低应变桩基检测方法在检测锚杆锚固质量中的应用

本文从理论上分析了在锚杆检测中可能出现的振动和波动的变化特征,阐述了现行基桩低应变检测分析方法(包括现行仪器、反射波震相及数据处理)、波列振幅衰减测桩法(包括振幅衰减、震相及周期变化)在对杆长及锚固质量进行无损检测的可行性,并以检测实例证明对于检测8～10 m的锚杆长度及锚固质量能满足现行规范、规程要求;对于4 m以下的短锚杆,则需提高采样率,提高仪器精度.同时指出检测及分析时需注意的事项.     

工程锚杆锚固质量动测技术

结合锚固体系的锚杆动力学及弹性波运动学理论,分析和评述了锚固体系的振动特征和锚固体系中弹性波传播的能量衰减规律,以及锚杆锚固质量检测的方法、技术与特点;并通过工程检测实例进一步说明,锚杆锚固质量动测技术是一种方便易行,测试精度能满足现场技术要求的方法,具有较为广阔的应用前景。     

平面S波在饱和多孔热弹性介质边界的反射问题研究

针对饱和多孔介质中热弹性波的传播特性问题,基于多孔介质理论和广义的热弹性模型,研究平面S波在饱和多孔热弹性介质边界上的反射问题。以考虑流-固耦合的饱和多孔介质波动方程和热-弹耦合的广义热弹性基本方程出发,建立饱和多孔介质的热-流-固耦合弹性波动模型。通过引入势函数并考虑自由透水和绝热的边界条件,经过理论推导最终给出在饱和多孔热弹性介质边界上的四种反射波的振幅反射率的理论表达式。在此基础上进行数值计算,分别讨论平面S波的入射频率、入射角和热膨胀系数等参数对四种反射波的振幅反射率的影响情况。结果表明:各反射波的振幅反射率分别随频率和热膨胀系数的增大而增大,同时也受到平面S波入射角变化的影响。该结论对于土动力学的理论研究及其相关的工程勘探具有一定的指导意义。     

基于钢筋锚杆接地电阻评价锚固质量研究

本文采用接地电阻作为评价钢筋锚杆锚固质量的标准.当锚杆、砂浆、围岩三者接触不密实、不均匀时必然会引起锚杆接地电阻的变化.因此将锚杆接地电阻的理论计算值作为评价锚固状态的参照,利用实际测量值与之作比较,从而对锚杆质量进行分级评价.在利用此方法评价锚杆质量时,准确测量锚杆的接地电阻则尤为重要,采用6极法可以消弱由于大地的各相异性对于接地电阻测量带来的误差,提高测量精度.     

冲击载荷下锚杆-围岩结构冲击失效机制的数值分析

针对冲击地压造成大量锚杆支护结构破坏问题,采用动力数值计算方法,研究冲击载荷作用下锚杆-围岩的动力耦合作用与破坏机制。结果表明:(1)冲击载荷作用下锚杆与围岩振动存在明显的"时差效应",导致锚杆与围岩非同步振动,致使锚固剂承受动态剪切作用。随着锚固长度的增加锚杆与围岩的振动呈同步趋势,削弱了振动"时差效应"引起的锚固剂剪切作用,有效避免锚杆的脱粘滑移失效;(2)随着冲击速度的增大,"时差效应"导致锚杆锚固剂承受动态剪切作用被覆盖,锚杆的破坏失效模式由脱粘或杆体屈服断裂转变为锚杆与围岩统一破坏模式;(3)当冲击载荷频率接近锚固围岩体固有频率时,冲击载荷引起锚杆与围岩共振,锚杆与围岩同步振动速度幅值显著增大,可在相对较低的冲击速度下造成锚杆与围岩整体失效。远离锚固围岩体的固有频率对锚杆-围岩动力相互作用影响较小。     

热弹性波在层状介质中传播的一类反射问题的解

本文作为基础理论研究, 从热弹性波方程组出发, 求出了热弹性波在层状介质中传播的解析解, 并给出了热弹性波对于平面夹层的反射波, 透射波及其伴随的具有相同传播速度的温度波。此时, 反射系数、 透射系数均为复数表明, 反射波、 透射波的振幅及相位都受介质的物性参数、 夹层厚度及入射波频率的影响。这些与弹性波不同的结果会在地震勘探、 地震工程等有关问题的研究中得到应用。     

高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究

采用LX岩土工程质量检测分析仪,应用声频应力波法,对高速公路路堑边坡锚杆进行无损检测,这对各类锚杆的锚固质量检测和分级是可行和有效的,由于在公路系统锚杆锚固工程锚杆无损检测属首次应用,一些锚杆的锚固体系的无损检测条件不太理想．今后,随着应用的增多,锚杆的设计和施工进一步接近无损检测条件,相信声频应力波法对锚杆锚固质量的无损检测及高速公路的建设会提供更好的质量保障。     

