炸药震源不同激发参数的数值模拟研究

发布时间：2017-10-24 05:31

  本文关键词：炸药震源不同激发参数的数值模拟研究

  更多相关文章： 灰岩 土壤 单井 激发参数 相对激发能量 频谱

【摘要】：论文通过使用ANSYS/LS-DYNA软件,以有限元法为基础并采用Lagrange算法,对柱状炸药震源激发进行数值模拟。首先从激发参数角度出发,研究单井条件下灰岩和土壤介质中,不同激发参数对震源激发后产生的影响。研究过程中,首先确定了不同激发参数激发后产生的塑性区范围,进而研究了不同参数激发对相对激发能量大小的影响。之后,研究了不同激发参数对地震子波频谱的影响。然后从岩性角度出发,研究了岩性条件不同时参数对震源激发效果的影响。研究所对应的岩性条件为：从1000m/s～5500m/s纵波速度变化的介质；使用的激发参数包括：药量、填充材料与状态、炸药爆速和药径。此次研究过程中根据Mises屈服准则确定塑性区的边界范围并首次定义了下边界占比这个概念以及它的计算公式,且利用下边界占比这个概念来描述震源激发后向下传播的相对激发能量。本次研究中的子波计算和前人不同的是,不再局限于球形空腔给定压力脉冲计算子波,而是考虑到从震源激发到子波形成的全过程,数值模拟计算了子波并分析了其频谱,并且,对灰岩和土壤介质中不同激发参数激发的子波频谱进行了纵向和横向的比较。在研究过程中,发现了介质岩性不同时,药量、炸药爆速和药径激发参数对震源激发效果影响的不同,在前人的文献资料中基本没有查阅到此类研究。最终,本文给出了激发参数选择的建议：对于灰岩这样的高速介质,应选择小药量(4kg左右)、高爆速(6900m/s的TNT炸药为最佳)、短粗状的炸药,并在封井后选择适当的介质进行填充；对于土壤这样的低速介质,应选择小药量,中低爆速、细长药柱炸药,同样在封井后选择适当的介质讲行填充。
【关键词】：灰岩 土壤 单井 激发参数 相对激发能量 频谱
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 引言11-17
• 1.1 研究现状11-15
• 1.2 研究目标15
• 1.3 本文创新点15-17
• 第二章 炸药震源激发数值模拟方法17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 有限单元法简介17-19
• 2.3 炸药震源数值模拟方法19-21
• 2.4 地震子波的计算21
• 2.5 震源激发几何模型与材料模型参数21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 不同激发参数对相对激发能量的影响25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 灰岩中不同激发参数对相对激发能量的影响25-31
• 3.3 土壤中不同激发参数对相对激发能量的影响31-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 不同激发参数对子波频谱的影响37-52
• 4.1 引言37
• 4.2 灰岩中不同激发参数对子波频谱的影响37-44
• 4.3 土壤中不同激发参数对子波频谱的影响44-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 不同岩性参数对震源激发效果的影响52-65
• 5.1 引言52
• 5.2 不同岩性对相对激发能量的影响52-57
• 5.3 不同岩性对子波频谱的影响57-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 结论与讨论65-68
• 6.1 向下传播的相对激发能量65
• 6.2 地震子波的频谱65-66
• 6.3 不同岩性的影响66
• 6.4 激发参数的选择66-67
• 6.5 展望67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士期间承担的科研任务及主要成果72

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本文编号：1087277