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基于非饱和Biot-Stoll模型的海底沉积物介质声频散特性研究 被引量：18
1
作者 朱祖扬 王东 +1 位作者 周建平 王秀明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期180-188,共9页
利用含气非饱和Biot-Stoll模型研究了声波在海底表层沉积物介质中的传播,讨论了骨架耗散、含气饱和度对快纵波、慢纵波和横波速度和衰减的影响,并与Biot模型的结果进行了对比.研究结果表明:孔隙流体黏滞耗散与骨架耗散共同影响声波传播... 利用含气非饱和Biot-Stoll模型研究了声波在海底表层沉积物介质中的传播,讨论了骨架耗散、含气饱和度对快纵波、慢纵波和横波速度和衰减的影响,并与Biot模型的结果进行了对比.研究结果表明:孔隙流体黏滞耗散与骨架耗散共同影响声波传播速度和衰减,低频情况下骨架耗散引起的衰减占主要地位,高频情况下骨架耗散引起的衰减较小;少量气体(<1%)的引入显著改变了快纵波速度,气体含量的变化对快纵波衰减影响很大,低频情况下气体对慢纵波速度的影响不大,而对横波速度的影响较大,气体含量的变化对慢纵波和横波衰减影响较小.利用超声波测量系统测量了一例杭州湾海底沉积物样品的纵波速度和衰减,当含气量趋近0%时,Biot-Stoll模型预测的纵波速度和实验测量结果较为一致. 展开更多
关键词 海底沉积物 biot-stoll模型 自由气体 骨架耗散
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基于Buckingham模型和Biot-Stoll模型的南沙海域沉积物声速分布特征 被引量：10
2
作者 王景强 郭常升 +3 位作者 刘保华 陈文景 侯正瑜 韩国忠 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期359-367,共9页
为了选择合理的南海南部海底沉积物的声速反演模型,分别利用Wood方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型等声波传播理论模型计算了沉积物的纵波声速,结合沉积物实测声速和物理参数等,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征。声速实测... 为了选择合理的南海南部海底沉积物的声速反演模型,分别利用Wood方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型等声波传播理论模型计算了沉积物的纵波声速,结合沉积物实测声速和物理参数等,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征。声速实测值与模型计算值的对比表明,Buckingham模型计算值与实测值的平均偏差最小。研究区实测声速比和模型计算声速比的分布表明,声速的变化特征与沉积环境具有相关性,声速模型计算值与实测值具有相似的变化特征;模型计算声速与实测声速的垂向变化规律不相同,模型计算声速随深度基本不变,而实测声速在陆架、陆坡和海槽等沉积环境中呈现出多种垂向分布特征。研究结果认为,侧重于沉积物孔隙性的Biot-Stoll理论仅适用于陆架区粗颗粒沉积物,兼具流体和弹性固体双重性质的Buckingham理论具有更广的适用范围。该研究对获取南海南部海域沉积物声速分布特征有重要意义,可为多波束测深或浅地层精细解释等提供基础资料。 展开更多
关键词 海底沉积物 Buckingham模型 biot-stoll模型 声速分布特征 声速比
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基于Biot-Stoll模型声速反演中的参数选择——以南海南部沉积物为例 被引量：7
3
作者 陈静 阎贫 +2 位作者 王彦林 金丹 林秋金 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期50-54,共5页
研究海底表层沉积物性质对海洋矿产资源探测、海洋工程建设等有重要的意义。Biot-Stoll模型可以模拟预测海底沉积物的物理性质,但采用不同的参数模拟的效果不同。Stoll参数是各种海洋环境下模型达到最佳预测的单一数值的形式;Schock参... 研究海底表层沉积物性质对海洋矿产资源探测、海洋工程建设等有重要的意义。Biot-Stoll模型可以模拟预测海底沉积物的物理性质,但采用不同的参数模拟的效果不同。Stoll参数是各种海洋环境下模型达到最佳预测的单一数值的形式;Schock参数则是对渗透率、孔隙大小、沉积物孔隙曲折度等修改后的函数表达式形式,更接近沉积物实际情况。采用Stoll参数和Schock参数分别计算了南海南部海区海底沉积物纵波速度,并对南海南部沉积物样品进行了计算和实测对比,结果表明,采用Stoll参数计算误差较大,平均为3.962%;采用Schock参数计算误差较小,平均为0.847%。因此,在南海南部海区采用Schock参数预测海底表层沉积物物理性质更准确。 展开更多
关键词 biot-stoll模型 stoll参数 Schock参数 南海 海底沉积物 声速
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基于浅地层剖面数据和改进地声模型的底质反演方法
4
作者 孙振银 王虎 李冠霖 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期170-178,共9页
浅地层剖面仪发射的声脉冲能够穿透海底面进入沉积层内部,其回波中携带了丰富的底质信息。地声模型是底质声学与物理性质关系的数学描述,广泛用于海底声学与地声反演研究。本文通过对浅地层剖面数据的处理、解译得到海底反射系数,与考... 浅地层剖面仪发射的声脉冲能够穿透海底面进入沉积层内部,其回波中携带了丰富的底质信息。地声模型是底质声学与物理性质关系的数学描述,广泛用于海底声学与地声反演研究。本文通过对浅地层剖面数据的处理、解译得到海底反射系数,与考虑底质松密影响的改进Biot-Stoll模型相结合,提出底质反演新方法并开展实例验证。研究结果表明:通过对浅地层剖面原始记录的读取、解译,提取反射波振幅,并结合设备声源级,可有效求取海底反射系数。通过引入相对密度改进孔隙度计算公式,进而在基于Biot-Stoll模型构建海底反射系数和底质平均粒径关系过程中进一步考虑了底质松密的影响。基于山东威海某海域及文献的算例均显示,本文提出的改进地声模型可缩小底质反演与实测结果之间的相对误差、提升基于浅地层剖面数据的海底底质地声反演精度。 展开更多
