大型灌注桩桩土接触面法向作用力时空分布规律

本文从桩土接触面法向作用力着手,应用工程实测资料,对大型钻孔灌注桩桩土接触面法向作用力时间和空间分布规律进行探讨,得出桩土接触面相互作用的法向应力随深度的增加而增大;对所测三个深度处应力值进行与时间关系的曲线拟合,得出桩土接触面法向作用力按σ=Ae-Bt+C规律递减,且当时间趋于无穷大时,稳定于C值;通过相关性分析,得出该法向作用力随时间变化的稳定值与深度相关程度很高,而与地层参数之间关系不大;应用有限元数值计算证实了实测数据分析结果的有效性.     

重磁位场综合优化解释方法研究及其应用

1　基于改进的模拟退火法的重磁位场反演方法在深入分析重磁三维位场场源位置函数特点的基础上,利用改进的模拟退火法实现了重磁三维位场反演,并研制开发了相应的软件。采取纵横向不等间距对地下场源空间进行剖分。这种剖分方式可起到沿深度加权的作用,极大地提高了解的稳定性。利用快速正演计算和变步长搜索方法,极大地压缩了模拟退火法与局部最优化结合中正、反演的计算量,计算表明两者的结合明显优于各自独立反演,极大地提高了计算速度。在对场源施加一定约束条件的基础上,采用基于位场特点的加权的目标函数,取得了较为精确的反演结果。…     

二维倾斜断层重力异常的正反演

本文将侯重初同志在文献中提出的上延叠加场思想,有效地用于反演不同密度岩层的倾斜接触面,提高了确定倾斜台阶各参数的精度。并将上延叠加场思想的逆过程,使用于空间域和频率域中倾斜台阶重力异常二阶导数的正演计算。本文另一结果是提供用富里叶交换确定倾斜台阶下底面的深度。     

用B样条函数计算非等距点重磁异常垂向二次导数

位场垂向二次导数是基于拉氏方程求得的。1969年B.K.Bhattacharyya实现了二元三次样条函数计算位场导数的方法。本文采用了非等距结点B样条函数求导的方法,它具有灵活统一的优点。取作为二次微商计算式。由于用曲线插值求导取代曲面插值求导,程序更便于编写。在计算机上分别用三种模型作了试算,效果很好,精度比其它方法(包括上述二元三次样条函数法)提高了一个级次。     

基于贝叶斯理论的土性参数空间变异性量化方法

岩土工程可靠度分析和设计中,合理地选取随机场参数和相关函数,并准确地描述土性参数空间变异性十分困难。基于贝叶斯理论,本文提出了一套量化砂土有效内摩擦角空间变异性的方法。该方法根据先验信息和静力触探试验锥尖阻力数据,确定砂土有效内摩擦角的随机场参数和相关函数。该方法合理地考虑了砂土有效内摩擦角与锥尖阻力间经验回归方程的不确定性。采用马尔科夫链蒙特卡洛模拟(Markov Chain Monte Carlo Simulation,MCMCS)获取服从后验分布的随机场参数样本。利用MCMCS样本构建随机场参数的Gaussian Copula函数求解后验分布。估计备选相关函数的概率,选择概率最大的为最可能的相关函数。最后,采用美国德州农工大学国家岩土工程砂土试验场的CPT数据算例验证了文中所提方法的有效性。结果表明:文中所提方法可以正确、合理地利用间接测量的锥尖阻力数据确定砂土有效内摩擦角的随机场参数和相关函数,准确量化其空间变异性。对于美国德州农工大学国家岩土工程砂土试验场的砂土有效内摩擦角,建议选用二阶自回归函数作为其最可能的相关函数。     

弹性波场和稳恒电流场的Frechet导数计算方法

在地球物理参数反演中，观测的物理场量，例如波场中的位移或电流场中的电位，对于介质参数的编数的计算是非常重要的。本文采用自伴随算子和格林函数的方法给出了弹性波场和稳恒电流场问题的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数解析式。该式表明，Ｆｒｅｃｈｅｔ导数可由格林函数Ｇ及其梯度ΔＧ求得。把任意场源正演问题的解和Ｆｒｅｃｈｅｔ导数的计算统一起来，并提出用有限元方法计算任意背景场下的格林函数，从而得到Ｆｒｅｃｈｅｔ导数的数值解     

