基于纤维模型的CFT框架柱滞回性能模拟及模型灵敏度分析

研究了基于纤维模型的CFT框架柱滞回性能模拟的建模方法,建立了基于不同材料本构模型的CFT框架柱数值模型,并探讨了材料本构关系、纤维截面网格划分、积分点数量等因素对模拟精度的影响。以试验为依据,运用Opensees软件,通过计算结果与试验结果的对比,分析了影响滞回模型计算精度的主要因素。结果表明,受约束混凝土本构关系的下降段,钢材本构关系的强化段,是影响滞回模型准确性的主要因素,而网格划分和积分点数量的影响则主要体现在程序运行速率方面。研究将为基于纤维模型法的CFT框架柱滞回性能模拟分析提供理论依据。     

地球外部扰动重力严密改化模型及分析检验

直接积分模型是计算地球外部扰动重力的主要数学工具,将全球积分模型改化为局域积分模型是实现地球外部重力场赋值的前提条件.相比表层积分模型和向上延拓积分模型,Stokes积分模型要求的输入信息种类最少,故在减轻数据保障压力方面具有比较明显的优势.在实施Stokes积分模型工程化应用过程中,我们发现扰动重力径向分量积分模型从...     

地震危险性分析的经验点椭圆模型

本文系统建立地震危险性分析的经验点椭圆模型。对多数地区,等震线略具狭长的形状,经验点椭圆模型可以减小点源模型和断层破裂模型的系统偏差。本文给出了经验点椭圆模型的具体计算方法和实用计算程序EPEMSHA（Empirical point-ellipse model for seismic hazard analysis）。在关键性的条件概率P(Ii|Ei,m)的计算中,本文将关于面积的积分设法解析,从而提高了计算精度和速度。      

中国大陆地震空间分布模型检验

本文以中国大陆地震目录为基础资料,以泊松模型为零假设模型,并将Neyman-Scott空间丛集过程的各子模型设为检验模型,采用K-function点过程分析法和最大似然估计法计算各模型参数,并以AIC准侧判定模型的拟合优度,来检验中国大陆地震空间分布模型.检验结果表明:泊松模型的拟合优度最差,说明地震在空间的分布不是完全随机的;广义Thomas模型的拟合优度最好,说明地震的空间分布是丛集的,可用由两个高斯核组成的广义Thomas模型较好地描述.研究结果还表明,同一研究区内,采用不同时段具有不同最小完整起始震级的地震目录计算得到的地震空间分布的丛集尺度几乎不变,这意味着地震空间丛集尺度不受小地震的控制,且可能与研究区的断层规模有关.     

矩形大定源层状模型瞬变电磁响应计算

针对矩形大定源介绍了一种层状导电模型瞬变电磁响应的快速计算方法.其基本思想是,将大定源回线源用较少的有限大小方形回线叠加.在频率域,该叠加过程导出矩形大定源回线模型响应可以表示为一个标准的Hankel积分,叠加效应仅仅是相应Bessel函数的空间积分过程.瞬变电磁响应可以利用余弦变换由频率域响应获得.均匀半空间模型计算结果和解析解较为吻合,层状模型模拟结果符合物理规律,不同测点位置感应电动势的视电阻率具有很好的一致性.新方法误差只是来源于圆回线对小方形回线的等效误差.与均匀半空间解析结果比较,只用16个方形回线等效,相对误差就可以小于10^-3.     

高墩抗震梁桥单墩模型地震时程响应分析

直接基于经典的欧拉梁理论,推导针对规则高墩梁桥单墩模型弹性阶段地震时程响应的半解析计算步骤,考虑梁墩铰接的形式,在墩底引入等效基础弹簧变形协调条件,解析的获得各阶实模态和频率方程,用牛顿法搜索各阶频率．应用振型叠加法求解体系的地震时程响应。最后应用该方法对一高墩梁桥单墩模型的地震响应进行分析,与离散模型的有限元时程积分的结果比较表明了方法的有效性。     

SNREI地球模型负荷勒夫数数值计算的新进展

基于Ｌｏｎｇｍａｎ和Ｆａｒｒｅｌｌ的表面负荷形变理论，深入研究计算ＳＮＲＥＩ弹性地球模型表面负荷勒夫数的数值计算方法，取得新的进展：采用了一种新的代换方法─ｒ￣ｎ因子法，比传统的无量纲化法简单易行，且能达到很高的计算精度；确立了检验表面边界条件、微分方程积分线性性和计算结果的收敛性，用于评价数值计算结果精度的有效准则；给出了ＰＲＥＭ地球模型的一组高精度计算结果．     

