重力异常推断解释的方法

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布格重力异常

 布格重力异常

布格重力异常布格重力异常(Bouguer gravity anomaly):重力仪的观测结果(g测),经过纬度改正(g 纬)、高度改正(g高),中间层改正(g中)和地形改正(g形)以后,再减去正常重力值(γ)后所得到的重力差(Δg= g测- g高- g中- g纬- g形-γ)称为布格重力异常。

布格重力异常一般用相对重力测最方法获得。

如某点对总基点的实测重力差为Δg',则布格重力异常为Δg=Δg'+ g高+ g 中+ g纬+ g形(g高、g中、g纬、g形分别为测点与总基点的相对高度、中间层、纬度和地形变化的改正项)。

布格重力异常资料是重力勘探的基础资料。

重力(g)观测首先要从地球内部研究:地壳,地幔,地核。

地壳分为上地壳和下地壳,上地壳主要由密度较小的富含硅铝岩的花岗岩组成,称为花岗岩层,平均密度为2.7g/cm^3;下地壳是由富含硅镁的玄武岩组成,称为玄武层,平均密度 3.1/cm^3。

花岗层与玄武层的分界面称为康德界面,简称”康氏面“。

从地壳底部一直向下倒2900km处称为地幔,地幔也分为上地幔和下地幔,上地幔深度为33-900km,主要为基性岩,超基性岩,物质密度在3.32~4.49g/cm^3,下地幔物质则主要为铁镍等金属氧化物,深度为900~2700km,密度约为4.60~5.68km,地幔与地壳的分界面称为莫霍维奇面,简称”莫霍面“。

从2700km以下一直到地心称为地核,地核又分为外核,过渡带,内核三部分,组成地核的物质目前不清楚,推测主要为铁镍物质,故称为铁镍核,密度约为从9.69g/cm^3曾至12。

17g/cm^3.地球平均密度为5.53g/cm^3。

重力(g)观测可以通过对地壳和地幔的勘测,推断区域布格重力异常和均衡重力异常及地壳深部的构造起伏情况。

地球物理勘察概论笔记

地球物理勘察概论笔记

勘察地球物理概论笔记绪论:地球物理勘探:它是以岩(矿)石之间的地球物理性质的差异为基础,应用地球物理学利用力、声、电、磁、热、光及核变等物理方法,通过专门的装置和先进的仪器观测物理场的变化,来研究地下地质体(构造或矿体等)存在状态(产状、埋深、规模等),以解决资源和能源的开发、工程、水文地质问题的一门学科。

地球物理场:所谓地球物理场,是指地球内部及其周围的、具有物理作用的空间。

重力场:地球内部及其周围具有重力作用的空间,成为重力场。

磁场:具有磁力作用的空间,称为地磁场。

辐射场:具有放射性作用的空间,称为辐射场。

电(电磁)场:具有电(磁)力作用的空间,称为地电(电磁)场。

地热场:具有热力作用的空间,称为地热场;弹性波场:质点振动传播的空间,称为弹性波场。

地球物理勘探方法:是以各种地球物理场的理论为基础,凭借仪器对地质体引起的地球物理异常进行观测,是一种间接观测地球地质的手段。

六种主要的物探方法:(1)以岩(矿)石磁性差异为基础,研究磁性地质体引起的磁异常的磁法勘探;(2)以岩(矿)石密度差异为基础,研究密度不均匀地质体引起的重力异常的重力勘探;(3)岩(矿)石电(介电、磁)性差异为基础,研究导电(介电、导磁)地质体引起的地电(电磁)异常的点法勘探;(4)岩(矿)石弹性差异为基础,研究弹性波在岩石中传播规律的地震勘探;(5)岩(矿)石中放射性元素含量及种类差异为基础,研究天然的或人工激发的辐射异常的核地球物理勘探;(6)岩(矿)石温度差异为基础,研究储热地质体引起的地热异常为基础的地热勘探;物探的分类:依据环境分为:地面物探、航空物探、海洋物探、地下物探(包括坑道中进行的物探工作)、遥感物探等;依据探测对象和目的分为:金属(非金属)物探、石油(天然气)物探、煤田物探、水文工程(环境)物探、深部物探、城市物探;物探在地质工作中的作用:(小比例尺地质填图)探测结晶基底的起伏即内部构造,划分大地构造单元,研究沉积岩构造,追索大断裂带;(大比例尺地图)确定岩层接触带和浮土厚度,圈定岩体、矿化带,寻找有工业意义的矿体;(勘察阶段)进一步确定矿体的位置和产状,划分层带;(矿场开采中)指示矿体走向,确定矿体形态,寻找盲矿区。