重磁位场的正则化向下延拓

传统的位场向下延拓方法,在下延至场源体顶面深度附近区域,位场将发生强烈的振荡效应,无法继续向下延拓,难以用空间位场特征确定场源体的深度等特征,当然更无法划分出垂向迭加体。本文讨论了一种新的正则化方法：利用引入位场频率,埋深与正则化因子等有关的校正函数。使得向下延拓过场源体时,场值不奇异。因此,可以达到场源体以下任意需要的深度。理论场和实测资料的正则化向下延拓成果表明,本方法能有效地反映出场源体的深度等特征,也能较准确地划分出具有垂向与水平迭加的单个场源体。     

弹性波场和稳恒电流场的Frchet导数计算方法

在地球物理参数反演中，观测的物理场量，例如波场中的位移或电流场中的电位，对于介质参数的偏导数的计算是非常重要的。本文采用自伴随算子和格林函数的方法给出了弹性波场和稳恒电流场问题的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数解析式。该式表明，Ｆｒｅｃｈｅｔ导数可由格林函数Ｇ及其梯度△Ｇ求得。把任意场源正演问题的解和Ｆｅｅｃｈｅｔ导数的计算统一起来，并提出用有限元方法计算任意背景场下的格林函数，从而得到Ｆｒｅｃｈｅｔ导数的数值解。文中以稳恒电流场问题为例，给出了直流电法视电阻率偏导数的数值结果。     

位场反演在相山火山岩型铀矿中的应用研究

相山矿田是我国最主要的铀矿资源基地之一,本文介绍了综合利用位、场及场的垂直梯度的物性反演方法的原理与实施,反演计算了相山盆地不同深度下的磁性结构分布特征,最后对相山盆地地下岩层结构及界面变化趋势进行了半定量和定性分析,这对指导相山的铀资源勘查有着重要意义.     

位场反演计算的场比值法及在宽城地区磁异常解释中的应用

在磁异常的反演计算中,为了避免由于选错了磁性体的形状而产生很大的误差,前人已研究了多种所谓自动反演的计算方法.与传统的方法不同,用这些方法,可以同时确定磁性体的几何形状和埋藏深度等参数.但是前人研究的方法需要计算磁异常的三阶导数,因此所受高频噪声干扰十分严重,以至于影响到计算结果的可靠性.因此很难用到实际资料处理中.本文提出的场比值法可以同时确定磁性体的形状和埋藏深度.场比值法通过场比值field-ratio来确定磁性体的形状,field-ratio的物理含义与Euler反褶积公式中的形状因子类似.场比值法的优点是在反演计算中只需要计算磁异常的一、二阶导数,因此比前人的方法受高频随机干扰小,可以用于实际资料的处理中.模型实验证明了场比值法的正确性,在河北省宽城地区用场比值法对磁异常反演计算,展示了方法的实用性.     

波数域重力归一化总梯度法中的圆滑滤波因子

讨论了波数域重力归一化总梯度法,提出在位场转换的向下延拓和求导过程中分别引入圆滑滤波因子,该方法增强了计算的可靠性和稳定性,扩大了可延拓深度;通过模型实验和数据分析,确定了向下延拓和导数因子中圆滑滤波因子指数参数的取值规律,指出了欲求地质体越浅(深),采用的谐波数越大(小)的地质体质心埋深与谐波数N之间的变化规律;发现了均匀密度三度背斜模型和非均匀密度储油背斜模型与二度模型相似的G^H场等值线特征,为地质体质心埋深计算及储油构造研究提供了思路。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考（四）——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度

从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。     

刚性桩复合地基中性面深度与桩土应力比计算

刚性桩复合地基中性面深度及桩土应力比的简化计算主要基于桩侧摩阻力线性分布假设,当桩身较长时,桩端侧摩阻力的计算值会远大于实际值,致使中性面深度及桩土应力比的计算结果与实际差别较大,故有必要对线性分布模式予以修正。据此将桩侧摩阻力分布简化为分段线性模式,考虑负摩阻力作用及桩上、下刺入变形,根据褥垫层-桩-土变形协调关系推导了刚性桩复合地基中性面深度、桩顶面桩土应力比、中性面桩土应力比计算公式。最后通过模型试验与工程实例验证,计算值与实测值吻合较好。     

解析法与随机法联合定量反演位场

位场向下在不同深度上解析延拓的值构成延拓场,可对延拓场进行主成份分析。理论模型计算表明:在没有任何先验信息的条件下,可以用延拓场分解的能量权值异常或延拓场相关矩阵的最大特征值,判断位场场源所在位置,从而能确定地质体的埋深。这种将位场解析延拓的确定信号分析法与主成份分析的随机信号分析法有机联合,为解决地球物理位场反演问题提供了一种途径。     

