福建省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目申報書(2012最終).doc

福建省“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”項目申報書學校名稱：福州大學項目名稱：隧道超前預報技術中的地震波場模擬及應用項目類型： 創(chuàng)新訓練項目 創(chuàng)業(yè)訓練項目 創(chuàng)業(yè)實踐項目負 責 人：許鵬洲指導教師：黃真萍福建省教育廳二一二年 六 月填 寫 須 知一、項目分類說明：1.創(chuàng)新訓練項目是本科生個人或團隊，在校內(nèi)導師指導下，自主完成創(chuàng)新性實驗方法的設計、設備和材料的準備、實驗的實施、數(shù)據(jù)處理與分析、總結報告撰寫等工作。2.創(chuàng)業(yè)訓練項目是本科生團隊，在校內(nèi)導師指導下，團隊中每個學生在項目實施過程中承擔一個或多個具體的角色，通過編制商業(yè)計劃書、開展可行性研究、模擬企業(yè)運行、進行一定程度的驗證試驗，撰寫創(chuàng)業(yè)報告等工作。3.創(chuàng)業(yè)實踐項目是學生團隊，在學校導師和企業(yè)導師共同指導下，采用前期創(chuàng)新訓練項目（或創(chuàng)新性實驗）的成果，提出一項具有市場前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務，以此為基礎開展創(chuàng)業(yè)實踐活動。申報該類項目需額外提交企業(yè)導師合作指導協(xié)議書作為附件。二、申報書請按順序逐項填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是，表達明確嚴謹。空缺項要填“無”。三、申請參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目團隊的人數(shù)含負責人在內(nèi)不得超過5人。四、表格中的字體小四號仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用A4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。五、推薦上報的計劃項目由學校分管領導在申報書上簽署意見、簽字并加蓋公章后，一式五份（均為原件），報送省教育廳高等教育處。項目名稱隧道超前預報技術中的地震波場模擬及應用項目起止時間 2012 年 6 月 至 2013 年 12 月負責人姓名年級學院學號聯(lián)系電話E-mail許鵬洲10環(huán)境與資源學院06100213618259055289715295938項目組成員陳淑云10環(huán)境與資源學院06200210518050403198838479808吳自成10環(huán)境與資源學院06100223418950455916525742423朱慶10環(huán)境與資源學院061002145182590589851548151649雷江10環(huán)境與資源學院06100211318046047601359547491指導教師姓名黃真萍職務/職稱副院長/副教授所在單位福州大學環(huán)境與資源學院聯(lián)系電話22866073E-校外導師姓名職務/職稱所在單位聯(lián)系電話E-mail一、項目簡介（50字左右）該項目根據(jù)地震隧道超前預報中實際地質情況，首先理解雙相介質波動理論并推導雙相介質波動公式，然后建立典型和復雜地質模型的數(shù)值模擬模型，計算分析，得到雙相介質中相應地質條件下的波動響應特征，最后通過工程實例來驗證模擬計算的正確性并以此來指導工程實踐。二、申請理由（包括自身/團隊具備的知識、條件、特長、興趣、前期準備等）我們在查閱大量文獻和資料后了解到隨著公路、鐵路、水利、礦山及其它工程建設的飛速發(fā)展，我國的施工隧道已大量地出現(xiàn)。在施工過程中，由于前方地質情況不明，經(jīng)常會因遇到斷層、破碎帶、暗河、高地應力等不良地質體而導致塌方、泥石流、涌水、巖爆冒頂?shù)鹊刭|災害發(fā)生。這些災害的出現(xiàn)，往往會影響施工進度，造成人員傷亡，給施工單位、國家和人民帶來嚴重的經(jīng)濟損失。這時需要在施工過程中采取有效方法，對前方不良地質災害進行準確的超前預報，以便及時地修正開挖和支護設計方案，避免施工事故發(fā)生。 由此可見，隧道施工過程中的超前預報工作在隧道工程中的地位和作用都十分重要。然而隧道施工中的地質超前預報是一個國際前沿課題，也是一個難題，各國都在研究之中。目前國內(nèi)外隧道地質超前預報研究的總體水平還處于發(fā)展之中，預報的準確性和精度還有待提高。現(xiàn)階段的隧道超前預報技術主要是以各種地震波波動技術為主，且經(jīng)典的地震波理論只適合研究固體或流體單相介質中地震波傳播規(guī)律。然而，巖石與土一樣也是由固體、流體和氣體組成，即由固體、流體和氣體組成的雙相介質或多相介質。地震波在雙相或多相介質傳播時，其傳播規(guī)律明顯與單相介質中不同。