输水渠基软弱土改良后波速特征与地震动响应特性研究

为了研究滇中引水工程沿线输水干渠软弱土改良后的抗震效果,开展了现场波速测试与地震动响应仿真计算,分析研究了渠基土改良厚度对土层波速、渠基土自振特性以及位移响应的影响程度。研究得出:①波速与改良厚度具有幂函数关系,压缩波速高于剪切波速,非饱和土改良后波速高于饱和土波速。②自振频率与加速度放大系数、改良厚度分别具有指数函数关系和二次函数关系。③饱和土自振频率和加速度放大系数均高于非饱和土,两者受地震波输入峰频影响敏感度有一定差异。④改良厚度愈大,渠基土层位移响应值也就愈大,位移响应值随改良厚度梯次变化,具有均衡变化特征。⑤饱和土层位移响应值高于非饱和土层,后者受改良厚度影响敏感性弱于前者。⑥控制渠基土层改良厚度,有助于限制地震波对土层的放大效应,减弱渠基土地震动位移,提高输水干渠抗震效果。

华南前寒武系基底变质杂岩高温高压下的波速特征及地壳结构

目前,华南地区通过数条地学大断面在内的地球物理探测工作,已经获得了大量深部地壳结构的信息,然而对其基底岩石的物理性质研究程度还不够.为此,我们选择华南地区扬子克拉通和华夏陆块具代表性的不同深度地壳岩石,对其进行高温高压弹性波速特征研究.结果表明两大构造单元基底的岩石波速差异较大,从而认为两者物质组成迥异,地壳结构完全不同.进而初步建立了扬子克拉通与华夏陆块各自的地壳结构模型,认为扬子克拉通具有多层结构的结晶基底,华夏陆块具三层结构但没有结晶基底,这一模型重新构建了华南的地壳结构,对华南深部地质研究和构造格局演化研究具有重要意义.

转动压电陶瓷体表面声波的存在性及波速特征关系

对转动半无限压电陶瓷体的表面声波给出了存在性证明及其条件．结果发现：对应于不转动时的 Ｒａｙｌｅｉｇｈ表面声波与 Ｂｌｅｕｓｔｅｉｎ－Ｇｕｌｙａｅｖ表面声波在转动情形是否仍为表面波有赖于压电体的材料参数；如果转动时表面声波存在，则这些表面声波是色散的．最后，以ＰＺＴ－５Ｈ压电陶瓷材料为例定量给出了波速－转动角速度的特征曲线．

用密度波特征波速判定环空多相流流型的转变

钻井环空多相流流型判定目前主要依靠经验公式,存在着一定的误差。为此,考虑钻井液相湍动、脉动速度、虚拟质量力、斯托克斯力、相界面动量传递等因素,在双流体模型的基础上,建立了密度波特征波速判定环空多相流流型转变的模型,并利用小扰动线性法,通过编程计算求解。研究结果表明:(1)由所建模型计算的数据与前人密度波不稳定判断流型结果一致;(2)虚拟质量力对密度波特征波速判断流型的影响较大,随虚拟质量力系数增大,泡状流向弹状流转变的空隙率增大;(3)随井深增加,分散气相密度增大、气相与钻井液相相对密度增大、界面膜稳定性增强,分散气相液滴不易发生聚集,泡状流向弹状流转变空隙率增大;(4)密度波一次不稳定性导致分散气相从泡状流聚合为弹状流,密度波二次不稳定现象导致气相继续聚合,逐渐形成连续的气体环状,从而发生弹状流向环状流转变,密度波的二次不稳定现象多发生在井口环空段。结论认为,利用密度波特征波速来判定井筒流型转变是可行的。