曲面位场数据处理及转换的三角函数法

本文在文献〔1〕、〔2〕的基础上,进一步完善了三角函数曲面位场数据处理及转换的三个基本类型(纯位场型、重力场型和磁力场型)以及四个重要的技术措施(坐标平面旋转技术、归一化处理技术)。编制了相应方法软件,并通过理论模型试算和实际资料处理检验了方法的正确性和有关技术措施的有效性。该套方法软件具有适应性强、计算速度快和精度高等特点。     

位场向下延拓的导数迭代法

针对向下延拓的不适定问题,提出了一种新的位场向下延拓方法-导数迭代法。从位场垂向一阶导数的定义出发,将观测面和向上延拓、向下延拓同等高度平面上的位场值近似联系起来,采用迭代法进行逐次逼近,推导出空间域位场向下延拓的导数迭代法的递推公式。考虑到空间域向上延拓积分方程实现的复杂性,对递推公式进行快速傅里叶变换,整理得到波数域中的导数迭代公式,同时证明了该方法的收敛性。模型检验和实例分析均表明迭代法相对直接FFT法具有稳定性强和下延深度大的优点。     

泥石流泥痕深度的计算研究

泥石流泥痕深度是一个通过勘测调查获取的重要参数,它直接关系到泥石流运动流速、冲击力等特征参数的定量计算。但实际调查中却往往因为时间久远、沟道冲淤变化等原因致使泥痕痕迹难以准确判断,甚至无法判断而造成误判。鉴于此,本文试图通过泥石流流量、流速等参数间的数量关系推算出泥石流泥痕深度的计算方法,并以工程实例验证其具有一定的实用性,可为相关研究与设计提供参考。     

从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法

盾构施工穿越断层破碎带具有普遍性,而现有的黏聚力沿深度线性变化模型不能充分反应断层破碎带的倾斜性和非均质性,针对这一问题,引入非均质方向角和非均质系数角分别描述断层破碎带的倾斜性、非均质性和非均质系数大小,提出空间非均质分布函数模型。将模型应用于极限分析上限法,推导了盾构穿越断层破碎带隧道开挖面极限支护压力的计算公式,通过算例和工程实例验证了空间非均质分布函数模型的合理性,分析了在不同非均质方向下内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数对开挖面稳定性的影响。结果表明：非均质系数角α=90°时,非均质方向角μ的变化对隧道开挖面支护压力无影响;非均质方向角μ≠0°且非均质系数ρ>0时,开挖面支护压力随非均质方向角、内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数的增加而减小;非均质方向角μ=0°且H/D≥1时,开挖面支护压力不受埋深比变化影响。非均质方向角对破坏模式形状的影响大于对破坏范围的影响,内摩擦角对破坏模式的形状和范围均有较大影响,非均质方向角和内摩擦角的增大使得开挖面前方塌落体由拱顶往下滑的趋势转变为由前方滑落,针对不同非均质方向角和内摩擦角的断层破碎带的加固侧重点应有所不同。研究结果为确定断层破碎带中盾构开挖面极限支护压力提供了一种可行的计算方法。     

空间域和频率域平面位场延拓影响因素和稳定性分析

位场延拓是重、磁位场数据处理的重要方法之一,高精度的位场延拓结果对后续的数据处理和解释尤为重要.笔者从平面位场延拓的基本公式出发,分析了空间域和频率域位场延拓结果精度的影响因素以及稳定性.通过理论模型测试比较了这些影响因素(场源体顶面埋深、剖面长度、扩边方法、窗口大小、点距和延拓高度)在空间域和频率域进行位场延拓时的异同性.经过测试表明,点距和延拓高度对延拓结果的影响最大,其次是剖面长度、扩边方法以及窗口大小,场源体的顶面埋深影响最小.随着顶面埋深的增大,会使延拓结果的精度降低;增大剖面长度和进行扩边会提高位场延拓结果的精度;选择合适滑动窗口可以提高计算效率,窗口越大延拓结果精度越高,窗口半径一般选择20倍延拓高度.空间域和频率域中位场延拓结果精度相当,但在空间域中,当延拓高度小于1倍点距时,延拓结果误差很大,此时需要用插值方法加密点距.     

河北省曹妃甸近岸海域悬浮泥沙含量分布特征研究

本文通过实地调查及取样测试,获得了该区域四条剖面上共49站位不同深度的悬浮泥沙含量,分析了该区域内悬浮泥沙含量在空间上的分布特征,初步建立了悬浮泥沙浓度在空间上的相关性经验模型,并对模型进行了验证,验证结果较为满意.此研究可为悬浮泥沙含量在空间上尤其是中层与底层的遥感定量动态监测提供基本依据.