一种确定海底地震仪位置与等效海水速度的多维扫描法

受海流影响,海底地震仪(OBS及OBN)着底点与投放点的位置存在偏差,水越深偏差越大。OBS及OBN的准确定位对后续地震数据的成像处理至关重要。传统处理方法假设海水速度、海底深度已知,或者采用分部策略依次反演海水速度、海底深度与水平坐标,导致误差较大。为此,提出了一种新的OBS及OBN重定位多维扫描方法。利用共检波点道集中拾取的海水直达波震相到达时,经过在水平坐标(x维度和y维度)、海底深度和海水速度4个维度的扫描,确定OBS及OBN着底位置的同时获得海底深度和等效海水速度。与现有技术相比,该方法具有搜索速度快、精度高、原理简单,而且可以同时获得等效海水速度与海底深度等优点。理论模型实验结果表明,在深水情况下用该方法获得的OBS及OBN水平位置误差在20 m以内,海底深度误差在10 m以内;即使拾取的直达波走时存在稍许误差,等效海水速度仍可以被准确地反演出来;以上参数反演精度受扫描密度制约。实际资料处理结果基于重定位结果的直达波线性动校正后同相轴被有效拉平,说明重定位方法的有效性和实用性。此外,基于敏感核函数分析,给出了另外一种不同于前人的分步扫描策略,反演效率再提升2个数量级,但定位精度下降了1个数量级,进一步印证了多维扫描反演方法的优势。数值实验的反演精度是在接近水深3000 m的超深水情况下获得,在浅水情况下,考虑到数据误差与采集孔径更小,扫描密度更高,一定能获得更高的反演精度。

具有屈服后硬化刚度减震结构等效速度谱研究

具有屈服后硬化刚度减震结构的输入能计算中,等效速度谱一般通过改变结构阻尼比获得,这与实际不符,而不同的反应谱对输入能的计算精度影响较大。本文旨在构建综合考虑结构参数、场地类别和地震类型的等效速度谱,为相关减震结构能量设计提供参考。基于此,首先,建立了考虑屈服后硬化刚度影响的能量平衡方程及其运动方程,并构建了具有屈服后硬化刚度单自由度(single degree of freedom,SDOF)体系等效速度谱计算程序;其次,选取了不同场地类别和地震类型的120条地震记录,利用上述程序分析了屈服后硬化刚度、阻尼比、延性系数、场地类别和地震类型等五种因素对等效速度的影响规律;最后,利用数据拟合工具提出了综合考虑多因素影响的等效速度谱计算公式并与程序计算结果对比。研究表明:等效速度随硬化刚度系数的增大呈减小趋势,但对等效速度谱的下降段影响较小,同时,等效速度随延性系数和阻尼比增大也有减小趋势,但阻尼比影响更为显著。

毛细管脉冲等离子体推力器等离子羽流分团现象与等效速度测量

毛细管型脉冲等离子体推力器采用固态工质,电热加速机制,结构简单可靠,是一种具有应用价值的微纳卫星低功率电推进系统。本文建立电学和光学联合诊断系统,对毛细管脉冲等离子体推力器等离子体羽流演变过程进行了研究。由于放电电流振荡,推力器等离子体羽流存在二次建立过程。初始阶段等离子体羽流中主要包含带电粒子组分,二次建立阶段等离子体羽流主要包含中性成分。利用光电二极管阵列和窄带滤光片建立了飞行时间法,获得了不同放电电压、腔体内径和腔体长度下等离子体羽流分团的等效速度演变特性。结果表明,电热加速机制能够使带电组分和中性成分获得较为良好的加速效果(>10km/s)。在一定放电能量下,放电腔体长度小于25mm有利于获得较优性能参数。等离子体羽流等效速度结果能够较为准确地反映推力器输出比冲和效率参数变化规律,可作为推力器输出参数便捷有效的评估手段。

