基于Kelvin-Voigt模型的黏弹性岩体位移反分析唯一性研究

在岩土工程中,准确的岩体力学参数对于工程项目的建设和维护极为重要,相较于现场原位试验、实验室试验、数值模拟等获取参数的方法,岩体位移反分析方法具有方便操作、条件获取难度小、数据准确等特点,而反分析结果的唯一性是位移反分析能否成功的重要影响因素。为了研究位移反分析结果的唯一性问题,使用Laplace变换和蠕变柔量的方法,推导了在圆形巷道中符合Kelvin-Voigt模型的黏弹性岩体的位移解析解,并运用参数可辨识准则研究了已知参数对黏弹性岩体反分析唯一性的影响。研究结果表明,无论在任何条件下,都无法唯一地反演出所有6个参数,在至少有2个参数是已知的情况下,才可能唯一地反演出其他参数;地应力分量被唯一反演的概率最大,弹性模量、泊松比和黏滞系数根据控制条件的不同,其可辨识性存在差异,并随着已知参数数量的增加,参数可辨识性也随之增强;地应力是否为0对反演结果的唯一性有着显著的影响。工程算例表明,研究结果对于岩体参数的反分析计算具有重要的指导意义。

基于广义Voigt模型的半渗透边界隧道周围饱和软土固结分析

引入衬砌半渗透边界条件,使用广义Voigt黏弹性模型描述隧道周围饱和软黏土的流变特性,基于Terzaghi-Rendulic理论建立以超孔隙水压力为变量的软土二维流变固结控制方程。采用保角变换和分离变量方法,得到超孔隙水压力关于时间和空间变量的两个独立方程,依次使用Laplace变换法与部分分式展开法得到时域内超孔隙水压力消散解。将广义Voigt模型退化为已有四元件Burgers模型和五元件模型并与其对比,验证解答的可靠性。基于建立的解答,分析衬砌透水程度、Kelvin体数量、独立Newton黏壶黏滞系数、隧道埋深等因素对超孔隙水压力消散与分布的影响规律。结果表明:衬砌与土体的相对渗透系数比越大,超孔隙水压力的消散起始时间越早,消散速度越快。Kelvin体数量越多,超孔隙水压力消散越慢;独立黏壶黏滞系数越大,其产生的黏滞变形越小,超孔隙水压力消散速率越快;隧道埋深越大,土体渗流路径越长,超孔隙水压力消散越慢;当相对渗透系数比为0.01时,超孔隙水压力随着到隧道外壁距离的增大而逐渐减小,当相对渗透系数比为1.00时,超孔隙水压力随着距离的增大而出现先增大后减小的现象;随着相对渗透系数比的增加,Kelvin体数量对超孔压消散的影响越小,不同独立黏滞系数带来的超孔压消散差异逐渐减小,隧道衬砌作为土层内部新透水边界的作用越突出。

基于Voigt函数拟合的能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法测定金矿粉末中低品位金

为了提高金矿粉末含金量检测的准确性和安全性,以金矿粉末为研究对象,运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)对金矿粉末进行检测,利用Voigt函数拟合分离出金元素的Lα纯元素特征峰,分析测定金矿粉末中金的含量。在实验中,发现金的Lα峰与锌的Kβ峰存在明显重叠,为了排除锌元素的干扰,引入降噪技术和Voigt函数进行分峰处理,利用纯锌和纯金的标准溶液配制符合金矿粉末样品中锌金四种比例的混合溶液,通过滤波和降噪算法处理得到相对纯净的重叠峰,加入Voigt函数拟合分离锌和金的重叠峰,得到金的Lα峰净强度值,通过纯金和纯锌标准溶液建立回归线得到金矿粉末中金的真实含量,对比金矿粉末的参考含量数据,偏差度皆小于10%,含量大于3 g/t以上偏差值则小于2%,结合EDXRF法对检测样品无损伤的特点,提高了金矿中金含量检测的安全性、准确性和可靠性。

基于Lorentzian模型与伪Voigt模型的谱拟合算法的准确性比较

为了比较基于Lorentzian模型与伪Voigt模型的2种谱拟合算法的准确性,基于布里渊散射的分布式光纤传感原理,首先比较了实测布里渊谱的Lorentzian模型和伪Voigt模型的计算结果,然后通过伪Voigt模型数值生成了具有不同形状和信噪比的布里渊谱,并分别采用基于Lorentzian模型与伪Voigt模型的谱拟合算法计算了布里渊频移。最后,对这2种算法的准确性进行了比较。仿真结果表明,在不同布里渊谱形状和信噪比条件下,基于Lorentzian模型与伪Voigt模型的谱拟合算法的计算准确性相近,但前者的计算量小于后者。

机织建筑膜材料的广义Kelvin-Voigt蠕变模型

对平纹组织为基布的PVC涂层膜材料进行了经纬两方向各自5种不同应力条件下的单轴向拉伸蠕变试验,给出了广义Kelvin-Voigt模型的具体蠕变方程,并利用广义三参数、五参数与七参数Kelvin-Voigt的蠕变方程对实验数据进行了分析.结果显示:随着模型参数个数的增加,预测效果也呈现出递增趋势;当模型参数为7个时,各应力拟合的确定系数均在99.9%以上,表明七参数广义Kelvin-Voigt蠕变模型已可以很好地预测膜材料的蠕变特性.

