基于模式和广义射线理论研究水平层状介质中面波模式的接触现象

在近地表面波勘探中,尤其对于典型沉积盆地的探测,基于观测数据得到的频率-相速度域的能谱中,通常可以观察到基阶和一阶模式的模式接触现象(Mode-kissing)。基于模式理论,频率域中面波模式对应由频散方程的根给出的一系列极点。基于广义射线理论,时空域的多径,造成了频率域中的多模。本文结合广义射线理论和简正模理论研究广义射线理论中P极和S极两个表面波极点贡献对频散曲线的影响,解释实际观测的模式接触现象。基于两层介质模型,分析下层半空间S波速度β^((2))变化时,随P极点在复射线参数平面变化,引起的基阶和一阶模式的频散曲线、本征位移和质点偏振的变化特征。研究发现,模式接触现象出现在复射线参数平面内,P极越过1/β^((2))表示的支点,基本进入简正模区域时。与该极点对应的一阶露能模式,其地表质点轨迹为顺进椭圆,但本征位移随深度的变换表现出经典表面波特征,能量主要集中在地表。

钢管混凝土结构构件抗爆性能的试验研究

对建筑结构构件存在巨大潜在破坏危险的爆炸冲击现象,开展了钢管混凝土结构构件在爆炸荷载作用下的动力响应试验研究.以相同管径3种不同壁厚的钢管混凝土简支构件为试验对象,分别进行了3个不同药量的炸药起爆,测量了爆炸冲击波压力时程曲线、构件跨中底部的应变时程曲线及构件跨中的最终挠度,对爆炸作用力、套箍系数与构件变形的关系进行了分析.试验表明,提高构件的套箍系数及自振周期,能够提高构件的抗爆能力.

轴压圆柱壳受径向扰动时非线性波的传播

以弹性圆柱壳受轴压作用下的静力平衡状态为参考构形,对其受径向扰动时非线性波的传播特征进行了研究.采用由环向对数应变描述的非线性应变-位移关系,建立了支配受轴压圆柱壳径向轴对称运动的非线性波动方程.借助约化摄动法(Reductive Perturbation Technique,RPT),由可解条件导出了非线性Sc¨hrodinger方程(Nonlinear Sch¨rodinger,NLS).采用行波法求解NLS方程,给出了周期波解及退化条件下的包络孤立子解.对亮孤子和暗孤子存在的条件分析表明:轴向压应力的取值对解的性质有重要影响.由Hirota提出的直接法得到了双孤子解的表达形式.

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢制波浪圈弹性不合格原因

采用金相、硬度、能谱、化学分析等手段,对某批0Cr12Mn5 Ni4Mo3Al钢制波浪圈弹性不合格原因进行了分析。结果表明:在波浪圈原材料生产过程中,钢带两侧表面都形成了一层厚约20μm的"变质层","变质层"是由于外来的活性氮原子与钢中的铝发生反应生成了稳定的AlN相化合物,而成型后零件的最终热处理无法对该"变质层"形成强化,最终导致波浪圈弹性不合格。

二维SH波方程的半解析解及其数值模拟

本文以波动理论为基础,半解析化求解地震勘探中常用的SH波方程.获得的主要结果包括:给出了二维均匀介质中SH波方程的解析解;利用Cagniard-de Hoop方法详细推导了二维双层介质中SH波方程的解析解,获得了透射波的解析解表达式.同时,基于SH波方程的解析表达式,给出了包含各种波(如直达波、反射波、首波以及透射波)的解析解和波形图.对于比较复杂的积分型解析解,利用数值积分方法给出了数值结果,并与优化的近似解析离散化方法(ONADM)和4阶Lax-Wendroff修正方法(LWC)的数值结果进行了比较,以验证解析解的正确性.本文的研究成果有望在检验波动方程数值新方法的有效性、波传播理论分析等方面得到应用.