重力异常与地壳构造解译

重力异常与地壳构造解译

重力异常与地壳构造解译地球上的地壳构造是由多种因素共同作用形成的,其中重力异常是一项重要而神秘的现象。

它与地壳的变动和形态密切相关,探究其背后的原因和机制对于地球科学的研究和地质勘探具有重要意义。

本文将为读者介绍重力异常的概念以及其与地壳构造之间的关系。

首先,我们需要了解什么是重力异常。

地球的重力场并非均匀分布,存在着一定的差异,使得在某些地方所感受到的重力力度与标准重力力度不同。

这种差异被称为重力异常。

重力异常的形成与地球内部的物质分布和排列有关,其中包括地壳、地幔和内核等不同密度的物质构成。

然而,以往对重力异常的解读一直存在着难题。

重力异常的大小通常与地壳构造的变化有密切关系,但具体的解释并不简单。

一种可能的原因是地壳的密度不均匀分布所致。

地壳的厚度和组成在不同地区存在差异,从而导致重力场的分布也不均匀。

比如,在山区,由于地壳的变厚,重力异常可能会表现为较大的正值。

相反,海洋地壳相对较薄,重力异常则可能呈现较小的负值。

此外,重力异常还可以用来推断地壳下方的地幔流动和构造特征。

地幔流动可以通过沿着地壳边缘形成的重力梯度来进行分析。

对重力梯度的研究可以帮助我们了解地球内部的热流以及岩石物质的上升和下沉等运动。

这对于研究板块构造、地壳运动以及地震等现象有着重要的意义。

在现代科学技术的发展下,利用重力异常进行地质勘探和资源勘探成为了可能。

地壳下所蕴藏的宝贵资源例如矿藏、石油和天然气等,在地质勘探中占据着重要的位置。

通过对重力异常的观测和解读,我们可以获得更多关于地下资源分布和储量的信息。

这为资源勘探提供了一种快速而有效的手段。

然而,要准确解译重力异常,并获取可靠的地质信息仍然需要多学科的合作和综合研究。

地质学、物理学、地球物理学等领域的专家需要共同参与,利用各自的专业知识来解决重力异常背后的科学难题。

例如,结合地震学和重力异常的观测结果,可以更好地揭示地震波在地壳中的传播路径和速度变化,为地震灾害预警和防治提供支持。

两种新的长方体重力异常正演公式及其理论推导

两种新的长方体重力异常正演公式及其理论推导

+(
z) arctan ( z)R | 2 | 2 | 2 ( x)( y) 1 1 1
g(x, y, z) = G ||| ( x) ln{( y) + R} + ( y) ln{( x) + R}
( z) arctan ( x)( y) | 2 | 2 | 2 ( z)R 1 1 1
g(x, y, z) = G ||| ( x) ln{( y) + R} + ( y) ln{( x) + R}

两种新的长方体重力异常正演公式及其理论推导
骆遥 1, 2
1 中国科学院地质与地球物理研究所,北京(100029) 2 中国科学院研究生院,北京(100049) E-mail:geo@
摘 要: 在前人推导长方体重力场、磁场正演理论表达式工作的基础上,重新对长方体重 力场正演理论表达式进行理论推导,提出了两种全新的长方体重力异常正演公式形式,并给 出了全部的理论推导过程,对比模型正演计算结果表明,新导出长方体重力场正演理论表达 式的正确。 关键词:长方体,重力场,正演,积分 中图分类号:P631
线数据单位为 g.u.
Fig2. The cubic model gravity contour map
5. 结论
综合前人对长方体重力场正演理论表达式的推导过程,并借鉴长方体磁场及其梯度场理 论表达式的推导,推导出了两种新的长方体重力场正演理论表达式(11)式和(13)式,对 比模型正演计算结果表明,新导出长方体重力场正演理论表达式是完全正确的。
似积分的推导[15~17],对 2 的推导有:
2= 2( 1
z)2 ( {(
y) {( x) +
R}2