广义Voigt土模型条件下桩的纵向振动响应与应用

研究了桩侧土广义Voigt模型条件下 ,任意层桩土系统的振动特性 ,并求得了桩顶在瞬态半正弦脉冲荷载作用下 ,桩顶的时域纵向响应的半解析解 ,同时结合基桩完整性检测的机械阻抗法和反射波法研究了各主要模型参数以及土层界面、桩身缺陷等对桩顶时、频响应曲线的影响 ,得到了许多结论 .结果表明 ,得到的理论成果相比于已有理论更加完善并能更好地反映客观实际 .

Voigt线型两翼拟合非均匀流场吸光度的方法研究

在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱(dTDLAS)技术中,需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、组分浓度等参数。对于非均匀流场,单光路吸收光谱测量时,由于沿测量路径的谱线展宽随流场状态的变化而变化,见诸文献的研究主要采用Voigt或Lorentz线型对吸光度曲线拟合处理或直接对吸光度曲线数值积分获取积分吸光度值,针对方法可能引入的误差进行了模拟分析,并提出Voigt线型两翼拟合吸光度的方法来获取吸收光谱的积分吸光度值,以减小拟合误差。采用流场测量中常用的H_2O作为目标气体,选取了8条具有不同低态能级的吸收线,以实验室平焰炉为原型建立两种非均匀流场模型,并通过分段法对流场非均匀性进行等效处理。分别采用Voigt线型拟合法、数值积分法和Voigt线型两翼拟合法模拟计算两模型的积分吸光度值,通过与理论积分吸光度值对比得出各方法的误差大小,从而确定出在不同的非均匀流场情况下相适应的积分吸光度值获取方法。

X射线衍射双峰的Voigt峰形函数拟合

给出了Voigt函数的一种计算方法,同时给出了一种用Voigt峰形函数拟合由Kα1、Kα2引起的晶体X射线双峰衍射谱的一种算法,此算法可同时对多个衍射双峰进行拟合和分峰,从而给出较准确的衍射峰宽度,用于计算晶体颗粒尺寸和应力等。用此算法计算了纳米GSGG的颗粒度,结果表明:在低角度,双峰叠加对衍射峰的半高全宽的影响可忽略,而在高角度双峰的衍射间隔加宽,使计算获得的粒度明显偏小。

Voigt线型的微分消卷积

通过频域内的近似处理得到了洛仑兹线型微分消卷积的实用算符．推广到高斯、洛仑兹线型的复合情形即Ｖｏｉｇｔ线型，亦可得到它的消卷积算符．把所得算符应用于单峰、多峰情形，对各种不同的组合形式，分别得到了消卷积谱，其分辨率提高因子Ｋ与复合线型中洛仑兹成分的多少有关．

基于Voigt峰的快速光谱建模算法

间接硬建模算法是近年来提出的一种新型光谱定量分析技术,适用于分析混合物光谱与待测成分之间的非线性关系,并能够很好地解决光谱波段上的重叠峰问题。这种算法在建立定量分析模型之前先要对光谱曲线进行数学建模,即通过多个Voigt峰函数的叠加形式来描述所测得的光谱曲线。光谱建模的精确程度直接影响定量分析模型的准确性,而光谱曲线往往需要由几十个甚至上百个Voigt峰的叠加而成,因此这一过程实际是一个高维寻优问题,需要较大的运算开销并有可能令优化问题呈现"病态性"。为了降低优化问题维数,文章通过对重叠峰的判断提出了一种改进型的光谱建模算法,实验表明改进型方法与传统方法相比具有运行时间短、模型精确度高等优点。

Voigt线型宽度的经验公式及其应用

根据Voigt线型函数的解析形式,利用数值计算方法建立了Voigt线型宽度与洛仑兹线型宽度和高斯线型宽度的经验公式。以该线型宽度经验公式为基础,建立了由实验获得的光谱线型宽度计算得到洛仑兹和高斯宽度的方案,以一组线型函数为例验证了我们计算方案的可靠性。根据本工作建立的方法,对Ar气等离子体射流的696.5nm谱线进行了计算,得到了与其对应的洛仑兹线型和高斯线型函数。

采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法(英文)