基于加速度反应谱与地震动持时的地震输入能量谱研究

建立具有设计意义的地震动总输入能量谱是实现结构能量设计的基础。根据中长周期段修正的加速度反应谱及地震动有效持时,提出了一种生成地震动输入能量谱的方法。统计270组人工波的时程分析结果,得到了以等效速度表征的四段式弹性单自由度(single degree of freedom,SDOF)体系总输入能量谱,并给出了不同场地类型、抗震设防烈度等设计条件下归一化等效速度谱的参数取值。在考虑延性系数及刚度折减系数的影响后,提出了弹塑性SDOF体系修正输入能量谱的等效速度谱,估算了引起结构损伤的滞回耗能占总能量的比值。该能量谱可为基于能量的结构设计及研究提供参考。

利用反推法速度建场技术提高储层地质建模精度

针对常规方法下地震速度建场进行时深转换后存在的井点误差和断裂带构造畸变的现象,提出了反推法速度建场技术。该技术利用开发阶段已有的高精度构造层面和地震时间层面,将深度构造面与时间面一一对应,通过层间深度差和时间差逐层求取层间平均速度,并将各层平均速度纵向叠加生成空变速度场,进而进行时深转换。该方法适用于由目的层段、纵向可靠转换层段控制的层位间纵向范围,操作方法简单、高效,适用于构造简单区域和断裂复杂带,井点近于零误差,断裂带内构造形态保持较好,已得到推广应用。

近断层地震动等效速度脉冲研究

近断层地震动对地表结构物造成严重的破坏 ,它具有明显的方向性和脉冲型特征 .在速度时程中含有大幅值、长周期的脉冲波 ,对结构响应影响很大 .为简化计算和分析的需要 ,在既有的等效速度脉冲模型的基础上 ,建议了较为合理等效速度脉冲模型 .在充分收集脉冲型近断层地震记录的基础上 ,对等效速度脉冲模型的脉冲周期、脉冲强度及卓越脉冲数等参数进行了研究 ,并与以往研究者的结果进行比较 ,以利于近断层区结构的抗震设计 .

微地震监测中等效速度定位精度分析及应用

地面阵列式微地震监测的数据量大幅提升,导致现场处理效率降低。在阵列式微地震监测现场处理中,等效速度可以提高现场处理效率,但由于速度模型的误差会影响有效事件的定位精度。根据测井信息、射孔点坐标和实际观测系统坐标,建立了三维水平层状介质模型,利用射线追踪方法模拟阵列式微地震数据,通过定位精度分析验证了等效速度的可行性和实用性,并将等效速度应用到实际阵列式微地震资料的现场处理中。

基于等效加速度的岩质边坡爆破动力稳定性

基于刚体极限平衡法及等效加速度计算方法,根据爆破振动峰值速度衰减规律和振动速度时程曲线,以一定时间步长进行整个爆破过程不同时刻边坡稳定系数的分析,得到了相应爆破振动作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。结果表明,基于等效加速度的边坡爆破动力稳定性分析,对稳定性较好的边坡,爆破振动荷载作用下,稳定性安全系数一般降低2%～4%,振动主频率越高,则边坡稳定性系数越大,而常规的折减系数法可能放大爆破振动对边坡稳定性的危害。

考虑时空耦联的等效惯性加速度加载的地下结构pushover分析

地下结构的薄弱环节在地震作用下可能发生破坏,进而影响整个结构体系的整体稳定性,地下结构的抗震能力成为结构工程领域研究的热点问题之一。在借鉴已有地下结构pushover分析方法的基础上,本文提出了一种考虑时空耦合的等效惯性加速度分布模式,详细介绍了该分布模式的求解步骤与基本特点,采用该方法对日本神户大开地铁车站进行了pushover分析,得到了地铁车站结构的能力曲线与变形情况,并与弹塑性动力时程分析结果进行对比。结果表明:本文提出的等效惯性加速度分布模式物理意义明确,概念清晰,可以从时间和空间两个层次上考虑,其最终的分布模式与地震波的选取关系不大,应用该分布模式进行地下结构pushover分析具有较好的可靠性和模拟精度,可以用于地铁车站等地下结构的抗震分析。