关键词 浅地层剖面 底质反演 biot-stoll模型 海底反射系数 平均粒径
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基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质 被引量：5
5
作者 周庆杰 李西双 +5 位作者 刘乐军 刘洋廷 高珊 周航 王景强 李天光 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期72-82,共11页
浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数... 浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%~4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。 展开更多
关键词 Chirp浅剖数据 biot-stoll模型 海底反射系数 沉积物物理性质 南海北部陆坡
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基于Chirp数据反演琼州海峡海底沉积物物性 被引量：5
6
作者 陈静 吕修亚 +2 位作者 陈亮 郑红波 林秋金 《热带地理》 2017年第6期874-879,共6页
Chirp浅剖数据不仅能刻画海底地层的地质构造信息,还能用于海底沉积物物性特征的反演。利用在琼州海峡南方主网与海南电网第二回联网工程海底电缆路由调查项目中所获取的浅剖数据,采用地球物理方法即基于Biot-Stoll模型来反演海底表层... Chirp浅剖数据不仅能刻画海底地层的地质构造信息,还能用于海底沉积物物性特征的反演。利用在琼州海峡南方主网与海南电网第二回联网工程海底电缆路由调查项目中所获取的浅剖数据,采用地球物理方法即基于Biot-Stoll模型来反演海底表层沉积物声速、密度和孔隙度等物理性质。通过该反演方法得到研究区海底沉积物声速、密度、孔隙度及海底反射系数剖面,其中反演孔隙度、密度与实测孔隙度、密度相对误差均<10%,结果与实测值基本相符,表明Biot-Stoll模型和Chirp浅剖数据反演海底沉积物物性的方法在琼州海峡海域切实可行,为在该海域采用间接方法来获取海底沉积物物理性质特征提供了新的选择,同时也为海洋工程浅剖数据利用提供了新的思路。 展开更多
关键词 Chirp浅剖数据 biot-stoll模型 反演 海底沉积物物性 琼州海峡
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基于浅地层剖面的海底浅表层沉积物物理性质参数反演技术研究——以渤海海底管线路由区为例 被引量：4
7
作者 黄必桂 李家钢 +5 位作者 周庆杰 李西双 刘乐军 高珊 周航 张承艺 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期156-164,共9页
海底浅表层(小于1 m)沉积物的物理性质,如粒度、孔隙度、密度等是海洋沉积学研究和海洋工程地质分析的重要内容,目前主要基于有限的海底取样或原位测试获取这些沉积物的物理性质。浅地层剖面是基于声学信号(频率几千赫兹)在沉积物中的... 海底浅表层(小于1 m)沉积物的物理性质,如粒度、孔隙度、密度等是海洋沉积学研究和海洋工程地质分析的重要内容,目前主要基于有限的海底取样或原位测试获取这些沉积物的物理性质。浅地层剖面是基于声学信号(频率几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,其中的一些声学参数,如海底反射系数、波阻抗等与沉积物物理性质密切相关。如何充分而有效地利用浅地层剖面资料,反演得到剖面覆盖区海底浅表层沉积物的物理性质参数,极具科学意义和应用价值,且基于声学属性反演沉积物物理性质是当前研究的热点。为此,本文基于渤海LD16-3CEPA至LD10-1PAPD路由段的浅地层剖面数据和海底表层沉积物的实测物理参数,利用Biot-Stoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,并基于浅地层剖面数据计算得到的海底反射系数,反演了研究区海底浅表层沉积物的孔隙度、密度、平均粒径等物理性质参数。其中反演的孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径基本相符,偏差度基本都在20%的偏差范围内,表明该反演方法在该区的应用是可行的。 展开更多
关键词 浅地层剖面 biot-stoll模型 海底反射系数 沉积物物理性质 渤海
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掩埋水雷在不同海底和掩埋深度的声衰减建模 被引量：1
8
作者 李通旭 张效民 +1 位作者 韩冲 陈瑜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期428-432,共5页
采用Biot-Stoll海底模型分别预测了声波在粗沙、沙质泥和粘土质泥3种典型海底的声衰减系数与声透射系数,通过研究多种海底的声传播特性,建立了掩埋条件下水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,分析了掩埋对水雷声引信性能的影响。... 采用Biot-Stoll海底模型分别预测了声波在粗沙、沙质泥和粘土质泥3种典型海底的声衰减系数与声透射系数,通过研究多种海底的声传播特性,建立了掩埋条件下水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,分析了掩埋对水雷声引信性能的影响。研究结果表明:不同的海底底质、不同的掩埋深度和不同的引信工作频段都会在不同程度下影响水雷声引信的工作性能,在相同的掩埋深度下,10 Hz^5 kHz引信频带内,粗沙海底对声引信的影响最大,粘土质泥对声引信的影响最小,随着海底底质平均颗粒直径的减小和孔隙度的增加,掩埋对声引信的影响有逐渐减小的趋势。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 掩埋水雷 biot—stoll模型 声衰减 声引信
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