因此為滿足隧道工程建設的要求，提高預報的準確性和精度，需根據(jù)雙相或多相介質理論要加強對地震波在雙相或多相介質中的運動及傳播規(guī)律的研究，而地震波場數(shù)值模擬是研究各種地質條件下構造、物性和巖性等各種地質因素與地震波動響應（運動學與動力學）之間關系的一門技術，開展地震波場數(shù)值模擬研究對于提高我們對地震波在雙相或多相介質中的波動響應特征的認識，解決現(xiàn)代地震隧道超前預報技術所面臨的棘手問題具有極其重要的實際意義。所以本項目是在理解雙相介質波動理論并推導雙相介質波動公式之后，運用數(shù)值模擬方法重點研究雙相介質中典型和復雜地質模型的波動響應特征并以此來指導地震隧道超前預報。在確定項目研究內(nèi)容之后，我們組成了由福州大學勘查技術與工程專業(yè)2010級本科生組成的研究隊伍。我們已經(jīng)系統(tǒng)學習了計算機應用與編程、工程物探等與該方向有關的專業(yè)理論課以及掌握了相關的數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)處理軟件的應用，也具備了一定的工程實踐能力與分工協(xié)作能力。而且目前我們學院波動勘測實驗室有一臺SWS多功能面波儀，同時我們也搜集到了相關的數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)處理軟件，課題研究所需的軟件和工程測試條件已基本具備。三、項目方案（計劃、技術路線、人員分工等）本項目以雙相介質波動理論為基礎，利用地震波場模擬的方法，對雙相介質中的典型地質和復雜地質模型的波動特征展開了研究。對于項目方案現(xiàn)分別從研究思路和研究方法兩個方面來說明，具體如下。1、項目研究思路本次項目在研習大量相關學科知識和參閱大量文獻資料的前提下，首先，結合工程實際，提出研究對象。然后，推導波動方程，利用地震波場數(shù)值模擬軟件或開發(fā)地震波場數(shù)值模擬程序，對雙相介質中的典型和復雜地質模型進行數(shù)值模擬分析，得出不同地質模型的波動響應特征。最后，通過工程實例來驗證模擬計算的正確性并以此來指導雙相介質中地震波在隧道超前預報技術中的應用。 2、項目研究方法1 以雙相介質地震波動響應、地震波場數(shù)值模擬和地震隧道超前預報技術為核心內(nèi)容，在原有知識儲備的基礎上，經(jīng)由多渠道查閱大量相關學科文獻及書籍，從中識別對本次論文有幫助的知識，并經(jīng)過認真分析、全面思考、積極討論、不斷總結，為項目研究目標的實現(xiàn)提供完善的基礎理論支持。2 熟練掌握波場數(shù)值模擬軟件TESSERAL和熟練運用MATLAB軟件開發(fā)雙相介質波場數(shù)值模擬程序，為項目研究目標的實現(xiàn)提供技術支持。3 熟練掌握地震隧道超前預報系統(tǒng)現(xiàn)場信息采集的操作流程和獲得足夠的工程實例數(shù)據(jù)，為項目研究目標的實現(xiàn)提供現(xiàn)實依據(jù)。4 運用高精度交錯網(wǎng)格差分法對雙相介質中典型和復雜地質模型下的波動響應進行二維數(shù)值模擬，得到模擬響應特征。5 結合工程實例，驗證雙相介質模擬結果的正確性，并以此指導地震隧道超前預報。6 根據(jù)項目內(nèi)容，項目組成員分工合作，多討論交流，共同促使項目順利進行。四、項目特色與創(chuàng)新點本次論文的特色與創(chuàng)新之處有以下兩點： 1 率先將雙相介質理論運用到地震隧道超前預報技術中，并用以指導地震隧道超前預報。2 在雙相介質波動理論的基礎上，運用數(shù)值模擬的方法研究了典型地質模型和復雜地質介質的波動響應特征。五、項目進度安排2012.62012.9上網(wǎng)或到學校圖書館查閱以雙相介質地震波動響應、地震波場數(shù)值模擬和地震隧道超前預報技術為核心內(nèi)容的文獻資料，并對雙相介質中典型和復雜地質模型波場數(shù)值模擬進行深入探討。2012.10-2013.1學習波場數(shù)值模擬軟件TESSERAL和開發(fā)雙相介質波場數(shù)值模擬程序的MATLAB軟件。2013.22013.3到施工現(xiàn)場測試并采集地震隧道超前預報波動數(shù)據(jù)。2013.4-2011.7運用相關軟件和編制相關程序，實現(xiàn)雙相介質中典型和復雜地質模型波場數(shù)值模擬過程。2013.8-2013.10認真分析模擬結果，對比現(xiàn)場測試結果驗證模擬的正確性。2013.11-2013.12撰寫結題申請報告，準備結題。六、項目經(jīng)費使用計劃（要求說明項目經(jīng)費）預算支出科目金 額(萬元)計 算 根 據(jù) 及 理 由資料費0.05復印、打印資料，購買相關書籍。消耗材料費0.35購置電腦配件、儀器電池、充電器、檢波器和有關磁盤、光盤等。差旅費0.1調(diào)研、現(xiàn)場試驗等差旅。合 計0.5七、項目完成預期成果（論文級別、專利、設計、產(chǎn)品、服務；創(chuàng)新實踐項目需說明公司規(guī)模、營業(yè)額等）通過雙相介質中典型和復雜地質模型的數(shù)值模擬，得到波動響應特征，再經(jīng)過地震隧道超前預報工程實例，驗證其正確性并用以指導地震隧道超前預報。在整個項目研究過程中，及時提交預期成果報告，并爭取撰寫和發(fā)表1篇中文核心期刊科技論文。該項目的啟動能夠讓我們掌握雙相介質波動理論、波場數(shù)值