地下结构抗震设计的改进等效反应加速度法

对地下结构横向抗震分析中的等效反应加速度法进行综合分析。结合算例,以动力时程法为基准,全面评价了等效反应加速度法的适用性;进而深入分析其误差来源,并做针对性改进优化,通过引入动力响应调整系数β,提出了一种改进等效反应加速度法;结合算例分析,评价了改进等效反应加速度法对不同工况的适用性。结果表明:等效反应加速度法计算所得结构内力及变形均偏小;且计算精度随地层剪切波速的增大整体呈上升趋势,但几乎不受结构埋深的影响;同时,明确了等效反应加速度法的误差源自于其忽略了地下结构对其周围土体动力响应的干扰作用,改进优化后提出了改进等效反应加速度法;相比现有等效反应加速度法,改进等效反应加速度法具有更广泛的适用性及更优的计算精度,可为地下结构抗震设计和分析提供新的计算方法。

等容燃烧条件下粉尘等效燃烧速度的确定

介绍寻求表征粉尘物料爆炸特性的参数的一些结果。提出的最大等效燃烧速度参数 ,可以从等容爆炸实验的实测压力时间序列中求得 ,同时其对于实验容器的依赖性也大大减轻。给出了把最大等效燃烧速度参数应用于 3种粉尘 4种不同容器中等容燃烧实验数据分析的结果。

地面监测微地震事件等效速度反演定位方法

地面微地震监测资料相邻道走时曲线时差很小,用于模型校正后的反演不够敏感,影响反演定位精度。为此,探索了针对地面监测微地震事件,利用射孔点微地震记录建立等效初始速度模型,通过扰动速度模型找到最佳微地震事件的等效速度,进而对该微地震事件进行定位的方法。通过理论模型验证了该方法的有效性;对实际射孔资料进行等效速度反演,定位结果与实际射孔位置一致,进一步验证了方法的可靠性;实际微地震资料反演定位结果与预期结果一致,证明地面监测微地震事件的等效速度反演定位方法切实可行。

能量等效速度谱衰减分析及在设定地震中的应用

利用我国大陆与北美大陆在地震构造、地震成因、地震活动特点等方面的相似性,依据美国西部基岩强震记录资料,建立了适用于我国大陆的能量等效速度谱衰减关系式,分析了震级、震中距对能量等效速度谱的影响规律。分析表明,水平和竖向分量能量等效速度谱随震级的增加和距离的减小而增加;谱的卓越周期随震级的增加而增加。同时,将能量等效速度谱应用于设定地震的确定,提出了按0.2s周期点能量等效速度谱确定工程场址设定地震的方法,并将该方法应用于新疆克孜尔坝址地震动参数的确定,得到了坝址100年超越概率为2%的设定地震M=6.75、R=9.70km及相应的设计反应谱。由于基于能量等效速度谱的设定地震方法同时考虑了地震动幅值、频谱和持时的影响,根据该方法确定的设计反应谱介于一致概率反应谱和规范反应谱之间,克服了一致概率反应谱在中长周期处明显偏大的缺点,从而验证了本文设定地震方法的合理性。

基于等效沉降速度粒径的旋风分离器性能表征研究

选取粉煤灰、硅微粉、滑石粉与重晶石粉4种物性不同的颗粒物,分别用激光粒度仪与离心沉降粒度仪对颗粒物进行测量并比较基于不同等效原理的粒度分布;用粉煤灰与硅微粉在直径为300 mm的标准PV型旋风分离器上进行性能实验,测得基于不同等效粒径的粒级效率;参考颗粒物大小、密度和形状等影响分离的物理性质提出等效沉降速度粒径的概念,并用其作为基准来表征粒级效率。结果表明:相同的操作条件下,颗粒的等效沉降速度粒径相同,则其分离效率相等。最后用滑石粉与重晶石粉进行实验,验证了以上结果,说明颗粒的等效沉降速度粒径可以准确表征颗粒的旋风分离能力,为旋风分离器的工程设计和应用提供了依据。

