波在饱和多孔介质与弹性固体介质交界面上的界面效应

本利用Ｂｉｏｔ饱和多孔介质动力学理论及饱和多孔介质和固体介质交界面的连续条件,推导了平面ＰＩ波以任意角饱和多孔介质向弹性固体介质入射时,反射快Ｐ１波,慢ＰＨ波和ＳＶ波和透射Ｐ波、ＳＶ波系数的计算公式,并给出一算例,本不考虑饱和多孔介质中液体渗流的能量耗散。     

饱和多孔岩石弛豫衰减对时间和温度的依赖性

通过饱和多孔岩石的低频亚共振试验 ,得到了饱和多孔岩石的内耗峰是典型的弛豫峰的结论 .不同的饱和液体、不同的岩石导致不同的弛豫峰特征 ,饱和岩石的弛豫特性 ,是寻找油田、地热田和预测储层的物性基础 .试验结果表明 ,饱和多孔岩石都具有一个共同的特性---时间和温度的等效性 ,即降低温度与增加振动频率是等效的 ,这就是饱和多孔岩石的弛豫共性 .     

饱和多孔岩石弛豫衰减对时间和温度的依赖性

通过饱和多孔岩石的低频亚共振试验 ,得到了饱和多孔岩石的内耗峰是典型的弛豫峰的结论 .不同的饱和液体、不同的岩石导致不同的弛豫峰特征 ,饱和岩石的弛豫特性 ,是寻找油田、地热田和预测储层的物性基础 .试验结果表明 ,饱和多孔岩石都具有一个共同的特性———时间和温度的等效性 ,即降低温度与增加振动频率是等效的 ,这就是饱和多孔岩石的弛豫共性 .     

饱和多孔岩石应力波的衰减特性

在0.01～100 Hz频率范围内，采用粘弹谱仪进行了3种孔隙度的干燥和饱和砂岩的动态力学频率谱和温度谱试验，取得衰减和模量在不同温度峰的频率响应．饱和砂岩的衰减随砂岩孔隙度的增加而增大；复模量随孔隙度的增加亏损增大，频散程度增强；并对频率谱和温度谱的对应关系进行了讨论．      

流体饱和多孔介质波动方程的有限元解法

讨论了流体饱和多孔介质中波传播问题的有限元解法,首先在Ｂｉｏｔ理论的基础 上,概述了数学问题的提法,然后提出了一种新型简便的人工边界上的无反射边界条件,同时 给出了有人工边界时流体饱和多孔介质波动方程的有限元计算公式．数值试验的结果表明, 本文提出的无反射边界条件和数值方法均很有效．     

流体饱和多孔介质波动方程的有限元解法

讨论了流体饱和多孔介质中波传播问题的有限元解法,首先在Ｂｉｏｔ理论的基础 上,概述了数学问题的提法,然后提出了一种新型简便的人工边界上的无反射边界条件,同时 给出了有人工边界时流体饱和多孔介质波动方程的有限元计算公式．数值试验的结果表明, 本文提出的无反射边界条件和数值方法均很有效．     

流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程，采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播，以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限域的外行波的能量的吸收作用。从而形成一种流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界。数值算例表明：边界的精度和稳定性高于现有的黏性边界、黏弹性人工边界及一阶透射边界。     

饱和多孔微极介质的波动方程及其势函数方程

土是由一定尺寸大小颗粒所构成的多孔介质,具有明显的颗粒特性,当土颗粒间的孔隙被流体（如水或油）充满时则成为饱和土.利用微极理论和Biot波动理论的研究成果,把饱和土中多孔固体骨架部分近似地视为微极介质,孔隙中的流体部分视为质点介质,获得饱和多孔微极介质的弹性波动方程.借鉴Greetsma理论,建立了饱和多孔微极介质弹性本构方程力学参数与相应单相介质弹性参数的相互关系,使饱和多孔微极介质弹性波动方程中的物理参数具有明确的物理意义,易于在试验中确定.运用场论理论把饱和多孔微极介质的波动方程简化为势函数方程,建立了饱和多孔微极介质中五种弹性波的弥散方程,数值分析了五种简谐体波在无限饱和多孔微极介质中的传播特性. 结果表明,P1波、P2波和剪切S1波的波速弥散曲线与经典饱和多孔介质基本相同,当频率小于临界频率ω0时旋转纵波θ波和横波S2波不存在,当频率大于临界频率ω0时,θ波和S2波的传播速度随频率增加而减小.     

饱和多孔介质顶盖驱动方腔流动量传递分析

本文以经典的孔隙介质顶盖驱动方腔流动为研究对象,完善流体动量传递机制,发展高精度数值模拟技术,分析流体动量传递特征及其主要控制因素.     

不含金属矿物的饱和多孔介质激发极化机理与模型综述

实验室研究发现不含金属矿物的饱和多孔介质激发极化参数受岩石物理特性影响,建立岩心尺度的低频(<10⁶ Hz)复电导率与孔隙结构参数、流体属性等因素之间的定量关系对解释激发极化数据具有重要指导意义.然而,产生激发极化效应的原因还未形成统一的物理/化学过程认识,现有理论未能完全解释激发极化数据,激电参数与多孔介质结构参数之间的定量关系缺少深入的机理研究.为此,本文首先阐述了双电层理论和用以解释激发极化效应的机理,包括Stern层极化、膜极化、Maxwell-Wagner极化和动电效应等;其次,总结了现有激发极化模型研究的最新进展,包括等效电路模型、Stern层极化模型、膜极化模型、等效介质模型等.综述表明：(1)低频激发极化效应的微观机理仍未达成统一认知,在特定条件下,膜极化模型与Stern层极化模型都能解释低频激发极化数据;(2)特征弛豫时间受孔径或粒径控制仍存在争议.     