应力波理论在动测锚杆锚固质量中的应用

运用应力波理论，分析了不同锚固质量的锚杆在瞬态冲击下的响应规律，包括锚固质量优的、中等的、劣的对锚杆中应力波的影响规律。这些规律都将会对实际锚杆锚固质量的无损检测起到很好的指导作用。     

热弹性P波在有流体夹层介质中的传播问题及其基本特征*

本文作为基础理论研究,讨论了热弹性P波在有流体夹层介质中的传播问题。研究结果表明:热弹性波在流体夹层的传播中,不仅存在反射波、透射波,而且,还伴随有具有相同传播速度的温度波;且其反射系数、透射系数均为复数,并与介质的物性参数及夹层厚度有关。同时指出反射波、透射波的振幅、位相均受介质的物性参数及夹层厚度的影响。此外,还表明夹层中往返震荡的层间波是一系列正传热弹性波和反传热弹性波的叠加。     

热弹性P波在有流体夹层介质中的传播问题及其基本特征

本文作为基础理论研究,讨论了热弹性P波在有流体夹层介质中的传播问题。研究结果表明:热弹性波在流体夹层的传播中,不仅存在反射波、透射波,而且,还伴随有具有相同传播速度的温度波;且其反射系数、透射系数均为复数,并与介质的物性参数及夹层厚度有关。同时指出反射波、透射波的振幅、位相均受介质的物性参数及夹层厚度的影响。此外,还表明夹层中往返震荡的层间波是一系列正传热弹性波和反传热弹性波的叠加。     

波列振幅衰减测桩法的研究与应用(Ⅱ)——桩身成型质量的检测

通过对波动、振动和尾波的特征分析，提出以足够大的力冲击桩顶，在桩顶附近记录综合波列图，利用其振幅衰减、周期变化和反射波震相等判断桩身成型质量：波列周期均匀且较小，同时波列振幅衰减较快，而又未见明显反射波震相者桩身成型良好；而有缺陷如断裂、缩径等时波列振幅衰减变慢，反射波震相明显，且有大周期出现.它对桩的浅部（特别是桩顶下5米以内的）缺陷检测特别有效.另外利用动态PS曲线也可判断桩身成型质量：曲线较平滑者，桩身成型良好；曲线出现弯折者桩身存在缺陷，缺陷程度可参照承载力受影响大小确定.     

粘弹各向异性反射体模型方位地震AVO模拟及分析（英文）

基于岩石物理模型和广义各向异性Zoeppritz方法在频率域计算裂缝型反射体模型反射波方位地震AVO响应。反射体模型为粘弹各向异性、有限厚度的地质体,其地震反射波形序列包含如下动力学信息,即分界面处介质的波阻抗和非弹性差异、反射体内部波的各向异性传播、在传播路径上的频散与衰减,以及来自顶底界面的反射波的调谐与干涉等。计算表明,速度频散和衰减增顶界面反射波大入射角反射时的振幅,而减弱底界面反射振幅。对于固定入射角的方位地震方位地震响应,PP波反射特征表现为随方位角的增加反射波形序列延续时间变长,而PSV和PSH转换类型反射波的方位各向异性变化特征稳定且受储层厚度影响较小,表现为PSV波反射振幅随方位角增加而增加,PSH波在0°和90°方位无反射能量,在45°方位反射振幅最强。     

基于斑状饱和模型的储层渗透率地震响应特征分析（英文）

基于斑块饱和模型计算渗透率变化的地震反射特征,为流体流动性的地震描述提供依据。基于传播矩阵理论设计反射系数与合成记录算法,实现了频率域岩石物理模型与地震响应计算的无缝连接。斑块饱和储层地震响应包含如下动力学信息:分界面处波阻抗差异、储层内部波的频散与衰减,以及顶底界面波的调谐与干涉。模拟结果表明,渗透率的增加显著降低纵波速度,使其在高、低频弹性极限之间发生频散。储层速度频散与层状构造共同导致反射系数的频变现象。在储层与围岩波阻抗接近的情况下,地震响应对渗透率变化具有敏感性,对于不同储层厚度,当围岩为高速页岩时,反射波叠加振幅随渗透率增加而增加;当围岩为低速页岩时,叠加振幅随渗透率增加而降低。     

预应力锚杆(索)框架梁加固边坡的仿真试验分析

采用数值仿真试验方法研究了预应力锚杆框架梁支护体系中框架梁和锚杆的受力特点,为地震引发滑坡灾害的防治提供依据.研究结果表明:框架梁的弯矩在锚头处取得最大值, 且随锚固预应力的增加而增大,但并不呈线性关系;即使在相同土质条件和同一锚固预应力作用下,坡脚处框架梁的弯矩要高于坡顶;此外,锚杆的预应力均存在一定的损失,施加的预应力值越高,预应力损失越大,且坡脚锚杆的预应力损失比坡顶小.     