弹塑性SDOF体系地震输入归一化等效速度谱

为了确定弹塑性单自由度(single degree of freedom,SDOF)体系地震输入能,分析了中美场地土剪切波速转换关系,将从美国PEER地震记录数据库选取的220条强震记录按中国场地土类型进行分类,基于能量平衡原理,采用归一化方法,建议了一种基于复合强度指标的弹性SDOF体系三段式等效速度谱.分析了5类场地土条件下SDOF体系系统参数对地震输入等效速度谱的影响.研究结果表明:刚度折减系数对等效速度谱无明显影响;延性系数和阻尼比增大均对等效速度谱峰值和下降段衰减速度有削弱作用.综合考虑各类影响因素,通过参数多次拟合,得出弹性SDOF体系归一化等效速度谱峰值段及下降段修正系数,提出了一种适用于我国场地土类型、可直接供设计使用的弹塑性SDOF体系归一化等效速度谱确定方法,并验证了其有效性.

等效连续速度模型在地震资料处理中的应用

从地震资料处理角度出发 ,论述了等效地层速度模型的概念 ,比较了几种等效速度模型的适用情况 ,分析了等效连续速度模型的特点 ,介绍了该方法在静校正、VSP资料处理、速度分析和动校正中的应用。结果表明 ,等效连续速度模型方法在地震资料处理中具有良好的应用前景。

航天器动量轮卸载计算等效加速度的误差分析

评估航天器动量轮卸载对其轨道的影响,通常将其发动机的喷气推力转化为对航天器的冲量,以其等效加速度作为航天器摄动信息进行计算。整个过程是连续或者分段连续的,由于只能得到离散的发动机遥测参数,因此计算并非便捷。经比较全面地对计算等效加速度影响的相关参数(包括质量、卸载持续时间和发动机安装角度等)进行误差分析,可为精确计算航天器的动量轮卸载引起的等效作用提供参考依据。

基于等效群速度的非平稳地震动拟合方法研究

基于地震动能量传播速度为群速度这一概念,回顾了相位微分和窄带滤波两种频率相依波包时延计算方法及其在非平稳地震动相位拟合中的应用,归纳给出了一种非平稳地震动生成方法,通过模拟2条典型的海底与陆地地震动验证了方法的有效性,并将该方法应用于区域非平稳地震动场模拟中。结果表明:利用该方法所得模拟地震动记录平均加速度反应谱与原记录加速度反应谱有较高的一致性,而且能很好地再现地震的非平稳特性。

运用等效加速度分析一类惯性现象

在牛顿定律应用的问题中，有一类系统原来处于平衡状态，当系统突然加速或减速时，分析系统内某一悬挂物体或浸在液体中的物体如何运动的问题．在这类问题中，虽然系统都是突然做加速(或减速)运动，物体由于惯性都要保持原有的运动状态，但对于不同物体，却出现了不同的运动现象，如何解释、分析这类现象呢?下面将介绍一种解决这类问题的常用方法．

基于传感器优化与鲁棒预测的等效加速度前馈

在一类仅安装MEMS加速度计和图像传感器的光电跟踪系统中,等效加速度前馈控制方法能够有效提高系统的跟踪能力。但是,加速度计低频噪声、目标合成轨迹延迟和运动模型不确定性,会对跟踪效果带来限制。因此,本文提出一种基于传感器优化与鲁棒预测的等效加速度前馈方法,来进一步提升系统的跟踪能力。使用加速度计测量值和系统加速度模型计算值进行频域融合,可以优化加速度计的低频性能;而采用鲁棒预测算法,能够减弱目标合成轨迹延迟及运动模型不确定性的影响,获得更准确的加速度前馈值。实验结果表明,该方法可以提高系统在0.1 Hz~4.5 Hz的跟踪能力。