薄圆管压电换能器瞬态响应及其在井中激发声场

针对声波测井中采用的柱状薄圆管压电换能器,提出一种研究换能器响应的解析方法.该方法考虑了轴向与径向振动之间的耦合作用,导出置于耦合液体中压电换能器径向位移满足的微分方程和频域传递函数,比较分析了不同激励源作用下换能器的位移响应特性.利用波数域实轴积分法,计算了换能器在弹性地层井孔中激发的声场,研究了不同地层中的波形差异.与前人在假定声源强度的模型下只能求出波场的相对幅度不同,本文得出在一定激励电压作用下换能器在井孔中激发声场的幅度值.这为说明声波测井响应信号的强弱及仪器的声系设计提供了依据,对估计动电效应测井信号的强弱有参考意义.     

大功率压电换能器的设计

为了解决截渗墙等形体复杂的混凝土结构及岩体的质量检测问题,开展了声波相控震源初步研究工作.声波相控震源的设计和制作需要发射功率比较大,余震比较短的发射换能器.设计制作这类换能器除了选择电－声转换系数比较大的压电材料和几何尺寸外,还有一个重要因素就是换能器背衬的设计.将所测介质与换能器合在一起,本文用一维多层介质声波传播的物理模型进行研究,用所测介质位移的透射系数分析换能器背衬参数对换能器发射效率的影响.计算了背衬参数改变时位移透射系数随频率的变化曲线.在1kHz附近,背衬长度对透射系数影响比较大.以计算结果为指导,设计制作了四个大功率压电换能器,在黄河堤防截渗墙进行了实验,测量波形中有多个幅度比较明显的后续波,为进一步分析截渗墙特征提供了基础.     

实验室三分量换能器的研制

实验室三分量换能器的研制刘晓红（中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所）主题词地震模拟实验,岩石物性测量,换能器超声脉冲技术的发展使得地震学家有可能在实验室中对地震学问题进行模拟实验研究．５０年代ＯｌｉＶｅｒ（１９５）进行了二维地震模型研究,此...     

超声成像测井换能器的实验研究

随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像,为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率,需要安装多个换能器同时进行测量,换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果,本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换能器的响应特性进行研究.实验测试系统主要由高精度定位控制系统、PXI采集系统、针形水听器、OLYMPUS 5077PR信号源、信号转换器、载物台、示波器等构成,是一个具有4自由度的小型声学定位测控系统.实验主要包括超声换能器的轴线声场测量以及指向性测量.对超声换能器的轴线声场进行测量,得到了换能器的远近场临界距离和幅度响应特性,实验表明换能器远近场临界距离在3.25 cm附近,各个换能器的幅度响应特性一致性较好.通过对换能器指向性进行测量,表明3 dB角宽大致在12°左右,换能器具有较好的聚焦特性.该研究提供一种评价超声成像测井换能器的有效方法,为仪器研制过程中的换能器匹配选择提供依据,可为超声成像测井仪器的研制提供有力支撑.     

钻柱系统传输特性分析

钻头振动信号的准确提取与恢复是随钻地震勘探的关键问题.传统的提取方法是利用钻柱顶部的参考传感器记录在钻柱中传播的钻头振动信号.因此钻头振动信号在整个钻柱系统中的传输机制是亟需解决.本文基于传递矩阵算法,分析了钻头震源信号在周期性性钻杆中的传输过程,并进一步推导了非周期性钻杆(底部钻具组合,Bottom Hole Assembly,简称BHA)的传输方程,引入了能量比例因子,解决了BHA传输能量高于输入能量的难题,进而构建了整个钻柱系统中钻头震源信号的传输机制,实现了整个钻柱系统中钻头震源信号传输特性的分析.根据实际的钻柱系统模型,通过正演模拟分析了它的综合传输特性.结果显示,钻柱系统的频率滤波效应对钻柱轴向波的传输影响较小,并且其能量损失不会超过20%.本文构建的钻柱系统传输机制能够为钻头震源信号的精准提取提供有力的支撑.     

强震地面运动频谱特性的统计分析

本文利用国内外56次地震的147个重要地面运动加速度记录进行统计回归分析,得到反映强震地面运动加速度富氏振幅谱和伪速度反应谱与地震震级、震中距和记录场地条件的统计关系。这些记录中7级以上大震、震中距小于20公里的近场记录和基岩场地上的记录占有一定比例,统计样本各类数据的分布比较合理。采用场地等效固有周期(以下简称场地固有周期)代替常用的场地分类形式进行统计,在一定程度上克服了场地分类标准不明确的缺点。场地固有周期依据地质钻探资料计算,从而能比较准确地反映与场地特征有关的强震地面运动的频谱特征随震级、震中距和场地固有周期的变化规律,为实际工程应用和抗震理论研究提供可靠的经验公式。     

高频GPS坐标时序的噪声特性分析

为研究高频GPS坐标时序的噪声特性,对芦山地震前后三天,北京时间8:00—9:00,位于四川盆地8个CORS站50Hz的高频观测资料进行解算与分析。分析过程中,分别采用恒星日滤波和主成分滤波分析以及去除时空噪声,并采用功率谱分析经滤波后的坐标时序。结果表明,高频GPS坐标时序的谱指数在1.6~2.0间,符合白噪声+随机游走噪声模型特性。建议当利用高频GPS研究地表运动特性、监测大型建筑的运动结构或确定GPS动态实验平台姿态时,应考虑高频GPS坐标时序的这一噪声特性。     