井巷工程反射波超前探测逆时偏移成像

探讨了井巷隧道工程反射波法超前地质预报成像问题.从一阶速度－应力弹性波方程出发,推导了二维各向同性介质情况下弹性波逆时传播的高阶差分格式,实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓.构建反射波法隧道超前探测中的断层、软弱夹层等介质模型,以反射波探测的正演记录作为初始条件,并从程函方程出发,采用逆时差分格式求取介质模型网格空间中各点的直达波旅行时作为弹性波逆时偏移的成像条件,实现多波多分量资料的逆时偏移.偏移结果表明,逆时偏移能够使隧道壁接收到的波场准确归位,提高隧道反射波超前探测的资料处理的精度.     

拟空间域弹性波方程交错网格有限差分逆时偏移

弹性波逆时偏移是一种高精度的复杂构造地震成像方法.然而,在传统的基于矩形网格离散化的逆时偏移中,介质界面通常会产生畸变.另外,因使用双程波动方程进行波场延拓,其产生的反射波会在成像过程中产生偏移假象.为解决这些问题,本文提出了一种拟空间域弹性波方程高阶交错网格有限差分格式,并给出了差分格式的稳定性条件,进而实现了高精度的拟空间域弹性波方程有限差分逆时偏移.模型实验表明,若在计算拟空间域采样间隔时引入速度界面信息,则拟空间域弹性波方程高阶交错网格有限差分逆时偏移能够避免常规弹性波方程逆时偏移中弯曲界面形态畸变问题;此外基于该方法进行波场延拓时可有效压制弯曲界面的假散射现象,并能有效压制层间反射波,因此可以减少剖面上的偏移假象,从而显著提高成像的质量.     

各向异性衰减薄层地震响应特征研究

薄储层的叠前地震响应特征研究,特别是针对具有速度各向异性的含流体薄层,对储层描述具有十分重要的意义.文中基于波动方程数值模拟方法,正演得到各向同性弹性、各向同性衰减、速度各向异性、各向异性衰减模型的地震波场,并对比分析了四种模型的纵波(PP)和转换横波(PS)地震反射特征.研究结果表明:在衰减介质背景下,引入各向异性,PP和PS波的反射波振幅较弹性介质均减弱,且衰减因素对薄层振幅的影响强于各向异性.同时,VTI各向异性衰减在单频PS振幅曲线上表现出强差异性,而HTI各向异性衰减则会影响PP和PS波单频振幅曲线的极值点幅值和位置,通过分析单频振幅曲线的极值点振幅和极值点位置对各向异性衰减薄层预测有指导作用,尤其对平时较难分辨的VTI各向异性衰减薄层,单频分析方法的优势更明显.     

τ-p变换在隧道反射地震超前预报波场分离中应用的数值模拟研究

本文基于二维有限元数值方法,模拟了复杂条件下隧道内的地震全波波场,分析了隧道地震超前预报中的反射记录中的多方向和多波反射波特征,证实了分离前方有效反射波和其它方向的干扰反射波,以及有效反射波的P波、S波分离在预报准确性中的重要性.基于多个数值模型,研究了τ-p变换进行波场分离的有效性和影响因素.研究结果表明:在隧道前方反射层倾向与隧道轴线交角变化较大范围内(90°～45°),τ-p变换都可以有效的分离多方向和多波反射事件,提取主要来自掌子面前方的有效反射波剖面.来自隧道项、底的缓倾界面的具有双曲时距曲线特征的干扰波和S波的高视速度会对P波的波场分离产生较大干扰;而由于S波的低速和强能量特征,其波场分离受具有双曲时距曲线特征的干扰波的视速度影响较小,且不受P波的影响.     

冲击弹性波技术在探测大体积混凝土结构深部裂缝中的应用

为了了解冲击弹性波技术在无损检测大体积混凝土结构内部缺陷，特别是深部缺陷方面的可用性，在新丰江坝上测量了坝面致坝腔廊道的透射波，４．１ｍ厚溢流坝墩桥面板底面和１０８ｍ高程（距坝面约１６ｍ）裂缝的反射波，发现弹性波在混凝土坝体中的传播深度可达３６ｍ以上，始发波与到达波及反射波信号都十分清晰，而且测量波形不受电站运行等恶劣环境的影响，验证了冲击弹性波法无损检测坝工等大体积混凝土结构深部缺陷的可行性，文     

断层衍射波及其应用

本文从衍射波的物理定义出发,简化了Trorey提出的断层上Kirchhoff-Helmholtz衍射方程的解法;计算了不同深度、不同测线方向下的断层衍射波理论地震图;计算了衍射波振幅谱与相位谱,给出了利用衍射波求断层位置的公式;得出了一些新的结论,通过人工地震测深与地震勘探的实例,对断层衍射波的特性有了更明确的认识。 本文的结果表明:断层衍射波发生在地球介质剧烈变化处;衍射点两侧的衍射波走时曲线呈双曲线状;波初动清晰且半周期小;其优势频率振幅谱与反射波的相同,在衍射波与反射波走时曲线相切处附近,记录图中出现衍射波最大振幅,且波反相;视断点与真实断点一般不重合。上述特点可能为判定衍射波并确定断层位置提供判据。