光纤布拉格光栅地震检波器的实验研究

光纤布拉格光栅(FBG)是一种新型的传感元件,具有分辨率高、精度高、抗电磁干扰能力强、频带宽等优点.本文以光纤布拉格光栅为敏感元件,设计并制作了一种地震检波器,建立了地震检波器的力学模型,并推导出地震检波器固有频率和灵敏度的理论公式.理论分析了影响地震检波器动态特性的因素,并进行实验对该FBG地震检波器的性能进行研究,实验结果表明:该FBG地震检波器在5～55Hz的振动频率范围内,具有良好的线性响应,而且输出稳定、灵敏度高,适用于地震勘探.     

光纤布拉格光栅地震检波器的研究与应用

光纤布拉格光栅地震检波技术是一门较新的地震检波技术.实验表明,用光纤Bragg光栅做成的检波器不仅频带宽、稳定性好,而且灵敏度高,是一种较理想的地震勘探仪器.文章主要介绍了光纤布拉格光栅地震检波器的传感原理、理论计算及其工作原理,为光纤Bragg光栅地震检波器的研究以及实际应用提供了依据.     

光栅Bragg地震检波器的传感特性研究(英文)

针对目前石油地震勘探的瓶颈—检波器性能差的问题,设计了一种新型光纤Bragg光栅（FBG）地震检波器,阐述了其工作原理,并从理论上给出了检波器的响应函数等参数。由于FBG的传感优势,这种新型地震检波器动态范围可达94dB,灵敏度高,重量轻,造价低,是理想的新一代地震勘探信号采集单元。     

光纤传感技术在地震勘探中的应用研究

传统地震检波器的缺陷限制了高精度地震勘探技术的进一步发展.日益成熟的光纤传感技术不仅广泛应用在各个领域,而且也促进了石油勘探的发展.光纤光栅具有抗电磁干扰、灵敏度高等优点,有望提高地震检波器的性能.文章针对光纤传感技术的特点,探讨了其在地震勘探中的应用.根据光纤传感的原理对光纤型地震检波器进行分类,重点阐述了光纤传感技...     

地震检波器的横向灵敏度特性

地震检波器受到地面横向运动激励时的输入输出关系定义为检波器的横向灵敏度特性.本文对检波器线圈受到横向激励时产生的轴向振动进行了分析.可以看到,当悬挂线圈的弹簧片悬丝发生动力失稳时,检波器的横向灵敏度突然增大;在线圈横向振幅很小的情况下,失稳频率接近悬丝的横向固有频率.利用谱分析技术可以准确地从检波器噪声中检测出检波器的横向灵敏度和失稳频率,即检波器假频.     

地震检波器的横向灵敏度特性

地震检波器受到地面横向运动激励时的输入输出关系定义为检波器的横向灵敏度特性.本文对检波器线圈受到横向激励时产生的轴向振动进行了分析.可以看到,当悬挂线圈的弹簧片悬丝发生动力失稳时,检波器的横向灵敏度突然增大;在线圈横向振幅很小的情况下,失稳频率接近悬丝的横向固有频率.利用谱分析技术可以准确地从检波器噪声中检测出检波器的横向灵敏度和失稳频率,即检波器假频.     

一种光纤传感式油气探测地震检波器探头

高灵敏度波动和振动传感器是目前油气探测急需的关键技术之一.本文设计了一种光纤Bragg光栅(FBG)型波动和振动传感探头,分析了其工作参数和传感优势,给出了这种新型地震检波器探头结构的有限元分析结果和实验室振动测试结果.结果表明,这种检波器探头有较好的频率响应,测试性能稳定,此结构具有很高的灵敏度放大作用.     

速度、加速度检波器及其获取信息的研究(英文)

本文从两种类型的地震检波器(10hz动圈式速度检波器和压电加速度检波器)及其检测介质的两种运动动参数(速度和加速度)入手,测试和对比分析了它们的频率响应函数,指出了二者的差异。又对两种检波器进行了冲击振动试验和结果对比,分析了其响应信号的特征和携带信息的能力。并于某地区在可比条件下进行了地震数据采集对比试验,对用两种检波器采集得到的单炮资料和叠加时间剖面进行了对比分析。结果表明,加速度信号更能满足当前和今后地震勘探对地震信号的高信噪比、高精度、高分辨率和大信息量的要求。     

涡流地震检波器的特性及测试方法的研究

本文介绍了涡流地震检波器的工作原理、结构及其频率响应特性——涡流检波器的输出特性在固有频率之上是按外界激励频率的平方递增。高频灵敏度随着激励频率的增加而增高有助于弥补高频信号通过地层传播时的急剧衰减,从而提高了地震勘探的分辨率。在固有频率之下,则加强了低频滤波作用。 本文还以对单自由度线性振动系统的动态分析为基础,研究了利用实验幅频特性曲线来求该系统的固有频率和阻尼系数的方法,推导出必要的计算公式。最后举出一个应用实例,并检验了这种方法的可信度。     

光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用及进展

简要介绍光纤Bragg光栅的基本原理、传感检测系统的构成,以及利用光纤Bragg光栅进行温度、应变同时测量区分技术.光纤光栅作为新一代传感元器件,越来越受到广大油气工业用户的青睐.本文主要讨论光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用,并对存在问题和应用前景进行了展望.     

