海底重力测量精度的影响因素及评价方法

海底重力测量以其高精度、横向高分辨率等优势,完善了海洋勘探技术体系,为基础地质研究、资源勘查、重大工程建设、大地水准面精化等提供支持。通过在渤海海域开展海底重力测量,取得了约15 000 km2的重力数据,对海底重力测量精度的影响因素及评价方法进行了研究。海底重力测量精度相比于陆域存在诸多干扰因素,主要受水深、海底底质、海况、平面和高程测量精度、近区地形改正等因素的影响。本文以测点布格重力异常值为评价指标,研究分析各项因素对海底重力测量精度的影响。结果表明:①超浅水域,环境干扰对海底重力测量精度影响较大;②海底底质较硬区域,重力测量精度较高;③风力对海底重力测量精度影响较小,引起的海浪、海流会有限地影响观测精度;④平面定位精度对海底重力测量精度影响相对较小;⑤高程是海底重力测量精度影响最大的因素;⑥海底地形平缓区域、近区地形改正对重力精度的影响可忽略不计。同时评估了相对重力值法、布格重力异常值法、重力异常插值法3种质量检查方法,研究揭示以布格重力异常值为指标的评价方法更具合理性,符合海底重力测量的特点。     

过套管地层电阻率曲线环境影响校正方法研究

过套管电阻率测井是在金属套管井中测量地层电阻率的一种电法测井技术,其测量结果受套管、层厚/围岩、水泥环等井眼环境因素的影响,所以在进行过套管电阻率测井资料解释时必须进行测井环境影响因素校正.本文在论述过套管电阻率测井原理的基础上,针对大庆油田引进的俄罗斯过套管电阻率测井仪器ECOS,分别考察了层厚/围岩、水泥环对测量结果的响应规律,利用正演模拟方法研制完成了层厚/围岩影响校正图版以及水泥环影响校正图版.在计算机上实现了层厚/围岩、水泥环影响校正的算法,并利用模型算例和测井实例验证了本文方法的合理性.该方法能够减少水泥环的影响,提高层厚小于1.0 m薄层电阻率的测量精度,为过套管电阻率测井资料正确解释提供了保障.     

地震监测中环境因素对精密水准观测影响分析

区域精密水准测量在地震监测中发挥了重要的作用,但是由于其作业范围广、观测周期长,容易受外界复杂多变的环境因素影响。目前对环境因素的影响分析大多是定性描述,缺乏实验观测数据的支撑。针对这一问题,选取大约2000km区域精密水准观测数据,结合观测环境资料,统计分析不同环境因素对观测成果的影响程度,并提出了相应的改进措施。     

CG—2型重力仪灵敏度与气温变化的关系

目前在流动重力测量工作中,外界气温变化是影响仪器观测精度的重要干扰因素,曾有不少同志在重力格值温度改正等方面做了大量工作,本文主要是通过对试验数据的讨论,开发CG—2型重力仪外业工作的潜力。 从大量重力测量资料和多年来外业实际工作中发现,CG—2型重力仪灵敏度变化主要与外界气温变化相关。当外界环境温差越大,仪器灵敏度变化幅度就越显著,尤其在冬夏两季工作,由于日温差异较大,仪器灵敏度日变化量最大可达2格左右,从而对     

用褶积计算重力仪的温度影响

进行高精度的重力重复测量是为了捕捉震前由大面积的地壳形变及壳下深部物质迁移所引起的重力值变化,要有较高的观测精度。但是外界温度的变化引起观测值的漂移,影响了观测精度。改正温度引起的漂移一般有两种作法:     

地磁观测中电磁干扰测定及抑制措施初探

以黄壁庄地震台地磁观测为对象,通过实验测定外界电磁干扰对FHD地磁观测的影响,采取对供电线路加接地、重新布设观测信号线、停用稳压电源等方法,使FHD地磁观测的F、H、D、Z数据精度均有显著提高,明显改善了地磁观测数据的质量和精度。     

新疆流动重力测量中的温度改正

随着对重力测量精度要求的逐步提高,对各种误差的研究日渐深入,正确了解重力测量结果中各类误差的性质、来源、量级以及如何加以改正都是十分重要的问题。许多文献表明,当前各类误差中第一类半系统误差数值最大,它主要是由重力仪格值的误差引起的。而重力仪格值的误差在格值测定时就存在,这是由于重力仪自身的性能以及受外界因素的影响,使仪器格值发生波动和改变,从而增大了格值的误差。目前,我们还没有办法解决由重力仪自身性能所造成的仪器格值的改变,但受外界因素的影响,可通过一定的方法加以改善,现就温度变化对重力仪格值的影响作一简述。     