武汉超导重力仪观测最新结果和海潮模型研究

利用武汉台站GWR_C032超导重力仪观测资料,在对原始数据进行有效预处理的基础上作调和分析,获得反映地球内部介质特征的重力潮汐参数.基于卫星测高技术和有限元方法同时考虑验潮站数据作约束条件获得的多个全球海潮模型,利用负荷理论和数值褶积积分技术计算了重力负荷,对周日和半日频段内的重力潮汐参数实施负荷改正,提出了“负荷改正有效性”概念,研究了全球海潮模型适应性.数值结果说明,海潮改正的有效性高达91%（O1,NAO99）和92%（M2,ORI96）.基于11个海潮模型对主波（O1,K1,M2和S2）的负荷改正说明平均有效性为（86%,70%,73%和84%）,振幅因子与理论模型间的差异分别从（212%,155%,116%和080%）降到（031%,039%,034%和008%）,同时还说明利用NAO99和ORI96全球海潮模型能获得比其他模型更佳的负荷改正效果.文章还利用国际地球动力学计划网络其他7个台站的超导重力仪观测研究了全球海潮模型的适定性问题,结果说明不同模型中不同潮波具有明显的区域特点,早期构制的SCW80全球海潮模型仍可作为大地测量研究中的重要参考模型.     

混合地震模型的建立及其科学意义

利用中国西部古地震和历史地震资料建立了特征地震模型并与分档泊松模型结合组成混合地震模型。研究了青藏高原东南缘的重要地震带鲜水河－小江断裂地区的地震危险性,并与1990年出版的中国地震区划图结果进行了比较,表明在1786年曾经发生过73／4级地震的康定地区（离浙时间为213a,地震复地周期为320a）的地震概率大于后,Ⅷ度区面积同样是前大于后。这说明地震离逝时间与地震复发周期关系对地震危险性计算是有影响的,特征地震与混合地震模型的引入解决了泊松模型无记忆性的缺陷,使计算的结果更科学、合理。     

复杂加载路径下堆石料动力本构模型及数值模拟

采用所发展的亚塑性边界面模型，对堆石料在不同固结应力状态、排水条件和加载方式下的典型试验进行了数值模拟分析。在本构模型的数值实施中，联合应用自适应多步回退欧拉积分规律和局部迭代加快了迭代收敛的速度，提高了积分精度，进而编制了计算程序TESTROCK。数值模拟结果与已有试验成果的对比分析表明，该模型能够合理、有效地反映堆石料在复杂加载路径下的变形和强度特性，为深入揭示堆石料变形和孔隙水压力的发展特性和进行高混凝土面板堆石坝的非线性耦合静动力分析提供了理论基础。     

On the computation of the electrical potential inside a horizontally‐layered half‐space

A new formulation is proposed for the electrical potential developed inside a horizontally‐layered half‐space for a direct current point‐source at the surface. The recursion formula for the kernel coefficient in the potential integral is simpler than the generally used two‐coefficient recursion. The numerical difficulties that may occur during the computation of the integrals and near the source axis are examined and solutions are proposed. The set of equations permits a stable and accurate computation of the tabular potential everywhere in the medium.     

Application of the Maslov Seismogram Method in Three Dimensions

Asymptotic methods provide an efficient way to compute seismograms in heterogeneous media. However, zeroth-order ray theory, the simplest of the asymptotic methods, often fails because of the presence of caustics. Maslov theory is an extension of zeroth-order ray theory, which gives a uniformly valid expression of the wavefield everywhere, including the caustics. This result is given in terms of an integral of ray data over one or two ray parameters. It is shown in this paper how geometrical arrivals are constructed in the one and two-parameter Maslov integrals.In practice Maslov seismograms have been computed using only one ray parameter. However, in three-dimensional media two parameters are needed to uniquely define a ray. In this paper we present an efficient algorithm to compute two-parameter Maslov integrals. The Maslov integral is evaluated by computing the frequency-to-time Fourier transform prior to integration over the ray parameters. The wavefield is then discretized by smoothing with a boxcar function. The resulting expression, which only requires the results of ordinary kinematic and dynamic ray tracing, cen be computed efficiently and robustly. A numerical example is given that illustrates the use of this algorithm.     

ELASTIC EXTRAPOLATION OF PRIMARY SEISMIC P- AND S-WAVES1

The elastic Kirchhoff-Helmholtz integral expresses the components of the monochromatic displacement vector at any point A in terms of the displacement field and the stress field at any closed surface surrounding A. By introducing Green's functions for P- and S-waves, the elastic Kirchhoff-Helmholtz integral is modified such that it expresses either the P-wave or the S-wave at A in terms of the elastic wavefield at the closed surface. This modified elastic Kirchhoff-Helmholtz integral is transformed into one-way elastic Rayleigh-type integrals for forward extrapolation of downgoing and upgoing P- and S-waves. We also derive one-way elastic Rayleigh-type integrals for inverse extrapolation of downgoing and upgoing P- and S-waves. The one-way elastic extrapolation operators derived in this paper are the basis for a new prestack migration scheme for elastic data.     