不同特征下激光超声温度测量研究

为解决金属材料在高温工作环境下进行温度检测时需接触,受限多等问题,使用激光超声技术实现超声非接触式收发,通过对纵波、表面波信号与温度的相关性分析,实现高温工作状态下金属零部件温度的检测。建立20~520℃范围内铝块的激光超声温度检测模型,研究了激光激发的超声纵波、表面波波速与温度的相关性;提出Wigner-Ville分布下激光超声能量谱密度最大点的频率移动特征分析方法,研究了激光超声表面波频率与温度的相关性。研究表明:激光超声纵波、表面波波速及频率随温度升高成线性降低关系,且表面波波速-温度关系对温度检测的灵敏度更高。在单位长度1 cm范围内,表面波声时随温度变化率为1.4×10^(-9) s·℃^(-1),波速随温度变化率为-0.85 m·s^(-1)·℃^(-1),可以分辨1℃的温度变化,为后续的激光超声温度检测研究提供了依据。

粉砂岩破裂过程中波速场演化特征试验研究

为探究载荷作用下波速场演化特征,进行了粉砂岩分级加载试验,以波速成像云图为研究对象,对岩石破裂过程中波速场的阶段性、区域性演化特征展开研究。结果表明:应用波速成像技术对岩石的探伤效果良好,其中,低波速带与裂纹位置相吻合,高波速带与完整基岩区域一致;岩石在破裂过程中,伴随着裂纹发育,波速场的平均波速值与结构相似性均持续降低,损伤程度的差异越来越大;基于K-means法将岩石区域划分为3类,即完整域Ⅰ、弱化域Ⅱ与损伤域Ⅲ;区域的演化特征体现了岩石的非均质性特性,并通过熵权法判定3类区域对岩石损伤程度的影响性排序为损伤域Ⅲ>完整域Ⅰ>弱化域Ⅱ。

基于统计检验的不同地质环境下岩芯声波特征

高温、高地应力和高渗透压力的地质环境对围岩强度和变形特征的影响是隧道设计和施工所面临的关键问题,直接影响支护形式和施工安全。对南水北调阿坝俄休沟线路的钻孔岩芯,进行不同地质环境模拟的声波检测,应用维尔卡森、H和富里德曼理论进行声波参数的特征检验。结果显示,高围压(60 MPa)导致岩芯中可能出现裂隙,对试样的波速特征具明显影响;而高温(≤70°C)和高渗透压力(≤10 MPa)对岩芯的的波速特征无显著影响;在多因素综合影响下,岩芯的的波速特征存在明显差异。这对于洞室设计中围岩分类及其支护设计具有重要意义。

考虑围岩EDZ的高地应力地下厂房变形反馈分析

以大渡河双江口水电站地下厂房为研究对象,通过采用有限差分数值模拟方法开展考虑围岩EDZ的高地应力地下厂房变形反馈分析,将位移计算结果与外观监测数据进行对比,结果表明:在不考虑围岩EDZ影响计算时,位移计算结果与实测位移有较大差别,且不同深度开挖计算的位移差值达到6~10mm;当考虑围岩EDZ影响进行岩体力学参数折减的变形计算时,孔口单元的位移较未考虑围岩EDZ影响时明显增加。研究结果可为地下洞室安全评价与支护参数优化提供技术支撑,具有重要的理论意义和应用价值。

地震小区划的工程地质-地震工程准则及实例分析

本文以工程地质研究为主线,在区域稳定性评价的前提下,以地质条件的基本要素———地貌单元、地层时代和地层岩相组合为基础,建立地层岩相及其波速特征概化的地质模型,并进行工程地质区段划分,进而做地震反应分析并得出地面运动特征和地震反应谱,同时以地貌———地层岩相组合判断砂土液化及其它地震效应的分布。这套工作程序和方法就是地震小区划的“工程地质———地震工程准则”。文中还以“焦作———鹤壁矿区地震工程地质研究及小区划”为例,具体说明了这一准则的可行性。

HLLC黎曼解法器的优化与应用

研究适合一般状态方程的HLLC近似黎曼解法器的音速熵故障问题.受Oleinik熵条件的启发,基于HLL与HLLC黎曼解法器自身的特点及一阶迎风格式的数值黏性,利用HLL黎曼解法器的思想,通过设定阈值克服了HLLC黎曼解法器的跨音速稀疏波内的音障问题,使该解法器是整体满足熵条件的正格式,并应用到一步ALE方法中计算多介质问题.数值算例显示了优化的特性.