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。     

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     

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。     

格值函数的建立及应变值计算模型的推导

对ＹＲＹ－Ⅱ型钻孔应变仪的观测资料进行了较为深入的研究，并对河北省滦县地震台ＹＲＹ－Ⅱ型钻孔应变仪的４套观测数据均给出了格值函数，并给出了应变值计算模型的通用表达式，对钻孔应变仪非线性格值函数的研究有实际意义．     

东亚大陆地震的地球自转动力观测资料分析

东亚大陆大地震的活动带走向、活动方式、震源主压应力方向、总迁移方向,沿纬度的分布和发震频度随时间的变化,均与地球自转速率变化有成因联系。本文从地球自转加速、减速、匀速的变化趋势进行这方面的观测资料分析,证明地球速率变化是东亚大陆地震的基本动力来源     

东海的地质与油气勘探

东海的地质研究和油气勘探已经历了三个阶段:1.利用综合地球物理方法（重力、磁力、地震反射）,阐明东海的大地构造分区及其演化;2.反射地震研究得出东海陆架盆地的新生代构造图;3.在此基础上,详细地震勘探与地震地层学研究,确定出一系列钻探井位。钻探发现油气显示和工业油气流。其中,新钻井灵峰一井展示出寻找油气资源的新课题。     

东海的地质与油气勘探

东海的地质研究和油气勘探已经历了三个阶段:1.利用综合地球物理方法（重力、磁力、地震反射）,阐明东海的大地构造分区及其演化;2.反射地震研究得出东海陆架盆地的新生代构造图;3.在此基础上,详细地震勘探与地震地层学研究,确定出一系列钻探井位。钻探发现油气显示和工业油气流。其中,新钻井灵峰一井展示出寻找油气资源的新课题。     

大同两次Ms5.8地震序列的震源区应力场对比分析

收集了大同１９８９年１０月Ｍｓ５．８地震序列及１９９１年３月Ｍｓ５．８地震序列各１５天的地震资料。经计算分别和到１３５个和１４９个小震震源机制解。通过系统聚类分析发现，两序列震源机制的类型随分布存在一定的差异。分析认为是由第一序列为震群型，第二序列为孤立型的区别所至。详细对比了序列起始２小时和５天的情况，供序列发展趋势的早期判别借鉴。     

上海及邻近地区介质参数的研究

在频率域里研究了上海及邻近地区的Q值、小震震源参数,初步得到如下结果:①以上海佘山为中心,平均直达P波Q值呈方向性分布。在相同震中距下,上海西面溧阳方向(?)值较高,上海北部南黄海方向(?)值较低;溧阳和南黄海地震活跃区域的(?)值比其邻近地震相对不活跃区域的偏高,②相同震级的地震相比之下,上海—溧阳方向的地震破裂尺度小,上海—南黄海方向的地震破裂尺度大;并且震级在2.5—4.0级之间的地震,破裂尺度的数值溧阳的比较集中,南黄海的则比较离散。     

地震时间序列的周期图分析方法和极大熵谱分析方法

利用华北地震区的地震资料（1000～1977）,对地震时间序列进行了周期图分析和极大熵谱分析,提取了隐含在随机噪声中的隐含周期。结果表明,这两种方法所得结果很接近,地震应变能√Ei;释放的隐含周期利用周期图分析提取的主要周期是30年、245年和305年,极大熵谱分析方法提取的主要周期是30年、240年和300年。这三个主要周期存在“倍30”的关系,240年和300年周期是30年周期的整数倍。30年周期反映了各活跃幕中的幕式活动规律,300年周期同各活跃期高潮时段之间的时间差的平均值相符,华北自1000年以来的四个活跃期高潮时段之间的时间差平均值是300年。     

用频谱研究小金地震震源参数

本文用ＣＤＳＮ宽频带数字记录，计算了不对称双侧破裂模式的Ｐ波远场位移谱，用频谱方法研究中强地震的震源参数，并将它应用于１９８９年９月２２日四川小金ＭＳ＝６．６级地震的震源参数研究中。研究结果表明，断层长度为８．４ｋｍ；宽度为２．９ｋｍ；动力学参数：地震矩为４．７×１０１７Ｎ·ｍ；平均位错６４．６ｃｍ；应力降１８．９×１０５Ｐａ．并用余震震源深度分布的空间图象证明了：地震断层为走向ＮＷ３３°的走滑断层，断层面倾向为北东，倾角约为２０°。     

1950-1980年中国地区主磁场模型的建立及分析

本文根据丰富的地磁资料,用泰勒多项式方法推算出1950.0、1960.0、1970.0和1980.0年中国地区的主磁场模型,绘制出各个年代地磁要素的等值线图,分析研究了局部地区地磁场泰勒多项式模型的特点.     

1950—1980年中国地区主磁场模型的建立及分析

本文根据丰富的地磁资料,用泰勒多项式方法推算出1950.0、1960.0、1970.0和1980.0年中国地区的主磁场模型,绘制出各个年代地磁要素的等值线图,分析研究了局部地区地磁场泰勒多项式模型的特点.