地層剖面的案例
鉆孔管理器創(chuàng)建邊坡剖面(Borehole Manager)---地層插值
當(dāng)連接鉆孔之間地層時(shí)，需要考慮地層的起伏和變化，尤其是處理地層的"尖滅"，巖土工程勘察畫剖面圖時(shí)使用的是經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，通常使用1/2或1/4的外推法連接地層，取決于鉆孔之間的距離和地層的變化情況。
本文討論了二維鉆孔管理器創(chuàng)建邊坡剖面的方法，著重強(qiáng)調(diào)了地層插值。
2 地層剖面
3D鉆孔管理器共有9種插值方法，2D鉆孔管理器共有3種插值方法。顯然，對(duì)于地形復(fù)雜或土層性質(zhì)變化較大的地層來(lái)說(shuō)，不能完全依靠計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成，在某些情況下推出的模型是錯(cuò)誤的。為了使用鉆孔管理器，首先需要在Analysis > Project Settings > Soil Profile中進(jìn)行設(shè)置，如下圖所示。
Soil Profile的作用是定義材料邊界，以此作為基礎(chǔ)模板，使用Boundaries > Add External Boundary，在此基礎(chǔ)上使用Boundaries > Add External Boundary產(chǎn)生邊坡模型，也可以在此基礎(chǔ)上手動(dòng)增加材料邊界Boundaries > Add Material Boundary。
插值方法有三種:
(1) Linear：線性插值的數(shù)學(xué)假設(shè)是Kriging方法，線性插值有明顯的缺點(diǎn)，當(dāng)?shù)貙幼兓^大而且鉆孔間距較大時(shí)，在時(shí)間和費(fèi)用允許的情況下，應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充鉆孔；
(2) Thin-Plate Spline：樣條插值從數(shù)學(xué)的意義上比線性插值的推斷更準(zhǔn)確，但是地層結(jié)構(gòu)不是嚴(yán)格遵循數(shù)學(xué)理論的。
(3) Inverse Distance：逆向距離插值的假設(shè)是相互靠近的事物比相距較遠(yuǎn)的事物更相似，根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與樣本點(diǎn)的距離來(lái)加權(quán)。這個(gè)概念在機(jī)器學(xué)習(xí)中廣泛使用，在過(guò)去我們作的大量自然語(yǔ)言處理研究都是基于這種概念發(fā)展起來(lái)的。
可以看出，在邊坡穩(wěn)定性影響范圍內(nèi)，插值方法影響著安全系數(shù)。
展開(kāi) 海底聲學(xué)探測(cè)技術(shù)裝備綜述
四
淺地層剖面儀
淺地層剖面儀誕生于20世紀(jì)40年代，至60～70年代實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，其信號(hào)處理能力較弱、分辨率較低且無(wú)法自動(dòng)成圖，只能將探測(cè)圖像繪制在熱敏記錄紙帶上，保存時(shí)間不長(zhǎng)。20世紀(jì)90年代后，隨著電子、聲學(xué)、計(jì)算機(jī)和信號(hào)處理等技術(shù)的不斷突破，淺地層剖面儀在理論和實(shí)踐上都取得快速發(fā)展。
按照聲學(xué)換能器安裝位置的不同，淺地層剖面儀可分為船載型和拖體型兩種類型：
船載型淺地層剖面儀：產(chǎn)品主要有挪威Kongsberg公司的TOPAS PS18和美國(guó)Sy Qwest公司的Bathy2010。其中，TOPASPS18的性能和穩(wěn)定性在同類產(chǎn)品中較領(lǐng)先，可實(shí)現(xiàn)全海深探測(cè)，已配裝在我國(guó)“大洋一號(hào)”“向陽(yáng)紅01”號(hào)、“向陽(yáng)紅03”號(hào)、“向陽(yáng)紅14”號(hào)、“嘉庚”號(hào)、“東方紅3”號(hào)和“科學(xué)”號(hào)等科考船，Bathy2010已配裝在“向陽(yáng)紅09”號(hào)科考船。
拖體型淺地層剖面儀：產(chǎn)品主要有美國(guó)EdgeTech公司的EdgeTech3200XS和EdgeTech3100P、挪威Kongsberg公司的TOPAS120和TOPAS40以及Benthos公司的ChirpⅢ等。
展開(kāi) 海洋論壇▏海洋測(cè)繪前沿技術(shù)及應(yīng)用研究
