弹性波反射法在桩基检测中的理论与应用

根据波动理论探讨了弹性波在砼桩中的传播衰减规律及反射特征，提出了判断桩基质量的有关理论依据，并结合工程实例应用弹性波反射法讨论了时域、频域分析法的基本原理及存在问题．     

复阻尼振动方程频域解法中有关问题的研究

以地震反应谱的形式，阐述了复阻尼系统在频域求解过程中容易出现的问题。通过理论与计算分析得知，这些问题对反应谱计算有很大的影响。另外，还初步分析了时域精确法及频域分析方法的计算效率，认为时域精确法比频域分析方法的计算效率高。     

双频组合波与近区频域电磁测深

由于近区场的复杂性及背景场的干扰，多年来近区频域电磁测深一直是地球物理领域一个悬而未决的问题，并成为频域电磁测深发展的障碍。本文通过分析近区场的分布特征，并将双频组合波理论引入，提出了一种适于近区频域测深的组合波测深方案，它具有有效地压制背景场，突出地电异常信息的功能，为在近区实施频域电磁测深开辟了一条新途径。     

电阻应变式传感器及其在高应变桩基动测中的应用

论述了电阻应变式传感器的工作原理及在高应变桩基动测中的应用，并就消除非线性测量误差和温度补偿问题做了具体地分析。     

桩基检测仪器设备的研究

本文介绍了桩基动态检测仪器设备的原理及性能，该仪器集瞬态冲击加速度，速度，位移测量，多频段抗混滤波，非线性自动增益放大，冲击作用力测量于一体，是一套（包括小落锤、中落锤）较完整的小应变桩基检测仪器。     

锚杆动测问题的数值解

建立了锚杆动测问题的有限元模型，并对锚杆中的缺陷进行了数值模拟，获得了位移场的数值解。对该解在时域和频域范围内的讨论表明，锚杆中的缺陷将引起动测曲线一系列的变化，为现场动测曲线的识别提供了依据。     

关于复阻尼理论的几点注记

给出了复阻尼本构方程在全频域的表达式，完成了向时域表达式的转换。中指出，基于Fourier频域的本构不能用于求解由初值确定的自由振动，只有延拓至复频域，才具备概括自由振动与强迫振动两种工况的能力。为了满足热力学定律的约束，对复频域本构必须附加限制条件。离散计算时，由于未实施这一限制条件，一定会导致失稳。中对解决失稳问题提出了若干建议。     

动力群桩铲应的若干分析方法

对动力群桩效应的理论分析模型作了较为系统的回顾与总结，对其中代表性的分析方法作了详细介绍及必要的分析说明，简述了作者对该领域未来发展的一些想法。     

桥染结构MTMD被动控制的理论研究和实桥分析

采用频域分析法考虑TMD在多自由度结构中的位置，推导了具有MTMD的多自由度结构受控振型广义坐标的频率响应方程，据此进行了MTMD的参数优化和设计。算例表明，只要MTMD设计正确，它就可以有产地减小结构在地震作用下的动力响应。     

无限层弹性地基中常轴力桩基的地震反应分析

根据Ｗｉｎｋｌｅｒ地基模型，对桩基础通过特性分析建立了合理的力学模型。在动力分析的基础上，给出了桩基础横向自振特性及在常轴力与横向地震载荷作用下的强迫反应解析解。文中的解析公式为桩基础动力分析提供了一种新的解析方法。     

计算地震初至波视出射角方法

在理论上证明了使用地震初至波位移、速度或加速度记录资料在时间域或频率域计算视出射角,使视出射角计算不受位移记录及时间域限制。在干扰信号频率段与有效信号频率段存在差异时分别在时间域和频率域进行了视出射角计算,结果表明在频率域中得到的视出射角基本与理论值相符,与方位角无关;而在时间域中获得的视出射角与理论值波动很大。应用实际地震波记录资料计算了不同台站的视出射角,其结果同样表明在频率域中获得的视出射角比时间域视出射角更加稳定和可信。     

频率域波形反演中与频率相关的影响因素分析

波动方程深度偏移是解决复杂地质体成像的关键技术,基于波动方程的速度建模为其提供更为精确的速度模型.频率域波形反演是目前研究最为广泛的波动方程速度建模方法之一,它推动了波形反演在勘探尺度下的应用.本文通过对频率域波形反演的实现,分析对比了其有效执行过程中与频率相关的影响因素.介绍了时间域的多尺度反演方法在频率域的一种实现方式,对比分析了输入数据的频点带宽和应用的子波频带范围不同时对反演结果的影响.本文通过设计的山地地质模型对频率域波形反演进行了测试和对比,得到的结论为频率域波形反演的有效计算提供了依据和参考.     

Wave propagation analysis of porous rocks with the thermal activated relaxation mechanism

Wave attenuation and phase velocity dispersion in the temperature domain are more complicated than those in the frequency domain. To describe wave propagation properties in the temperature domain, a so-called thermal activation mechanism model is built on the experimental result that increasing the temperature or decreasing frequency could obtain similar results on the attenuation. A rheological model (the Zener model) is employed to describe viscoelastic attenuation in saturated porous rocks. The Arrhenius relation is introduced to describe the thermal activation mechanism. The wave propagation model with thermal effects in porous media is then obtained, and 1-D P-wave and S-wave propagation characteristics are analyzed in numeric process, respectively.Two attenuation mechanisms are found in this model, the Biot loss and the thermal activation relaxation. The thermal relaxation attenuation peak and the Biot attenuation peak are observed in both frequency and temperature spectra. These two peaks move towards each other when the temperature increases on frequency spectra. The thermal relaxation peak shifts towards higher frequencies while the Biot peak shifts towards lower frequencies. At some temperature, these two peaks will superpose. The combination of the thermal relaxation and the Biot loss leads to the complexity of wave velocity curves. Similar phenomena could be observed on temperature spectra. The thermal relaxation features may relate to a so-called “local heat transfer” mechanism. These two peaks in the temperature domain have been observed in the experiments by other investigators. The characteristics of velocity and attenuation are more remarkable for high porosity rock samples. The model is helpful for the understanding of wave propagation in the temperature domain.     