基于Comsol的饱和多孔介质动力方程的数值模拟及应用

两相饱和多孔介质的动力响应问题在地震工程领域具有重要的研究意义,由于涉及到固相和液相的动力耦合,使得该问题的求解尤为复杂。本文利用Comsol在求解多场耦合问题上的优点,针对Biot饱和多孔介质u-U耦合形式下的波动方程特征,经过一系列微分算子运算和矩阵变换得到导数形式下的波动方程,基于Comsol Multiphysics提供的广义偏微分方程模式对变形后的波动方程进行求解,并把改进后的无限元边界应用到无限域动力问题的模拟中。通过与饱和多孔介质动力响应的解析解进行对比,验证模型求解技术的可行性和正确性,并在此基础上讨论饱和土地基中空沟隔振效果与饱和土体参数孔隙率、泊松比的关系。通过研究分析,可以为饱和土地基中空沟隔振设计提供一些有价值的参考。     

液体-固体相互作用的电力变压器结构的地震响应分析

本文采用有限单元法分析了电力变压器结构的动力特性,并考虑了其中液体对变压器结构动力特性的影响。文中提出一种可供变压器结构抗震分析的方法并以ＳＦＳＺ８－３１５００／１１０型变压器为例进行了理论计算,结果表明：本文提供的分析方法是可靠的,可以满足电力变压器行业抗震设计分析的需要。     

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。     

饱和多孔介质近场波动分析的一种黏弹性人工边界

采用有限模型数值方法求解能量开放系统中的波动问题时,虚拟人工边界的处理方式对计算结果的准确性和精度具有重要的影响.本文针对无限域饱和多孔介质中波传播问题的人工边界处理方式进行了研究,提出了饱和多孔介质近场波动分析的一种黏弹性人工边界处理方法.在考虑多孔介质中固相和液相的相互作用的情况下,通过在人工边界处分别施加反映固相和液相介质波传播效应的弹簧及阻尼来模拟饱和多孔介质中波的能量辐射效应影响.算例表明,本文建议的黏弹性人工边界具有较好的模拟效果.     

饱和多孔介质多相流体系中孔隙压传播数值分析

孔隙压波传播与衰减对解释深部流体在地震孕育、触发和断裂活动过程中的作用机制,以及石油与天然成藏机理等方面具有重要的学术和应用价值.目前孔隙压波的理论与计算以孔隙弹性介质理论、BISQ 理论为基础.Biot孔隙弹性理论仅考虑流体沿着波的传播方向发生流动,严重低估了Biot损失.Squirt机理考虑了微裂隙中粘性流体的局部流动,能够合理地解释超声波的衰减特征.     

一种声波在固体和液体中传播的显示方法

给出了一种声波在固体和液体中传播过程的显示方法.该方法能够显示声波在二维平面内的动态传播过程.与动态光弹法、施利仑(Schlieren)法等声传播显示方法相比,该方法不仅能够同时显示不同时刻固体、液体中的声场,而且还适应于非透明固体;另外,对样品的残余应力没有要求,制作比较容易;但是,测量的声场是间接的,受接收换能器余震和液体直达波影响.将铝板放在液体里,记录到了在铝板中传播的纵波、横波和面波,在液体中传播的直达波以及3种首波,它们分别与铝板中传播的纵波、横波和面波相耦合,并且直观地显示了铝板与液体界面上所传播声波之间的耦合关系;将有机玻璃放在液体中,记录了有机玻璃中传播的声波及其与液体中所传播声波的耦合关系.      

饱和多孔介质中孔隙压传播激波管实验及其数值分析技术

基于X-Ray CT扫描技术,利用激波管技术和光纤传感器测定饱和砂岩试样中孔隙压动态信号,识别孔隙压波的结构,分析孔隙压传播速度和衰减特征,讨论孔隙压与压缩波速度的关系.考虑流体和固体之间动量和能量输送机制,完善了非线性流固耦合模式及其高精度时空守恒(CE/SE)数值方法.     

固体液体分界面处P波和S波波场的分离

在地震勘探中,Ｐ波和Ｓ波入射到一固体液体分界面处时,在该分界处的水平检波器和垂直检波器将接受到相位的响应垂直的响应。垂直检波器的响应与在自由界面处的垂直检波器 响应大概相同,而水平检波器对Ｐ波的响应相对于对Ｓ波的 来说要强。     

核电机架系统边界条件对抗震性能的影响

机架系统是核电领域内使用较多的承载平台,主要功能是确保机架系统内安装设备正常运行,避免与危险因素接触,保护设备操作人员的安全.在地震作用下,机架系统易发生结构变形、倾倒、开裂等多种破坏.根据机架系统边界条件对其抗震性能的影响,通过选型测试,在机架系统底部增加减隔震装置,结合计算分析和实验对比,分析机架系统不同边界条件在...