有的航道整治必須進(jìn)行多波束全覆蓋水深測(cè)量、淺地層剖面測(cè)量、側(cè)掃聲吶掃海測(cè)量和工程地質(zhì)鉆探勘查。有的航道整治工程測(cè)量還需要進(jìn)行海流測(cè)驗(yàn)，以確保施工安全。應(yīng)用上述海洋測(cè)繪技術(shù)還可以確定設(shè)計(jì)水深以下的底質(zhì)類型分布，對(duì)泥沙質(zhì)的底質(zhì)區(qū)域?qū)嵤┖降拦こ淌杩＃槍?duì)巖礁區(qū)炸礁制訂方案與炸礁實(shí)施等。
⒉碼頭、航道、錨地等工程測(cè)量
碼頭、航道、錨地等工程測(cè)量包括碼頭前沿、碼頭后沿及底部、調(diào)頭區(qū)、回旋水域、進(jìn)出港航道、待泊錨地等，碼頭前沿、調(diào)頭區(qū)、回旋水域、航道區(qū)域一般需要進(jìn)行水深測(cè)量，確保船只在設(shè)計(jì)水深以上。一般水域測(cè)量可選擇單波束水深測(cè)量，疏浚、炸礁等整治區(qū)域或重要水域需要進(jìn)行多波束全覆蓋水深測(cè)量。對(duì)于錨地區(qū)域，除了必須進(jìn)行水深測(cè)量外，還需要進(jìn)行海底清障工作。為了確保錨地區(qū)域底質(zhì)符合錨抓力條件，沒(méi)有巖礁出露，還需要進(jìn)行淺地層剖面測(cè)量和側(cè)掃聲吶掃海測(cè)量工作。有些海底底質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的錨地區(qū)域，清障工作完成后還需要開(kāi)展海洋磁力測(cè)量，掌握第一手資料，確保船舶拋錨的安全。碼頭后沿及底部通常采用單波束水深測(cè)量并定期進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)海底不斷生成的淤積，了解對(duì)碼頭承載力安全所產(chǎn)生的影響，準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)，從而保證碼頭安全運(yùn)行。此外，還要對(duì)碼頭等水下構(gòu)建物進(jìn)行定期（或不定期）檢測(cè)，常用方法主要有側(cè)掃聲吶系統(tǒng)掃測(cè)、多波束測(cè)深系統(tǒng)探測(cè)（調(diào)整探頭角度為斜向）、三維聲吶探測(cè)、水下激光掃描以及水下機(jī)器人觀察等，實(shí)際工作中可以根據(jù)具體情況綜合使用多種方法，獲取準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)，從而滿足工程管理的需要，確保碼頭運(yùn)行安全。
⒊海底管線路由調(diào)查
海底管線路由調(diào)查一般是指對(duì)石油天然氣管道的鋪設(shè)、通信光（電）纜的鋪設(shè)、近海岸排污管道、水下隧道的建設(shè)等各類工程的設(shè)計(jì)、施工，以及針對(duì)竣工后安全防護(hù)所進(jìn)行的調(diào)查與評(píng)價(jià)。目前，國(guó)內(nèi)外通常采用的物探設(shè)備有回聲探測(cè)儀、水聲設(shè)備有旁側(cè)聲吶掃描儀、水下聲波探測(cè)系統(tǒng)、淺層地表剖面儀以及海洋磁力儀等。
展開(kāi) 合成孔徑聲納技術(shù)在海底管道探測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展
牟健等將SHADOWS合成孔徑聲納系統(tǒng)與EdgeTech2400側(cè)掃聲納、SeaBat8150深海多波束系統(tǒng)和SIS-3000深拖系統(tǒng)(拖體包括高分辨率測(cè)深側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀)進(jìn)行了海上對(duì)比試驗(yàn)[13-14]。結(jié)果表明，SAS在圖像分辨率、成圖效果、對(duì)目標(biāo)物定位精度和圖像鑲嵌效果等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)側(cè)掃聲納，深海多波束系統(tǒng)可以獲取精度很高的大范圍水深數(shù)據(jù)，但在地形地貌的分辨率探測(cè)方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)[14];SAS的測(cè)量精度和分辨率比深拖高，但深拖可以探測(cè)海底以下的淺地層結(jié)構(gòu)，而試驗(yàn)使用的SAS則沒(méi)有這個(gè)功能[13]。實(shí)際工作時(shí)，往往需要先進(jìn)行多波束測(cè)量，了解工作海域的海底地形地貌，再選擇合適的設(shè)備進(jìn)行精細(xì)測(cè)量[15-16]。
2013年起國(guó)家海洋局北海海洋技術(shù)保障中心聯(lián)合蘇州桑泰海洋儀器研發(fā)公司等12家單位開(kāi)展了海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“海底管道探測(cè)技術(shù)集成及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)研究與示范應(yīng)用”項(xiàng)目的研究工作，擬建立一套以雙頻合成孔徑聲納技術(shù)為主的多功能高效海底管道和地形地貌探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海底管道的高效、高分辨率探測(cè)。