重力异常的计算

重力异常的计算

重力异常是指地表重力场的偏离,它是由地球内部的物质结构和外部的物质结构所引起的。

重力异常可以用来研究地球内部的物质结构,从而探测地球内部的物质分布,以及地球表面的地质构造。

重力异常的计算是一个复杂的过程,它包括以下几个步骤:
1.首先,需要测量地表重力场,并将其转换为数字数据。

这可以通过使用重力仪或其他测量工具来实现。

2.然后,需要使用数学方法来计算出理想的重力场,即假定地球内部和外部物质分布是均匀的时候的重力场。

3.接下来,需要将实测的重力场与理想的重力场进行对比,从而得出重力异常。

4.最后,需要使用数学方法对重力异常进行分析,从而得出有关地球内部物质分布和外部物质分布的信息。

重力异常计算是一个复杂而又有意义的过程,它可以为我们了解地球内部物质分布和外部物质分布提供有价值的信息。

因此,它对于研究地球内部物质结构和外部物质结构有着重要意义。

重力异常解释与地热资源可持续开发

重力异常解释与地热资源可持续开发

重力异常解释与地热资源可持续开发地球是我们人类赖以生存的家园,而地球内部独特的地热资源,是我们能源开发的宝贵财富。

然而,在地热能源开发过程中,我们经常会遇到一个问题,即重力异常现象的出现。

本文将探讨重力异常的解释以及如何实现地热资源的可持续开发。

一、重力异常的解释重力异常是指地球表面重力场与正常重力场相比的畸变现象。

正常情况下,地球的重力场应该是均匀的,但在某些地区或特定环境下,我们会观测到重力异常现象。

重力异常的产生与地下岩石体的密度分布、地壳构造变化、矿物资源分布等因素密切相关。

当地下岩石密度分布不均匀时,会导致重力场的畸变。

例如,在地壳有断层、褶皱等构造变化的地区,由于存在岩石体密度的差异,重力异常较为明显。

此外,地下的矿产资源富集区域也常常出现重力异常。

为了解释重力异常现象,科学家提出了多个理论,其中最重要的是引力梯度与引力异常理论。

引力梯度理论认为,当地下岩石密度发生变化时,对应的重力场就会发生畸变。

而引力异常理论则是指通过测量地球重力场的变化,可以推断出地下岩石密度的分布情况。

二、重力异常的应用重力异常不仅仅是地球物理学中的研究对象,还具有重要的地质勘探和资源开发应用价值。

利用重力测量技术,我们可以推断出地下岩石体的分布、深度以及构造特征等信息,为矿产勘探、油气勘探以及地热能源开发提供重要数据支持。

在地热能源开发中,重力异常常常被用来确定地热资源的分布情况。

地热能源主要来自于地球内部的热能,而地下岩石密度分布的差异对地热资源的储存和分布有重要影响。

通过重力异常测量和分析,我们可以推测出地下地热资源的分布条件,从而指导地热能源的开发利用。

另外,重力异常还广泛应用于矿产勘查领域。

不同岩石和矿石的密度差异会导致不同的重力异常特征,通过对重力异常的测量与解释,可以推断出地下的矿产资源的潜在储量和分布情况。

这对于矿产勘探的选择和开发具有重要意义。

三、地热资源的可持续开发地热能源是一种可再生能源,具有稳定、清洁、可持续的特点。

一种断层重力异常定量解释方法_李丽丽

一种断层重力异常定量解释方法_李丽丽

图 1 倾斜断层示意图
上述方法基础上提出一种适用于二维反演的广义梯 此法仅 采 用 垂 直 导 数 进 行 断 层 参 数 的 度分析方法 , 但该 方 法 被 证 明 不 适 用 于 倾 角α 较 小 ( 计算 , α<
5] 5] ) ; 的情况 [ 随后 , 魏伟等 [ 提出 利 用 重 力 异 常 的 1 0 ° 二阶水平与垂直导 数 进 行 倾 斜 断 层 的 解 释 , 并指出
ρ=
( ) 1 5
图 2 断层解释模型
( ) ) 断层所引起的水平与垂直导数 ;( 断层模型 a b
ρ=
( ) 1 6
令 d=H -h, 则 d、 D = H +h, D 与H、 h 的关 系式如下
即 可 获 得 断 层 的 产 状 信 息 。总 通过上述 步 骤 , 结本文上述方法计算断层参数的基本步骤为 : ( )利用空间域或频率域方法计算出原始重 力 1 异常的水平 ( 与垂直 ) 导数 ; ) ( 根据垂直 ( 与水平) 导数曲线给出坐标原点 2 o ′的横坐标 ; ( ) 将垂直 ( 与水平 ) 导数上延一个高度 T; 3 ) ( 得出不同水 平 导 数 与 垂 直 导 数 的 最 大 值 相 4 对原点o ′的横坐标 ; ( ) 根据式( 得 出 断 层 的 参 数 h、 5 1 1) 1 6) ~式( H、 α 和ρ。 通过上 述 计 算 过 程 可 知 , 该方法并不适用于
H 2 ) 系的原 点 处 有Vz 0 =2 G s i n l n 和 Vz 0) = α x( z( ρ h H 因此可以得到地质体与围岩的密 G s i n 2 l n 成立 , α ρ h
度差ρ 的表达式为 ) Vz 0 x( H 2 2 G s i n l n α h ) Vz 0 z( H G s i n 2 l n α h

《重力学与地磁学》磁异常数据处理与解释部分

《重力学与地磁学》磁异常数据处理与解释部分

x
x
g g(x, y y) - g(x, y)
y
y
实例:塔里木盆地东部及邻区布格重力与重力水平梯度
塔东重力5水4 平梯度
2.3.3 重、磁场的解析延拓
1. 重、磁异常解析延拓概念:
观测面 o
向上延拓:
g(x, y,0) 数学变换 g(x, y,h)
z
向下延拓:
g(x, y,0) 数学变换 g(x, y, h)
重、磁异常是叠加异常,来源于地下不同的 物质源,解释中希望将不同场源的异常分开
2. 重、磁异常数据处理的目的
将各种场源引起的异常分开,用于定量反 演计算与定性解释
3. 数据处理的思路
根据重磁异常特点
异常体埋深、规模大,异常宽缓,异常 值幅度大,在频率域中表现为低频成分多
一般异常体规模、埋深小,异常宽度窄, 幅值变化大,在频率域中表现为高频成分多
起 长江坳陷

海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10
闽 浙

美人峰1井
虎皮礁隆起
起 长江坳陷

海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
自兴地东开始,近 EW向延伸;
从辛格尔向东延伸, 延伸方向近EW向;
辛格尔北NWW向 延伸异常与中间EW向 异常在东端相交