布里渊散射谱满足Voigt函数,现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性,从而提高温度和应变测量的准确性,提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯-厄米特积分来计算Voigt函数,采用最小二乘拟合方法给出了对应的目标函数,同时给出了初值提取方法,采用Levenberg-Marquardt算法来最小化目标函数,一旦目标函数趋于最小化即可获得特征参数。此外还实现另外一种算法,该算法采用随机值方式求解初值,然后采用Levenberg-Marquardt算法来优化目标函数。基于数值产生大量不同信噪比的布里渊谱和实测布里渊谱,两种算法的计算结果表明,随机值算法的收敛概率为80%~90%,文中算法在所有情况下均能收敛。文中算法的计算误差仅为随机值算法的1/1011~1/7,计算耗时仅为随机值算法的1/8~1/3。

Voigt粘弹性流体上的线性重力波

研究了半无限不可压缩Ｖｏｉｇｔ粘弹性体表面的线性重力波；通过引进无 量纲粘弹性参数■、无量纲波数与无量纲表面张力解定解问题，导出了无量纲色散 关系。由数值解给出了■的两个临界值■Ａ＝０．６０７、■Ｂ＝２．３８０，并讨论了■对于色 散关系的影响。

广义Voigt模型模拟的饱水土体一维固结理论及其应用

一、引言地基固结沉降计算是土力学中的重要课题。对于沿海地区的片架结构粘土,考虑其流变性质往往是必要的。目前计算中采用弹性模型不能考虑次固结压缩效应。Maxwell,Voigt及Merchant模型等可在一定程度上反映土的粘弹性,但模型的固有特性使它们只适用于某些类型的土。本文采用图1所示可广泛用于各种粘弹性土体的广义Voigt模型,导出饱水土体一维固结问题的普遍理论解,现有Terzaghi和王盛源等的解均为本文普遍解的特例。

Kelvin-Voigt黏弹介质地震波衰减影响因素研究

应用交错网格有限差分法对Kelvin-Viogt黏弹介质中的地震波传播进行了数值模拟,并在此基础上对介质的波阻抗和震源子波频率对地震波时频域衰减特征的影响进行了研究分析。研究表明,随着波阻抗的降低和震源子波频率的增大,地震纵波振幅衰减加快,地震波高频成分能量快速衰减,低频成分能量衰减相对较弱,主频向低频偏移加快。

成层广义Voigt地基中粘弹性桩纵向振动分析与应用

研究了考虑桩身材料阻尼、桩侧土采用广义 Voigt模型条件下 ,成层土中不均匀桩 (截面面积或材料性质在桩长方向上存在突变 )的纵向振动特性 ,求得了瞬态半正弦脉冲荷载作用下 ,桩顶频域响应的解析解及时域响应的半解析解 ,分析了桩身材料阻尼及不同土质的桩侧土层分界面对桩顶时、频响应曲线的影响 ,得到了许多新的结论 .终将所得理论结果与实际工程桩及预制模型桩的实测曲线进行了拟合对比 ,结果表明 ,本文得到的理论成果相比于已有成果能更好地反映客观实际 .

Kelvin-Voigt黏弹性介质井孔声场有限差分数值模拟与波形特征

岩石介质具有黏滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。根据Kelvin-Voigt黏弹性单元体模型本构关系,推导了柱坐标系下各向同性黏弹性介质时间域交错网格有限差分方程,进行了黏弹性介质井孔声场的数值模拟。模拟结果表明:品质因子和声源中心频率对黏弹性介质中的井内外声场均有影响:井外声场和井内声场的衰减均随品质因子的增大而减小,井外声波和井内反射波振幅随之增大;井外声场的衰减随声源中心频率的增大而减小,井外声波振幅随之增大,井内声场的衰减随声源中心频率的增大而增大,井内反射波振幅随之减小。

对测定晶块尺寸和微畸变Voigt函数法的改进

按照Voigt近似函数法原理,反思并重构了确定晶块尺寸和微畸变的测算程序。程序发挥了衍射仪—计算机联机之长,数据处理过程准确、可靠。用本文程序对镀铁样品进行了实测,测算结果合理、适用。

采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法

布里渊散射谱满足Voigt函数，现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性，从而提高温度和应变测量的准确性，提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯一厄米特积分来计算Voigt函数，采用最小二乘拟合方法给出了对应的目标函数，同时给出了初值提取方法，采用Levenberg—Marquardt算法来最小化目标函数，一旦目标函数趋于最小化即可获得特征参数。此外还实现另外一种算法，该算法采用随机值方式求解初值，然后采用Levenberg—Marquardt算法来优化目标函数。基于数值产生大量不同信噪比的布里渊谱和实测布里渊谱，两种算法的计算结果表明，随机值算法的收敛概率为80％～90％，文中算法在所有情况下均能收敛。文中算法的计算误差仅为随机值算法的1／1011～1／7，计算耗时仅为随机值算法的1／8～1／3。

利用Voigt效应的激光磁共振

本文叙述了在激光磁共振实验中。利用横向磁光旋转效应—Voigt效应来改善信噪比,并给出这种方法的实验结果和理论分析,利用这种方法还可以简便地分别对σ和π跃迁谱进行测量。