群算法。带有5%随机噪声的马斯京根模型参数反演结果显示,新提出的多尺度小生境粒子群算法能够有效提升小生境粒子群算法的抗噪性,从而使反演结果的精度得到较大的改善。     

光热辐射计量术(PTR)理论

本文建立了光热辐射计量术中的热传导方程式和新的热流守恒边界条件。由于光吸收而产生的温度分布就是该方程的解,并对由光热信号所产生的热薄层和热厚层进行了讨论。并指出了光热辐射计量术这种新的计量技术的理论研究具有独特意义。     

广西花山-姑婆山花岗岩体的三维形态

为了解广西花山-姑婆山花岗岩体的三维形态,使用广西花山-姑婆山花岗岩体的重力资料,首先在花岗岩体的露头范围内,选择一些均匀分布的重力剖面,采用人-机联作的2.5维重力模拟反演方法,求出岩体的断面形态;综合这些断面图,描述花岗岩体的三维切片形态。其次,用粒子群法进行重力三维反演,利用岩体的出露部分和对重力异常上延不同高度求垂向三阶导数的零值线作为参考约束条件,直接反演出岩体的三维分布,绘制花岗岩体的三维立体图。结果表明,花山-姑婆山花岗岩体最大分布面积约为1 596 km2,花山岩体的最大厚度约为11.6 km,姑婆山岩体的最大厚度约为22.7 km。     

电阻率／激发极化法测深数据的一维最优化反演方法

采用差分法求偏导数矩阵,同时对各地层中的电阻率和厚度参数进行几何修改,以及用奇异值分解法解线性方程组,介绍了一种收敛速度快,对初始模型要求不高,反演效果好的电阻率测深数据的一维反演方法,在此基础上,保持各层厚度参数不变,用塞格尔理论,完成对极化率的反演。     

MPI环境的并行算法在瞬变电磁正反演中的研究

针对瞬变电磁法正反演所需时间相对较长的问题,将MPI（Message Passing Interface）环境的并行算法应用到瞬变电磁法正反演计算中,对所给一维层状介质模型进行正反演并行算法设计和计算,并对结果进行了分析。分析表明,该方法对于减少瞬变电磁法正反演计算时间是有效的。     

基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为:根据目的层探测深度(如20m)将地下介质分为若干个(20个)厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层(共21层),这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明:细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层(每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等)更接近实际情况。     

油气田勘探开发阶段高分辨率零偏移距VSP技术

从零偏移距VSP资料采集、处理和解释方面,探讨了当前油气田勘探开发阶段高分辨率零偏移距VSP技 术发展的内容和特征。这些特征主要是:得到高分辨率的VSP资料,不仅能对比厚层,而且能对比小层或薄储 层;利用多波,不仅同时利用下行和上行波,而且同时利用纵波和转换横波;提取动力学参数,不仅给出时间深度 标尺和走廊叠加层位标尺,而且给出振幅、频率、Q值、子波、纵横波速度比、泊松比、弹性参数等标尺;直接探测 岩性和油气,不仅对比、控制、约束地震层位的反演,而且识别不同类型的储层,并为井地联合的储层含油气性反 演提供控制和约束条件。     

二维大地电磁测深曲线的快速反演

以ＢＯＳＴＩＣＫ反演方法和二维正演为基础,结合曲线对比和模型对比方法,推出了一种二维大地磁测深的快速反演方法,经理论应用表明,效果很好。     

基于非结构有限元的带地形海洋可控源电磁法二维Occam反演

基于非结构三角形网格的自适应有限元正演模拟,对带地形海洋可控源电磁法(MCSEM)二维Occam反演算法进行了研究。该算法正演采用基于非结构网格的自适应有限元法,能用较少的单元剖分精确地模拟复杂起伏地形和构造模型。反演运用基于高斯牛顿法改进的快速Occam算法,能快速地搜索拉格朗日乘子、减少模型的搜索量。对二维海洋油气藏模型进行了反演计算,结果表明,该算法能稳定收敛到真实模型附近,具有较高的计算精度和计算效率。通过对带地形模型的反演,讨论了起伏地形下海洋可控源电磁场二维反演效果,为准确解释MCSEM数据提供了参考。     

垂直电测深二维反演中非均匀初始模型的给定

为了提高垂直电测深二维反演的收敛速度和反演精度,给出了利用直接反演公式确定初始模型的方法。在直接反演过程中,通过综合利用三次样条求导法、五点求导法和列维尔插值计算电测深曲线在每个极距处的梯度,并对直接反演结果进行深度校正,获得了更准确的反演结果,为二维反演提供了较好的初始模型。通过对模拟和实测电测深数据进行反演试算,验证了采用直接反演法给定非均匀初始模型的可行性和有效性。