四、SAS 在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題
從SAS成像原理來(lái)看，SAS是將勻速運(yùn)動(dòng)的小尺寸基陣等效為大尺寸基陣以提高目標(biāo)方位分辨率的，其成像模型包括三方面的假設(shè)：①忽略介質(zhì)擾動(dòng)，聲速保持恒定，信號(hào)沿一條直線傳播，傳播延時(shí)正比于目標(biāo)距平臺(tái)的距離;②假定每個(gè)目標(biāo)的復(fù)反射率穩(wěn)定，不隨視角不同而改變;③假定SAS平臺(tái)在發(fā)射和接收信號(hào)時(shí)是靜止的[6]。
然而，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這種成像方式受到載體運(yùn)動(dòng)軌跡誤差及介質(zhì)起伏的嚴(yán)重影響[4，6]。首先，風(fēng)浪及船舶操縱等因素會(huì)造成拖體偏離理想直線航跡，由于運(yùn)動(dòng)誤差而對(duì)SAS成像產(chǎn)生影響。其次，SAS要想獲得較高分辨率和較遠(yuǎn)作用距離，就必須降低載體速度，但低速又很難保證SAS載體沿航跡前進(jìn)。
展開(kāi) 
abaqus顯式動(dòng)力學(xué)在煤層頂板垮落中的應(yīng)用
煤層頂板（coal seam roof），是指正常層序的含煤地層剖面中覆蓋在煤層上面的巖層。
目前在大多數(shù)煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，都采用放頂煤開(kāi)采。
放頂煤采煤法是在開(kāi)采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個(gè)采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動(dòng)爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面。
因此，需要對(duì)煤層頂板的垮落進(jìn)行仿真分析研究。
abaqus中的剪切損傷模型+DP塑性準(zhǔn)則可以很好的模擬煤層頂板的垮落破壞，但計(jì)算時(shí)容易產(chǎn)生不收斂問(wèn)題。
abaqus中的顯式動(dòng)力學(xué)不存在不存在收斂性問(wèn)題。
所以，剪切損傷模型+DP塑性準(zhǔn)則+顯式動(dòng)力學(xué)=完美的煤層頂板仿真模擬。
模擬效果如下：
視頻連接：
仿真任務(wù)說(shuō)明書(shū)：
計(jì)算任務(wù)描述：模擬在煤層巷道開(kāi)挖后，煤層頂板的垮落情況。
仿真計(jì)算所采用的設(shè)備基本情況：華碩四核筆記本電腦，酷睿i5處理器，2G內(nèi)存。
計(jì)算模型的處理技術(shù)：將實(shí)際的三維地質(zhì)情況，假定為平面應(yīng)變彈性力學(xué)問(wèn)題；對(duì)煤層頂板的力學(xué)行為假定為彈性-DP塑性-剪切損傷。
計(jì)算機(jī)的耗時(shí)情況：5min。
仿真結(jié)果：在煤層巷道開(kāi)挖后，煤層頂板可以完全垮落，放頂采煤效果100
展開(kāi) 我國(guó)首艘海底管道巡檢船交付
該船船底中前部設(shè)有升降鰭，可伸出船底以下2.5米，鰭板下安裝了淺地層剖面儀、多普勒聲學(xué)海流剖面儀、雙頻單波束、多波束、測(cè)深儀等專業(yè)聲學(xué)測(cè)量設(shè)備，可全面感知海底甚至管道內(nèi)部信息。艉部左舷絞車可吊放磁力儀，艉部右舷絞車可吊放側(cè)掃聲納，兩者配合，可以對(duì)海底三維成像，獲取管道、電纜的詳細(xì)線路。船艉安裝A架及絞車，可配合不同拖體進(jìn)行拖曳調(diào)查檢測(cè)；水下機(jī)器人搭載的水下攝像頭可以清晰探測(cè)海底地形、地貌。
與傳統(tǒng)調(diào)查船相比，“海洋石油791”成本低、反應(yīng)快、精度高，并具備海洋調(diào)查、地質(zhì)勘探等功能，可以近海科學(xué)考察、海洋災(zāi)害調(diào)查評(píng)估等研究提供服務(wù)。