2. 两个不同特征的磁场界限,往往是断裂存在的表现
不同构造单元的地质情况不同, 磁场也显示出明显不同的特征。 不同构造单元的边界存在断层
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5、地质体形状和物性的简化
形状的简化:
把大致规则的地质体认为是规则的地质体, 把复杂的地质体视作若干简单形体的迭加。
物性的简化:
把密度大致均匀的地质体认作密度完全均匀 的地质体。
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
一、均匀球体 1、解正问题的基本公式:
D g GM 2 2 3/ 2 (X D )
该公式的求取途径? 解三度体正问题的基本公式; 利用重力异常的实质。
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
一、均匀球体 2、 Δg正问题讨论 求Δgmax 当x=0时, Δgmax =
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉
五、无限水平板
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
五、无用
五、无限水平板 (一)、正演公式
g 2Gh
五、无限水平板
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 二、 水平圆柱体 (一)、Δg的基本公式 (二)、 Δg正问题讨论 (三)、 Δg反问题讨论
二、水平圆柱体 (一)、Δg的基本公式
二、水平圆柱体 (一)、Δg的基本公式 水平物质线代替 较长的水平圆柱体
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 Δg曲线的梯度将随埋 深的增大逐渐减小。
Δg曲线随D的变化
1
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 三、 垂直台阶
(一)、正演公式
(二) 、正问题讨论 (三)、反问题讨论
三、垂直台阶 (三)、反问题讨论 1、台阶位置的确定
剖面图上1/2Δgmax 的横坐标; 平面图上重力梯级带
6、不断解释
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合
定性解释:就是根据各种异常图件和其他已 知资料作出引起异常的一般地质 原因的判断。
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合
定量解释: 在定性解释确定引起异常的基础上,
通过公式计算或模拟实验来确定引起
异常的地质体的 埋深、 质量、形状、
大小及其他产状要素。
(二)、 Δg正问题讨论
2GD g 2 X D2
求Δg的最大值
求剖面图上曲线的 对称轴
(二)、 Δg正问题讨论 Δg曲线上任一点的确定
2GD g 2 X D2
Δg曲线在剖面图和 平面图上的形状
(二)、 Δg正问题讨论
g max
GM 2G 2 , g max D D
(二)、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 1) 、内容
2)、图例分析
3) 、实例分析
2)、图例分析
(二)、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 1) 、内容
2)、图例分析
3) 、实例分析
3)、实例分析
P93
五、无限水平板
(二)、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用 2、求反问题方面的应用
第四章 重力异常推断解释的方法 第二节 解正问题的基本公式 一、三度体、二度体、一度体的理解
二、基本公式
第二节 解正问题的基本公式 二、基本公式 三度体的基本公式:P80(1.5.3)~(1.5.8) 二度体的基本公式: P81(1.5.9)~(1.5.13)
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
(二) 、正问题讨论 (三)、反问题讨论
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 剖面图上Δg的形状
x 时,g max 2Gh x 时,g min 0 1 x 0时, g g max 2
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 平面图上Δg的形状 一系列与台阶走向 平行的直线,在台 阶正上方附近等值 线最密集(重力梯 级带)
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合 定性解释和定量解释是必不可分的 。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
6、不断解释
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 正问题: 由已知地质体来计算和分析它所引起 的异常的分布和变化特点的过程。
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 二、主要内容
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 1、充分收集和研究测区及邻区的所有地质 及地球物理工作及其成果。 2、充分收集和研究测区及邻区的各种岩石 的密度资料及其变化规律。
6、不断解释
二、主要内容
4、综合地质解释 在定性和定量解释的基础上,综合地质和
其它资料,对异常源建立的完整的地质---物理
模型进行详细的地质推断。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
6、不断解释
二、主要内容
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉 五、无限水平板
定性分析 自学 实际应用 详讲
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
g max GM
D
2
x1/ n D
3
n 1
2