车载作用下箱形截面梁振动特性的瞬态动力学分析

论文根据磁浮交通道岔梁的结构及受力特点,通过建立合理的瞬态动力学数值模型,把列车作为高速运行的荷载动态作用于道岔梁上。采用瞬态拟动力学方法模拟钢结构梁动力响应特性。研究了道岔梁上关键点位置相应的振幅、反应加速度及其时效特性。通过计算比较精确地获得工程实际中最为关注的梁的最大振动位移和加速度。研究成果可为高速磁浮实际工程设计提供借鉴。     

声发射信号频谱分析系统

声发射现象不仅在工程上,而且在地质上得到越来越广泛的研究。岩石声发射信号的频谱携带着有关材料特性,破裂机制以及信号传播路径上的构造特征等信息。因此声发射频谱分析成了声发射研究工作中最基本的工作之一。 1.声发射信号的基本特征及频谱分析系统存在的问题 个别的声发射信号是不可重复的单次性瞬态信号。一般认为,声发射信号是一种宽频带信号。它所复     

宁夏及邻区地震震源衰减模型及震源参数研究

选取2003年1月至2011年12月宁夏及邻区发生的201个M_L2.0以上地震事件进行反演, 用经验格林函数计算得到本区地震震源谱衰减模型。 在已知非弹性衰减系数和场地响应的条件下, 计算得到震源谱并研究了近震震级与拐角频率、 地震矩、 震源破裂半径及应力降之间的关系。 详细分析了震源参数误差大小及各种误差影响因素。 对剩余应力降时空演化特征分析研究结果表明: 高剩余应力降集中分布在宁夏北部宁蒙交界地区、 低剩余应力降分布在宁夏中部同心、 中卫一带, 银川盆地中南部的吴灵地区和宁夏南部海原断裂带中东段剩余应力降变化较为明显, 在时间分布上这两个区域剩余应力降在中强地震前均有降低—增强的趋势。     

2000年6月4日印度尼西亚苏门答腊南部 Ms 8.0地震的时空破裂过程

利用全球地震台网的长周期地震仪记录到的远震体波反演了 2 0 0 0年 6月 4日印度尼西亚苏门答腊南部MS8 0地震的时空破裂过程。从P波和S波提取的震源时间函数的方向性效应都清楚地表明 :走向为 199°的节面为断层面 ,地震是从东北向西南方向的单侧破裂。这次地震破裂持续了约 16s。破裂区长约 95km ,宽约 6 0km ,平均静态位错约 11m ,最大静态位错达2 7m。平均静态应力降约为 90MPa ,最大静态应力降达 2 2 0MPa。     

用强震动观测资料估算2007年宁洱M_S6.4地震震源参数

通过对2007年6月3日宁洱M_S 6.4、M_S 5.1两次地震的强震动台站观测记录的谱分析,估算了两次地震的辐射能量、地震矩、矩震级等震源参数.结果表明,虽然对拐角频率、应力降等参数各台站的估算结果离散性较大,效果不甚理想,但利用近场强震动观测记录,可以对地震辐射能量、地震矩、矩震级3个参数作出较好的估计.     

由震源时间函数估算地震辐射能量

用实际地震观测中得到的震源时间函数讨论了地震辐射能量的测定问题。指出从辐射能量测定的角度看，实际地震的震源时间函数可以简化为三角形函数，同时一些复杂的地震可用两个或更多的三角形函数来表示。用三角形函数作为实际震源时间函数的简化，估算了一些地震的辐射能量。将NEIC的辐射能量测定结果与用震源时间函数得到的辐射能量的结果进行比较，结果表明两种估计具有比较好的一致性。     

关于有限断层计算模型的研究——考虑位错时、空不均匀分布的滑动时间函数

断层面上某一点的滑动时间函数需要用三个参数来表达:断层的平均位错量、上升时间和破裂传播的时间延迟。本文基于有限断层模型,根据断层面上每个子源的位错量时、空不均匀分布特征,采用Brune模型系统确定了相应滑动时间函数的三个参数,构建了位错量呈时、空不均匀分布的有限断层滑动模型。该方法可以表现破裂面上断层位错量在时间和空间上分布的不均匀特征,既能够表现震源的复杂性同时又能够简化震源模型的构建过程,为考虑断层附近的强地震动数值模拟计算提供了有效的途径。     

使用CDSN资料确定澜沧地震震源参数

本文使用中国ＣＤＳＮ长周期数字资料,采用理论地震图试错法,确定了１９８８年云南澜沧７．６级强震的震源机制参数,改进Ｋｉｋｕｃｈｉ方法,计算出震源破裂时间过程函数,讨论了该地区发展地质构造。     

井下地震计的P波接收函数正演计算及其稳定性研究——以首都圈地区为例

井下地震计波形记录的P波垂向分量存在频谱极小（spectrum null）现象,导致接收函数的结果不稳定.本文以首都圈地区为例,基于平面波入射的传播矩阵理论,发展了用于计算井下地震计的接收函数正演方法.在此基础上,分析了井下地震计波形垂向分量频谱极小现象,研究其对接收函数稳定性的影响.结果表明,井下地震计波形记录垂向分量的频谱极小开始出现的频率和地震计的埋深相关.该现象可造成反卷积提取的接收函数不稳定,且不稳定情况出现在频谱极小附近的频段,可通过选择合适的高斯因子压制其对接收函数的影响.

     

Study on the Source Parameters of Earthquakes in the Middle Eastern Area of North Tianshan in Xinjiang

INTRODUCTIONThe study of source parameters is usually based oninversionfromobservational seismic waveformdata.Seismic wave affected bygeometric spreading,inelastic attenuation,scatteringandsite effects ofthe mediumontheir way fromsource to station.Therefo…