用于野外轻便的环形探头核旋仪

概述众所周知,自从核子旋进磁力仪问世以来,在世界各国已得到广泛的应用。用它测量地磁场总强度,并用总强度值编绘全国地磁图,用于航海、航空、国防及探矿、分析地震预报、地质构造等。附加其它设备也可测量地磁场分量。核旋仪的测量结果不受温度、压力、湿度、等外界条件的影响,实际上是地磁场绝对观测仪,因而也用它来校正磁变仪、磁通门磁力仪等。它比磁变仪、磁通门磁力仪具有较高的稳定性。其精度大多在0.1nT—2nT之间,北京地     

拉柯斯特重力仪的误差及其观测精度

本文对拉柯斯特重力仪的各种误差来源以及各种外界干扰因素进行分析,认为影响仪器观测精度的误差有两类:一类是仪器本身产生的包括仪器读数、置平、格值及零漂等;另一类是外界干扰诸如温度、气压、振动及潮汐等,其中以温度和振动的影响为最大,如果能适当消除这两项影响,拉柯斯特重力仪就能达到很高的观测精度.     

内编队重力场测量系统轨道参数与载荷指标设计方法

内编队系统通过构造内卫星纯引力轨道完成高精度重力场测量,实现了不依赖于加速度计的重力卫星实施新途径.针对内编队系统轨道参数和载荷指标设计任务,从定性的角度分析了轨道高度、轨道倾角、偏心率等轨道参数的选择原则,以及外卫星定轨精度、内外卫星相对状态测量精度、内卫星非引力干扰抑制精度、系统采样率等载荷指标对内编队重力场测量性能的影响,并建立了这些参数之间的匹配关系.为获取内编队系统轨道参数和载荷指标的定量设计结果,给出了内编队重力场测量数据模拟和反演计算方法.结合轨道参数和载荷指标对重力场测量性能的影响及其匹配关系,提出了由解析推导和数值计算相结合的方法,获取重力场最高反演阶数、大地水准面精度、重力异常精度等重力场测量性能与轨道参数、载荷指标之间的解析关系,并给出了该解析关系的具体数学形式.与解析法、半解析法相比,该公式由解析推导和大量数值计算得到,因而考虑的影响因素更加全面,计算结果更加合理,可用于快速准确设计内编队系统轨道参数和载荷指标.     

基于环境振动的斜拉桥拉索基频识别

斜拉索是现代斜拉桥最重要的结构构件，索力在斜拉桥的施工控制和长期监测中起着重要作用。振动测试法是斜拉桥索力测定、监测和状态评估中应用最广泛的一种方法。振动法测索力的关键在于准确地识别出索的基频。本文使用自功率谱和倒频谱方法，基于MATLAB平台，开发出了斜拉桥拉索环境振动模态分析图形用户交互(GUI)工具箱，实现了斜拉索基频的快速自动识别。应用本文的方法，对福州青洲闽江主跨605m斜拉桥拉索的环境振动实测加速度数据进行了分析处理，斜拉索基频识别方便直观，结果可靠。     

Modeling of cable vibration effects of cable-stayed bridges

The analysis of dynamic responses of cable-stayed bridges subjected to wind and earthquake loads generally considers only the motions of the bridge deck and pylons. The influence of the stay cable vibration on the responses of the bridge is either ignored or considered by approximate procedures. The transverse vibration of the stay cables, which can be significant in some cases, are usually neglected in previous research. In the present study, a new three-node cable element has been developed to model the transverse motions of the cables. The interactions between the cable behavior and the other parts of the bridge superstructure are considered by the concept of dynamic stiffness. The nonlinear effect of the cable caused by its self-weight is included in the formulation. Numerical examples are presented to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed model. The impact of cable vibration behavior on the dynamic characteristics of cable-stayed bridges is discussed. Supported by: Natural Science and Engineering Research Council of Canada     

Dynamic properties analysis of a stay cable-damper system in consideration of design and construction factors

A numerical solution based on the Steffensen stable point iterative method is proposed to resolve the transcendental frequency equation of a stay cable-damper system. The frequency equation, which considers clamped supports and fl exural rigidity of the cable, is intended to investigate the infl uence of the parameters of the cable damper system on its dynamic characteristics. Two factors involved in the design and construction phases, the damping coeffi cient induced by external dampers and the cable tension, are the focus of this study. Their impact on modal frequencies and damping ratios in these two phases of cable-damper systems are investigated by resolving the equation with the proposed solution. It is shown that the damping coeffi cient and cable tension exert more noticeable effects on the modal damping ratios than on the modal frequencies of stay cable-damper systems, and the two factors can serve as design variables in the design phase and as adjustment factors in the construction phase. On the basis of the results, a roadmap for system-level optimal design of stay cable-damper systems that can achieve global optimal vibration suppression for the entire bridge is proposed and discussed.     