本船船東中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司是中海油能源發(fā)展股份有限公司（簡(jiǎn)稱海油發(fā)展）下屬企業(yè)，海油發(fā)展是我國(guó)為能源工業(yè)提供技術(shù)服務(wù)的大型產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。黃埔文沖已為海油發(fā)展建造了9艘船舶，雙方有著良好的合作友誼。其中，8000馬力南海環(huán)保船、8000馬力深水環(huán)保船、6000馬力天津環(huán)保船等產(chǎn)品。此次“海洋石油791”的交付，深化了黃埔文沖與中海油、海油發(fā)展的合作友誼，為公司后續(xù)建造海洋科考、調(diào)查裝備積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)，和推動(dòng)軍民融合打下了良好基礎(chǔ)。
展開(kāi) 國(guó)內(nèi)首艘載人潛水器支持母船 “深海一號(hào)”下水！@武船、708所
· 安裝了超短基線等聲學(xué)定位系統(tǒng)，配備了多波束、淺地層剖面儀、多普勒剖面儀、CTD等水文環(huán)境調(diào)查裝備，同時(shí)裝有先進(jìn)的船載網(wǎng)絡(luò)，采用水下輻射噪聲控制設(shè)計(jì)和兩套不同的水聲通信機(jī)確保深潛作業(yè)時(shí)母船與潛水器之間的圖像、音頻通信暢通無(wú)阻。
· 艉部甲板及實(shí)驗(yàn)室區(qū)域大量采用通用緊固件基座和通用集裝箱箱角的設(shè)計(jì)，可靈活搭載6000米級(jí)ROV及AUV系統(tǒng)、移動(dòng)絞車等輔助深潛作業(yè)的集裝箱設(shè)備。
· 作業(yè)空間、試驗(yàn)空間、學(xué)習(xí)居住空間、功能艙室、通道均采用符合人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)理念，并在建造過(guò)程中充分融入“民船軍造，軍民融合”的理念，機(jī)艙區(qū)域及主要設(shè)備采用雙層隔振安裝方式，振動(dòng)噪聲、水下輻射噪聲指標(biāo)均達(dá)到軍工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為潛航員營(yíng)造了舒適的生活和工作環(huán)境。
· 在重量重心控制、減振降噪控制、內(nèi)裝整體建造、水線下船體結(jié)構(gòu)精度控制等方面，均按照國(guó)際先進(jìn)理念和跨學(xué)科技術(shù)合作進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造，可同時(shí)搭載“蛟龍”“潛龍”和“海龍”號(hào)3臺(tái)潛水器開(kāi)展深潛作業(yè)。
展開(kāi) 地質(zhì)作用錯(cuò)綜復(fù)雜，這些圖片帶你輕松理解地質(zhì)現(xiàn)象！
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前寒武紀(jì)地層剖面
經(jīng)受變質(zhì)作用，巖層呈板塊分布。
前寒武紀(jì)占了地球歷史的大約7/8，
自寒武紀(jì)開(kāi)始，生物進(jìn)入繁盛期。
27
中新世早期的石灰?guī)r礫
中新世早期形成的石灰?guī)r，
破碎磨圓成大顆粒，
在岸邊堆積，
未被膠結(jié)物膠結(jié)成巖。
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交錯(cuò)層理
29
深水濁積巖大型露頭
深水濁積巖的幾大特征：
硬砂巖為主體，粒級(jí)層很發(fā)育，
波痕和斜層理不發(fā)育，
地層厚度很大等。
形成環(huán)境有海底扇，大陸隆起，深海砂等。
30
山脈侵蝕差異
圖示山脈的背風(fēng)坡和迎風(fēng)坡
呈現(xiàn)明顯的侵蝕差異。
31
干涸河流的沉積剖面
剖面上可見(jiàn)沉積物的顏色和粒度差異，
表面的蒸發(fā)巖鹽膠結(jié)砂粒形成板狀。
32
水流侵蝕沙紋層
圖示為河流的凹岸，
沙紋層未固結(jié)成巖，
遭受侵蝕作用，不斷坍塌。
33
砂巖和粉砂巖互層
白色為砂巖，
暗色為粉砂巖。
34
第四系沉積剖面
最底部為暗色的泥質(zhì)巖，
中間淺色砂層發(fā)育斜層理，
之上為水平狀巖層，
最上部為塊狀巖。
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洪泛平原沉積
又稱河漫灘沉積。
河流泛濫期，
由于洪水漫岸，
被洪水覆蓋的一片平的或近于平坦的地帶。
常見(jiàn)沉積物為粉砂和粘土。
展開(kāi) 中國(guó)16大地質(zhì)實(shí)習(xí)基地，向曾經(jīng)的那些日子致敬！
實(shí)習(xí)區(qū)約三十平方公里的范圍內(nèi)，出露了自震旦紀(jì)晚期到第三紀(jì)各紀(jì)幾乎全部地層，各組內(nèi)含有不同門類的生物化石，是下?lián)P子地區(qū)地層序列的典型代表；地質(zhì)構(gòu)造上自東而西出露了俞府大村向斜、鳳凰山背斜和平頂山向斜，構(gòu)成了“兩向加一背”的宏觀構(gòu)造格局，其間又發(fā)育了眾多性質(zhì)各異、規(guī)模不等的斷層、褶皺，其中平頂山向斜轉(zhuǎn)折端的形態(tài)、馬家山平臥褶皺等地質(zhì)現(xiàn)象非常典型精美，為其他地區(qū)所少見(jiàn)；巖石類型包括了各種沉積巖、部分巖漿巖和變質(zhì)巖，以及不同的礦產(chǎn)。