当M不变,D增大 A倍, Δgmax 减少1/A2倍, X1/n增大A倍。即 Δg 曲线变得越来越平缓。
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
Δg球在剖面图和平面图上的表现形式:
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 3、进行必要的实地调查和补充测量工作。
4、绘制必要的辅助性图件。
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 二、主要内容
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
2、Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的
求球体球心在地面的投影位置
求球心埋深 求剩余质量M和球体实际质量M` 求剩余密度б或球体半径R 求球体顶面埋深h
2、Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的
求球体球心在地面的投影位置
根据Δg球在平面图和剖面图上的特点确定
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
五、无限水平板
(一)、正演公式
(二)、正演公式的两个实际应用
五、无限水平板
(二)、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 2、求反问题方面的应用
(二)、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用
1) 、内容
2)、图例分析
3) 、实例分析
(二)、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用 1) 、 内容 利用无限水平板重力异常公式能计算已知 闭合度的构造或其它已知顶底高差的任意 地质体可能产生的重力异常的最大值。
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 反问题: 根据异常的分布及变化规律来研究 确定地质体的埋深、形态、大小及产状 的问题。
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 解反问题是以解正问题为基础的; 解反问题是重力资料解释的目的。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
'
2、均匀球体Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的 求剩余密度б或球体半径R
4 3 M R 3
3 M 当已知时,R 3 4 3M 当R已知时, 3 4R
2、均匀球体Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的 求球体顶面埋深h h=D-R
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉
第四章 重力异常推断解释的方法 第二节 解正问题的基本公式 一、三度体、二度体、一度体的理解
二、基本公式
第二节 解正问题的基本公式
一、三度体、二度体、一度体的理解
地质体沿X、Y、Z三个方向都是有限大小的 → 三度体 地质体沿任意两个方向有限,另一个方向无限的 → 二度体
地质体沿任意一个方向有限,另两个方向无限的 → 一度体
曲线上任一点的确定:
x1/ n D
3
n 1
2
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
D GM 2 2 3/ 2 (X D )
当D不变,剩余质量不变,则 Δg曲线不变;
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
D GM 2 2 3/ 2 (X D )

当D不变,剩余质量(M)增大A倍, Δg也增大A倍;
三、垂直台阶 (三)、反问题讨论 2、当已知剩余密度 时,求Δh(垂直 台阶的厚度)
g max h 2G
三、垂直台阶 (三)、反问题讨论
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