拉索松弛对独塔斜拉桥地震反应的影响

为了研究地震作用下斜拉桥拉索松弛对独塔斜拉桥地震反应的影响,采用桁架单元模拟斜拉索,考虑拉索垂度效应,基于OpenSees平台建立了考虑成桥状态及拉索松弛的全桥有限元模型,输入5条强震记录进行地震反应分析,探究了斜拉索松弛及其对斜拉桥关键部位地震反应的影响规律。结果表明：强震作用下独塔斜拉桥的拉索会产生松弛,但拉索松弛现象仅发生在部分边索中;拉索松弛对最不利受力索的位置和最大索拉力影响可以忽略;拉索松弛可能增大也可能减小结构地震反应,其影响不可忽略且受地震动的频谱影响较大,应引起设计的注意。     

Torsional vibrations in boxgirder suspension bridges

A linear theory is developed for the free, torsional vibrations of the single-span, boxgirder suspension bridge. Both symmetric and antisymmetric modes are considered. For the symmetric modes, which induce additional cable tension, it is shown that it is imperative to include the elasticity of the cables if correct solutions are to be obtained. Three examples of bridges with widely differing properties are presented to illustrate the applicability of the theory. Orthogonality of the torsional modes of vibration is proved in Appendix I and the modification to the analysis, required when rigid centre ties are present, is outlined in Appendix II. The theories presented herein can be readily extended to the three-span bridge.     

桥塔涡激共振可靠性简化计算方法

针对桥塔在风载荷下的涡激共振可靠性问题,在涡激振动机理与频率锁定现象研究基础上,提出一种计算桥塔涡激振动可靠性的简化方法.将临界风速结合Re数和Strouhal数建立涡激共振下桥塔安全裕度方程,并引入AFOSM求解方法解决非线性问题,利用MATLAB进行可靠性求解程序编制,在保证计算精度的同时大大降低了桥塔涡激振动可靠...     

Traffic‐induced variability in dynamic properties of cable‐stayed bridge

The traffic‐induced variability in the dynamic properties of a cable‐stayed bridge is investigated using ambient vibration measurements. Under a relatively steady wind and temperature environment, the ambient vibration test was conducted on the bridge with normal traffic conditions and totally 24 h acceleration response time histories were recorded. These data are divided into 12 sections with each data section containing 2 h measurements. Thereby the modal variability due to changing traffic loading is investigated through post‐processing of the data in each section in both amplitude and frequency domains. The result indicates that the natural frequencies of the global modes can exhibit as much as 1% variation within a day. The modal amplitudes of each mode as well as the modal deflection at each measurement position vary insignificantly. The damping ratios however are sensitive to the vibration intensity, especially when the deck vibration exceeds a certain level. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

润扬斜拉桥有限元模拟及模态分析

本文主要研究润扬长江大桥北汊斜拉桥以结构健康监测和状态评估为目标的空间有限元模型建立过程中的一些基础性问题。在建模过程中,尽可能多地考虑了一些影响全桥有限元模型精度的因素:如斜拉索的几何非线性(重力垂度和初始应力),将构造正交各向异性钢箱梁桥面板用复合材料力学的方法等效为物理正交各向异性板等。然后应用所建立的有限元模型进行模态分析,最后将有限元模态计算结果与环境振动试验结果进行比较,验证了润扬斜拉桥有限元模型的有效性。由此建立的有限元模型可以为该桥的结构健康监测和状态评估提供分析的基础。     

四渡河大跨悬索桥空间地震响应分析

非一致激励输入对大跨结构响应有着较大影响。本文以四渡河悬索桥为背景,首先根据该桥动力特性对规范反应谱进行调整,基于修正反应谱并考虑相位非平稳性合成地震动位移;然后编制了调索程序来确定有限元模型的初始平衡构型;采用时程法,分别分析了在纵桥向、横桥向以及竖向的非一致激励(行波输入、多点输入)下的悬索桥地震响应。计算结果表明,纵向非一致激励输入增大了悬索桥的地震响应,横向、竖向非一致激励输入的影响有增有减。     

基于弹性拉索的超高墩三塔斜拉桥减震效果研究

为探究超高墩三塔斜拉桥在弹性拉索装置下的减震效果,首先利用SAP2000建立了考虑支座非线性和拉索几何非线性的三维有限元模型;其次基于弹性拉索装置,研究了弹性拉索刚度对三塔斜拉桥地震响应的影响;最后基于数值分析结果并结合某三塔斜拉桥实际工程提出3种减震方案。研究表明:在两边塔塔梁结合处设置弹性拉索可显著减小桥梁在地震作用下的内力和位移响应;提出的方案1(两边塔单根弹性索均为50股,单股刚度均为12000kN/m)、方案2(两边塔单根弹性索均为100股,单股刚度均为10000kN/m)和方案3(15#主塔单根弹性拉索100股,单股刚度10000kN/m;17#主塔单根弹性拉索100股,单股刚度为16000kN/m)相较于无弹性索状态,均可有效降低主塔塔底弯矩、塔底剪力、塔顶位移及主梁纵向位移;相较于方案1,方案2和方案3是更优方案。