地層厚度不大、齊全、連續(xù)，易觀察，很適宜教學(xué)與學(xué)習(xí)
接觸關(guān)系清楚，接觸帶典型，標(biāo)志層清晰
獅子崖逆沖斷層及伴生構(gòu)造
7
薊縣地質(zhì)實(shí)習(xí)基地
天津薊縣中、中上元古界國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于天津市薊縣境內(nèi)，面積900公頃，1984年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建立，主要保護(hù)對(duì)象為中上元古界標(biāo)準(zhǔn)剖面，是中國(guó)級(jí)地質(zhì)剖面自然保護(hù)區(qū)。
中上元古界剖面展布在山巒重疊的燕山南脈，以巖層齊全、出露連續(xù)、保存完好、質(zhì)地清楚、構(gòu)造簡(jiǎn)單、變質(zhì)極淺和古生物化石豐富聞名于世，并被確定為中國(guó)中上元古界的標(biāo)準(zhǔn)剖面。剖面地層總厚度達(dá)9197米，記載著距今18.5億年至8億年間的地質(zhì)演化史，并以其巖層齊全、出露連續(xù)、保存完好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、頂?shù)捉缦耷宄⒆冑|(zhì)極淺而得天獨(dú)厚。
古生物化石豐富，其中發(fā)現(xiàn)了宏觀多細(xì)胞生物化石，使多細(xì)胞生物出現(xiàn)的年代從國(guó)際公認(rèn)的9億年提前到17億年。
展開(kāi) 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察之工程地質(zhì)測(cè)繪
地質(zhì)觀察點(diǎn)的布置：
1、在地質(zhì)構(gòu)造線、地層接觸線、巖性分界線、標(biāo)準(zhǔn)層位
和每個(gè)地質(zhì)單元體應(yīng)有地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)；
2、地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)的密度應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的地貌、地質(zhì)條件、成圖比例尺和工程要求等確定，并應(yīng)具代表性；
3、地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)充分利用夭然和已有的人工露頭，當(dāng)露頭少時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況布置一定數(shù)量的探坑或探槽；
4、地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)的定位應(yīng)根據(jù)精度要求選用適當(dāng)方法；地質(zhì)構(gòu)造線、地層接觸線、巖性分界線、軟弱夾層、地下水露頭和不良地質(zhì)作用等特殊地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)，宜用儀器定位。
地質(zhì)觀察路線的安排：
1、線性工程：以路線中心線為主線，根據(jù)地質(zhì)界線、不良地質(zhì)的分布采用兩側(cè)穿插延伸的路線調(diào)查，重點(diǎn)工程區(qū)部署特殊觀察點(diǎn)；
2、場(chǎng)地工程：根據(jù)主體工程的展布、地質(zhì)界線的方向部署調(diào)查路線，與主體工程方向一致，地質(zhì)界線大角度相交；
3、地質(zhì)災(zāi)害：區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)地貌特征、巖性特征和災(zāi)害易發(fā)特征，部署觀察路線；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)沿周界、坡體主剖面和橫向剖面部署觀察路線。
三、工程地質(zhì)測(cè)繪的研究?jī)?nèi)容
目的：查明場(chǎng)地及其附近地段的工程地質(zhì)條件和預(yù)測(cè)建筑物 與地質(zhì)環(huán)境間的相互作用。
內(nèi)容：
（1）工程地質(zhì)條件的諸要素；
（2）搜集調(diào)查自然地理和已建建筑物的有關(guān)資料。
（一）地層巖性
地層巖性是工程地質(zhì)條件最基本的要素和研究各種地質(zhì)現(xiàn)象的基礎(chǔ)。
展開(kāi) 