Far-zone contributions to the gravity field quantities by means of Molodensky’s truncation coefficients

To reduce the numerical complexity of inverse solutions to large systems of discretised integral equations in gravimetric geoid/quasigeoid modelling, the surface domain of Green’s integrals is subdivided into the near-zone and far-zone integration sub-domains. The inversion is performed for the near zone using regional detailed gravity data. The farzone contributions to the gravity field quantities are estimated from an available global geopotential model using techniques for a spherical harmonic analysis of the gravity field. For computing the far-zone contributions by means of Green’s integrals, truncation coefficients are applied. Different forms of truncation coefficients have been derived depending on a type of integrals in solving various geodetic boundary-value problems. In this study, we utilise Molodensky’s truncation coefficients to Green’s integrals for computing the far-zone contributions to the disturbing potential, the gravity disturbance, and the gravity anomaly. We also demonstrate that Molodensky’s truncation coefficients can be uniformly applied to all types of Green’s integrals used in solving the boundaryvalue problems. The numerical example of the far-zone contributions to the gravity field quantities is given over the area of study which comprises the Canadian Rocky Mountains. The coefficients of a global geopotential model and a detailed digital terrain model are used as input data.     

一种新的三维大地电磁积分方程正演方法

采用规则六面体单元和并矢Green函数奇异积分等效积分技术,已有的大地电磁积分正演方法具有不能有效模拟地下复杂地质体和计算精度偏低的缺点.本文提出了一种新的三维大地电磁积分方程正演技术,即采用四面体单元、解析的并矢Green函数奇异积分表达式,达到既能模拟地下复杂异常体,又能有效提高已有积分方程法计算精度的目的.首先,采用四面体网格技术离散地下复杂异常体,获得四面体单元上的大地电磁积分方程.然后,利用针对四面体单元开发的新的奇异值积分的解析表达式,准确计算线性方程中的并矢Green函数的奇异积分,从而获得精确的线性方程.借助于PARDISO高性能并行直接求解器,实现了三维大地电磁问题的高精度求解.最后,基于国际标准3D-1模型和六棱柱模型,通过与其他方法结果的对比分析,验证了本文方法的正确性、处理高电导率对比度的能力(1000:1)和处理复杂模型的能力.     

垂直地震力作用下弹性半空间上扁壳基础的解析解

用布希涅斯克定义的弹性半空间内的垂直位移包括两项积分,除了积分号前面系数的差别之外,第一项积分是单层位势而第二项积分为双层位势。若扁壳基础是正高斯曲率的几何曲面,则壳底与半空间表面间的挤压强度就是半空间表面作用的分布垂直荷载。当越过边界时,双层势位的函数值和单层势位的法向导数值发生跳跃。利用这些性质,本文得出布希涅斯克积分的反演公式,从而避开要求解偏微分—积分方程组的巨大数学困难而易于得出解析解。以椭园抛物面扁壳为例说明本文方法的应用。     

三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法

提出了一种用边界元法计算频率域人工源三维地形电磁场的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件，将上半空间（空气）和下半空间（地下介质）两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中，假设单元中电磁场为无限大气空间电磁场与地形影响的叠加,并假设地形影响为常项,这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算，每一个矢量面积分方程分解为对应三个坐标方向的三个常量线性方程，这些线性方程组成了对角占优的线性方程组，可用SSOR方法求解.文中给出了垂直磁偶源的垂直磁场地形影响的例子.     

埋地目标体矢量电磁散射的一种快速正演算法

利用积分方程方法以及半空间并矢格林函数的快速算法对埋地目标体矢量电磁散射进行正演计算。首先,利用半空间电磁并矢格林函数建立起埋地目标体的体积分方程。然后通过将空间偏导转移至格林函数谱域积分的积分号之外,并采用离散复镜像方法来近似余下的零阶索末菲积分,进一步得到并矢格林函数各个分量的闭合形式。由于避免了对索末菲积分的繁琐数值计算,使得生成反应矩阵和计算散射场时由半空间并矢格林函数计算带来的瓶颈问题得到较好的克服,因而极大地提高了埋地目标体电磁响应正演计算效率,同时也能保证足够的精度。     

From Satellite Gradiometry Data to Subcrustal Stress Due to Mantle Convection

Subcrustal stress induced by mantle convection can be determined by the Earth’s gravitational potential. In this study, the spherical harmonic expansion of the simplified Navier–Stokes equation is developed further so satellite gradiometry data (SGD) can be used to determine the subcrustal stress. To do so, we present two methods for producing the stress components or an equivalent function thereof, the so-called S function, from which the stress components can be computed numerically. First, some integral estimators are presented to integrate the SGD and deliver the stress components and/or the S function. Second, integral equations are constructed for inversion of the SGD to the aforementioned quantities. The kernel functions of the integrals of both approaches are plotted and interpreted. The behaviour of the integral kernels is dependent on the signal and noise spectra in the first approach whilst it does not depend on extra information in the second method. It is shown that recovering the stress from the vertical–vertical gradients, using the integral estimators presented, is suitable, but when using the integral equations the vertical–vertical gradients are recommended for recovering the S function and the vertical–horizontal gradients for the stress components. This study is theoretical and numerical results using synthetic or real data are not given.