频率域中的合成地震记录

波动理论的合成地震记录是地震资料处理和解释中的重要研究课题。 目前,制作波动理论的合成记录主要是用Trorey的克希霍夫方法,正在研究的有有限差分法和有限元素法。本文提出一种新的方法,在频率域中制作波动理论的合成记录,给出了与克希霍夫绕射波方程等价的频率域中的绕射波方程。在国产DJS-11型计算机上,应用两种绕射波方程实现了合成地震记录,并且进行了比较,认为频率域方法是有效的,可以用于波动方程偏移和地震资料解释,进一步工作有可能获得多层变速模型的波动理论记录。     

孔隙地层轻质水泥套管井中偶极弯曲波的激发与传播特性

针对软地层套管井中弯曲波频散移向高频,以致超出了现行偶极声波测井仪器的激发频带的问题,本文在井外为孔隙地层时,采用Biot模型对套管井多极源激发的声波场进行了理论推导,对套管井偶极弯曲波的频散特性进行了数值模拟,考察了高密度水泥(或快速水泥)和低密度水泥(或轻质水泥)情况下的弯曲波频散,分析了不同水泥环对弯曲波主频散区和激发谱偏移的影响,重点对轻质水泥套管井中偶极源激发的模式波频散与激发谱及临界折射P、S波激发特性进行了研究,并考察了渗透率、孔隙度对弯曲波频散及衰减的影响,利用实轴积分法计算了偶极声源激发的时域全波波形.分析对比结果表明,在快速水泥情况下弯曲波频散曲线随着地层特征横波速度的减小会迅速向高频移动,随着快速水泥向轻质水泥变化,弯曲波频散曲线向高频移动将会减缓,对于特征横波速度低于1400m·s~(-1)的软地层,偶极弯曲波基础模式主频散区(或截止频率)可以由原来13kHz向低频移动至4kHz;在轻质水泥套管井中,无论是硬地层还是软地层,在目前偶极声波测井仪器声源主频激发下,接收波形中弯曲波均占主导地位.     

阶跃响应测定地震计周期与阻尼的精度研究

对阶跃响应波形的时域测定与频域测定两种方法进行对比计算,结果表明,频域测定法的计算精度提高约1个数量级。研究地震计周期与阻尼参数的影响因素,应优先选用频域测定法。     

地脉动及特殊波形的频谱特性在地震预报中的应用

利用功率谱和Ｓｏｍｐｉ谱分析方法,对大震前地脉动及震前特殊波形等记录进行了比较深入的研究,结果表明：（１）较大地震前短周期地脉动及震前特殊波形频谱的峰值频率ｆｍ,拐角频率ｆｃ相对频带宽度△ｆ相对峰值Ｓｍ／Ｓ０,高频段的斜率绝对值│ｂ│及Ｓｏｍｐｉ谱的卓越频率ｆｄ等特征量均可能出呈现出较明显的下降（少数为上升）异常变化。（２）各频谱特征量呈现异常的时间基本上同步,并与波速异常发展趋势基本相符,（３）     

桩身材料阻尼对波传播特性影响的小波分析方法

理论计算及实测资料表明,反射波法基桩动测激振信号近似为半周期正弦波,不同激振方式产生的桩顶速度脉冲信号宽度不同,相应频率成分也就不同。桩身内阻尼对不同频率谐波的幅值衰减及频散规律不同,使得不同激振方式产生的复合脉冲在同一桩中会有不同变化规律,为了使不同激振方式测试资料具有可比性,应采用相同频带进行对比。为此利用小波分析的时-频特性,通过对测试信号进行时频分解,就桩身内阻尼对不同频带信号的吸收系数及波速的影响规律进行了研究。对实测资料分析的结果表明,预制桩不同频带信号波速变化不大,但衰减系数随频率增大近似线性增加。     

三维椭球形盆地对球面波的散射

针对三维沉积盆地对球面波的散射问题,发展一种快速宽频间接边界元方法(IBEM)。利用ANSYS建立求解模型,基于Intel-Fortran编译器编译相应的计算程序,对基岩半空间三维半椭球形盆地对球面波的散射进行了数值分析,着重探讨入射波频率、波源埋深、波源与不规则地形(沉积盆地)距离等参数对地震动特性的影响规律,计算方法适用于求解任意复杂形状的局部场地,实现对沉积盆地三维地震响应的频域精细求解。研究结果表明:随着入射波频率增大,沉积盆地相对半空间的放大效应越显著,且干涉效应越强烈;高频波入射时,由于盆地底部透射的体波和盆地内部由体波转换为的面波以及从盆地边缘处透射的体波相互叠加,次方向位移出现一定的边缘效应。位移频谱分析表明,沉积盆地在较低频率时,地表不同点位的主方向位移幅值基本相同;在较高频率域内,地表不同点位的位移频谱特性差别很大;球面波入射与平面波入射相比之下,位移幅值均有所降低。整体来看,随着膨胀波源与盆地水平距离增大,地表主方向最大位移幅值降低,地表次方向位移聚焦区域增加且分布更分散。