碳纤维布增强混凝土框架抗震性能的有限元分析

利用碳纤维布（CFS）对一个9层钢筋混凝土框架的底层柱进行了加固,运用有限元程序对加固前后结构的整体抗震性能进行了动力分析.分析结果表明,利用碳纤维布加固底部框架柱有助于提高框架的整体抗震性能,从而减少框架在地震作用下的最大侧移和各层间位移.     

高层建筑上的穹顶结构及其自振特性的理论和试验研究

本文就某高层建筑上的穹顶结构的设计介绍了一种新型抛物线方钢管穹顶结构。利用ANSYS软件对其进行了动力学分析，在现场进行了模态试验的实测，得到了低阶频率和振型，与有限元结果吻合较好。通过对计算结果和实验结果的分析发现这种结构受力合理、节省材料，是一种值得深入研究的体系，同时，本文所用的有限元计算与实验分析方法对类似工程结构的分析具有一定参考价值。     

光纤健康监测方法在土木工程中的研究与应用进展

在土木工程领域，光纤智能健康监测方法是对建筑物或构筑物的健康状况进行检测的一种新方法。本文首先论述了光纤智能健康监测系统的构成，然后对国内外光纤健康监测系统在土木结构中的研究与应用进行了回顾，介绍了光纤传感器的种类、原理、特点和当前应用的状况，重点介绍了光纤位移传感器和布拉格光栅（Bragg grating)应变传感器，最后展望了光纤智能健康监测方法在土木结构中的应用前景。     

Crustal structure and dynamical analysis of seismogenesis in the lower Yangzi Valley — South Yellow Sea area

Seismotectonic characteristics and its relationships with crustal structure have been analyzed in the lower Yangzi—South Yellow Sea area. The finite element method is employed to evaluate the stress-strain status of the lithosphere, and the dynamic origin of earthquakes is discussed. The moderate-weak earthquake division is tectonically controlled by three first-degree faults in the Hangzhou bay—Qinling, Tancheng—Lujiang, and the Yangzi River mouth—Jizhou island. The earthquake frequency is higher than 70% in the major hypocentral layer of the crust at a depth of 5 to 15 km of which the highest frequency particularly emerges at a depth of 10 to 15 km, and generally, the depth ranges from 5 to 20 km in the predominant hypocentral layer. The hypocentral layer is superimposed in the crustal magnetosphere with the mid-crustal low density layer. The results from the finite element analysis show that the maximum horizontal displacements appear in the hypocentral layer of the crust, and that the radial hypocentral zones on the flanks of the anomalous mantle, accompanied by the faults or fractured zones, correspond to the gradient zones of the major principal stresses and strains varying within the lithosphere. Therefore, we could consider the mechanism of the decoupling-drift of the lithosphere and the crustal sliding or detachment, from the continent to the sea, as a main dynamogenesis of the earthquakes in the area studied. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 164–171, 1992. This research was supported by the China National Post-Doctoral Research Foundation in part. Some contents on the aeromagnetic anomalies and their mathematical processes are deleted in revision.     

Cost-effective analysis technique for the design of bridges against strike-slip faulting

The paper studies the performance of a typical overpass bridge, with continuous deck and monolithic pier-deck connections, subjected to strike-slip faulting. A three-dimensional (3D) finite element (FE) model of the entire bridge–foundation–abutment–soil system is developed, accounting for soil, structure and geometric nonlinearities. Soil behaviour is simulated with a thoroughly validated strain softening constitutive model. The concrete damaged plasticity (CDP) model is implemented for piers, accounting for the interaction between axial force N , bending moment M , shear force Q and torsion T (NMQT ); the model is validated against experimental results from the literature. The location of the fault rupture is parametrically investigated, confirming the vulnerability of indeterminate structural systems to large tectonic deformation. The deck is shown to sustain both in-plane and out-of-plane bending moments, as well as torsion; the piers are subjected to biaxial bending, shear and torsion. The response is highly dependent on the location of the fault rupture, emphasizing the need to develop cost-effective modelling techniques. Four such techniques are developed (with and without decoupling) and comparatively assessed using the detailed 3D FE model as benchmark. The best prediction is achieved by a coupled model, which includes the bridge superstructure, detailed 3D modelling of the soil-foundation system only for the pier directly affected by the fault, and nonlinear springs representing the foundations of all other piers. The proposed technique offers a computationally efficient means to parametrically analyse long multispan bridges subjected to faulting, for which full 3D FE modelling is impractical.     

地震荷载作用下加筋土挡墙动力特性分析

利用有限元软件对加筋土挡墙在地震荷载作用下的动力特性进行模拟分析,重点分析其在不同加筋长度、加筋间距以及峰值加速度条件下的动力响应特性。通过有限元分析一个高6m、底部为基础土的加筋土挡墙在地震荷载作用下的行为,针对理想化墙体研究加筋土挡墙的某些动力特性。模拟计算结果表明加筋土挡墙的加筋长度、加筋间距以及峰值加速度的变化对其水平位移、沉降及受力有较大影响。采用长度大的加筋材料可以有效减小加筋土挡墙的水平位移,但这样将导致加筋拉伸荷载的增大,同时也将导致加筋土挡墙的隆起增大。峰值加速度的大小对加筋土挡墙的水平位移有很大影响,当峰值加速度增大时水平位移也随之增大,但并不呈线性增长关系。减小加筋间距会有效地限制加筋土挡墙面板整体的水平位移,但在一定范围内减小加筋间距也会使加筋区域内土体底部挡墙的水平位移出现相对增大的现象,因此通过减小加筋间距来限制加筋土挡墙的位移在一定程度上具有局限性。