一座七层框架结构的模拟地震试验

天津一座七层砖填充墙钢筋混凝土框架结构,按现行抗震规范校核,它经受不了1976年唐山地震,但在那次地震中,这座建筑仅填充墙受到破坏,框架只在部分节点处发生了微小的裂缝。地震时在这座建筑的室内地面和三、五、七层取得了地震记录。为了研究这类建筑的地震反应和砖填充墙的抗震作用,作者利用这些地震记录分析这座建筑的地震反应,并进行了模拟地震试验。试验和计算结果表明,地震时砖填充墙对框架起了两个有利的作用。一是在地震载荷作用的初期,地震载荷主要由填充墙承担,填充墙一旦受到破坏,作用于结构上的地震荷载就显著下降,减轻了框架的负担。填充墙另一作用是它破坏以后能起消能作用,但它在框架内的承载能力没有显著降低。     

锦屏二级水电站引水隧洞岩溶水防治思想的演变

锦屏二级水电站引水隧洞是一座高外水压力、大涌水量的岩溶越岭长隧。建设中遇到了隧道岩溶水防治世界级难题。目前引水隧洞施工在即。本文对40多年来锦屏引水隧洞涌水预测、施工地质预报、治水三方面成果和思路的演变进行了总结。强调锦屏防治水思路的历史演变是在工作中不断实践-认识-再实践-再认识的一个健康发展过程,既及时吸取了国内岩溶区越岭深隧建设的成功经验,也为我国岩溶地区隧洞施工防治水技术开发和不断发展做出了贡献。基于当前最新认识,认为只要在建设中认真开展信息化动态设计和施工,引水隧洞的顺利施工是有充分技术准备和保证的。     

多边形有限单元形函数的几何构造方法

根据非均质材料的细观结构,划分多边形的计算网格。采用多边形单元进行有限元分析,实现了基于材料真实结构的数值模拟。给出了多边形有限单元形函数的几何构造方法,构造了一个辅助多边形,采用散度定理推导出多边形单元形函数的表达式。分析总结了多边形Wachspress插值、Laplace插值和平均值插值的构造方法和性质。     

东亚冬季风异常对区域气溶胶分布的影响

气溶胶已是东亚地区最主要的大气污染物之一,其时空分布会受到东亚季风气候的影响。利用2000～2014年MODIS/AOD（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer/Aerosol Optical Depth）和NCEP月平均气象场再分析资料,本研究分析了东亚冬季风长期变化趋势、气溶胶年际变化规律,探讨了东亚冬季风强度变化对气溶胶分布的影响。基于MODIS/AOD,发现近10年东亚地区冬季AOD呈现上升趋势,最大值为2007年的0.44,高值区覆盖四川盆地、华北平原及长江中下游大部分地区。风场特征类冬季风指数分析表明,东亚冬季风存在明显的年际和年代际差异,近年出现逐渐减弱的趋势。强冬季风年,海陆气压差增大、东亚大槽加深增强,东亚地区偏北风异常,风场的增强将引导更多冷空气南下,从而给东亚大部分地区带来明显的降温天气;弱年相反。气象场差异引起气溶胶分布变化,强年较强的偏北风将气溶胶向南方输送,东亚地区AOD出现“北低南高”的空间分布;弱年偏北风较弱,导致气溶胶集中在华北平原一带,AOD出现“北高南低”的空间分布。     

基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化

基于光滑约束的最小二乘法是三维电阻率反演的主要方法,但该方法在某些情况下存在着多解性较强的问题,且普遍耗时较长,严重制约了三维反演方法的推广与发展.为改善上述问题,将表征模型参数变化范围的不等式约束作为先验信息引入最小二乘线性反演方法中,有效地改善了反演结果的精度,降低了反演的多解性问题.为了解决耗时较长的问题,基于预条件共轭梯度(PCG)算法和Cholesky分解法的特点提出了一套优化三维电阻率反演计算效率的计算方案.在该方案中,Cholesky分解法被用来求解敏感度矩阵计算中的多个点源场的正演问题,Cholesky分解法只需对总体系数矩阵进行一次分解,然后对不同的右端向量进行回代即可.将预条件共轭梯度法引入到三维电阻率反演方程的求解中,将雅可比迭代中的对角阵作为预处理矩阵,其具有求逆方便、无需内存空间的特点,有效地加快了收敛速度.对合成数据以及实测数据的反演算例表明,借助不等式约束和反演效率优化方案,最小二乘反演方法可得到较为精确的反演结果,有效地提高了反演计算效率,具有良好的推广前景.     

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。     

隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究

含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助“比较法”将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了“等效球体”的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。     

陕甘宁盆地姬塬地区三叠系延长组三角洲前缘的微相组合及特征

以陕甘宁盆地姬塬地区晚三叠系延长统为例,将该区的三角洲前缘划分为“台型前缘”和“坡型前缘”两部分,其识别标志是以水下分流河道、复合河口坝(坝上河)和河口坝三种主要沉积微相为主导的多种微相的不同组合。文中对三角洲前缘中的沉积微相组合进行了精细划分和描述,例如,将水下分流河道划分为截削式和叠加式2种,将河口坝划分为完整式和复合式两大类,其中复合式河口坝(坝上河)还可划分为下残坝上河、完整坝上河和上残坝上河三种亚类型。这种对三角洲前缘的详细解释以及对其沉积微相的精细描述有助于优质储层的鉴别和分布预测,对油藏开发中的细分流动单元也有所帮助。     

鄂尔多斯盆地三叠纪延长期湖水分布特征及演化规律

利用Fisher图解求取了延长期可容空间变化,结合露头、岩芯、测井等资料在延长组内识别出了6期三级湖泛层（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ）,并对其进行了识别和对比。在此基础上,研究了与湖泛层Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ相对应的长7、长4+5、长3、长2的湖水分布特征及整体演化规律。最后,通过各期湖泛层沉积厚度中心分布特征探讨了延长湖盆沉积洼陷的分布和演化问题,认为延长湖除长7存在一个大的沉积洼陷外,其它各期是多个沉积洼陷同时存在的、且其沉积洼陷整体逐渐向东北部迁移的坳陷型湖盆。     

极浅埋连拱隧道中隔墙顶部岩体塌方演化过程分析

中隔墙是连拱隧道的主要承载构件,若中隔墙顶部回填不密实极易引发顶部围岩的大变形或塌方,针对这一现象,研制了相似模型材料和配套试验设备,开展了相应的破坏性模型试验,研究了塌方的演化过程,并通过离散元UDEC数值模拟,再现了模型试验中隔墙顶部围岩塌方破坏的全过程,从围岩位移和塑性区分布情况分析了塌方机制,计算结果与模型试验吻合较好,并提出了有针对性的预防措施,对类似工程具有借鉴意义