基于CPT大直径钢管桩可打入性分析方法研究

在海洋工程当中,大直径钢管桩常采用液压锤进行施工,桩基可打入性的准确预测对实际工程具有重要的意义.为探究静力触探试验(cone penetration test,CPT)锥尖阻力与单位锤击能量的关系,通过将CPT锥尖阻力转化为单位等效锥尖阻力,定义阻能比为单位等效锥尖阻力与单位锤击能量阻力之比,基于 9 个场地、72 根钢管桩打桩记录以及CPT测试结果,探讨了不同土层(粉土层、砂土层以及黏土层)中阻能比随深度变化的关系,提出了基于CPT锥尖阻力的桩基可打入性预测方法.研究结果表明:单位等效锥尖阻力与单位锤击能量随深度变化具有相关性,阻能比在不同土层随深度变化具有各自的规律性.通过获得的不同土层阻能比随深度变化的关系式,利用CPT锥尖阻力可以直接获得打桩需要的单位锤击能量.经工程验证,使用本文提出的方法,预测打桩过程中单位锤击能量可行且具有一定精度.该方法仅需已知CPT锥尖阻力即可对单位锤击能量进行计算,可以快速地对桩基可打入性进行初步评估.     

基于扩散虚土桩法的大直径桩纵向振动研究

在考虑大直径桩尺寸效应及桩端土应力扩散效应情况下,进行了非均质土中大直径桩的纵向振动研究.利用Rayleigh-Love杆理论,考虑大直径桩桩身的横向惯性效应;引入扩散虚土桩模型模拟桩端土对桩身的支承作用;桩侧土考虑径向非均质,采用复刚度传递多圈层平面应变模型——以此建立桩-土耦合振动系统的简化模型.结合边界条件、初始条件和连续条件,推导得出大直径桩桩顶速度的频域解析解和时域半解析解.通过各种工况下相关参数对桩顶动力响应的影响分析,得出非均质土中大直径桩的振动规律.     

一维有耗散波动方程的奇性分析与小波

对系数有强奇性（间断）的波动方程,用通常的线性化简的方法时往往会将数值小但奇性强的项略去,导致结果严重失真。利用小波变换这一工具,可以在化简时保留奇性的主要部分,使所得的结果从奇性分析的观点看来更为精确。此方法曾被用来处理系数有间断的一维波动方程,得到了与精确解的奇性主部完全一致的解．在本文中,我们改进了用小波变换作奇性化简的方法,对系数有间断的一维有耗散波动方程求得了与精确解奇性主部完全一致的解。这说明利用小波分析作奇性化简的方法对高频近似及奇性分析问题是普遍适用的．     

一维有耗散波动方程的奇性分析与小波

对系数有强奇性（间断）的波动方程,用通常的线性化简的方法时往往会将数值小但奇性强的项略去,导致结果严重失真。利用小波变换这一工具,可以在化简时保留奇性的主要部分,使所得的结果从奇性分析的观点看来更为精确。此方法曾被用来处理系数有间断的一维波动方程,得到了与精确解的奇性主部完全一致的解．在本文中,我们改进了用小波变换作奇性化简的方法,对系数有间断的一维有耗散波动方程求得了与精确解奇性主部完全一致的解。这说明利用小波分析作奇性化简的方法对高频近似及奇性分析问题是普遍适用的．     

基于静动法的大直径超长桩承载力实测分析

大直径超长桩在海洋工程和桥梁工程中应用广泛,但目前常用的测试方法均有各自的局限性。针对普通静载费时费力,自平衡测试方法研究不够完善等不足,基于马来西亚槟城二桥工程,采用现场实测方法对砂土地层中大直径超长嵌岩桩的静动法测试进行研究。通过对同一根桩上的自平衡法测试结果进行对比,分析静动法测试大直径超长桩承载力的适用性。通过对比发现,静动法测试结果用传统卸荷点法和分段卸荷点法处理得到的等效静承载力比自平衡法大30%左右;且由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测得的桩身摩阻力也大于自平衡测试结果,需要进行修正。     

可用于复杂地质体的波动方程基准面技术

提出改进的波动方程基准面方法,用于解决地表一致性问题,通过基准面的下移,可以使深部的信号增强,变多值走时为单值走时,从根本上消除了上覆层速度横向不均匀的影响,从而可以更好地解决复杂地质体成像问题。作者从原理上对上述观点给予了证明,而且给出利用波动方程基准面有限差分法做的实例－－大庆油田“陆相断隐模型”。     

在时间域中的大倾角波动方程偏移

本文给出了在时间域中的大倾角波动方程偏移算法。计算了波散引起的偏移误差。用这个算法偏移合成和叠加地震资料,取得了好的效果。最后还给出了复杂断块地区野外地震资料偏移的例子。     

在时间域中的大倾角波动方程偏移

本文给出了在时间域中的大倾角波动方程偏移算法。计算了波散引起的偏移误差。用这个算法偏移合成和叠加地震资料,取得了好的效果。最后还给出了复杂断块地区野外地震资料偏移的例子。     

—维有耗散波动方程的奇性分析与小波

　Applying the usual technique oflinearization to wave equations with strong singularity often produces artifacts, forthose terms with strong singularities are omittedfor they are small in magnitude. Usingthe method of wavelets transform, the main terms in singularities are retained insimplification. So the result is more accurate in a point view of singularity analysis. Wehave applied the mathod to one-dimensional wave equations in inhomogeneous media, and gotthe same main terms in singularities as the accurate ones. In this paper, one-dimensionalwave equations with dissipations in inhomogeneous media are considered. The method ofwavelets analysis is improved,and the same main terms in singularities as the accuratesolutions are obtained as well.So we conclude that applying wavelets analysis tosingularity simplification is always effective, especially to high-frequency approximationand singularity analysis.     

一维波动方程的奇性反演与小波

利用线性化的技巧及Ｇ．Ｂｅｙｌｋｉｎ引进的奇性反演的概念,使波动方程非均匀背景场的反演问题有了实质性的进展,但在进行线性化简时,往往会将数值小但奇性高的项略去．因而使反演结果失真．本文利用小波变换这一工具,在化简时保留了奇性的主要部分,从而使反演所得的结果从奇性分析的观点看来更为精确．     

一维波动方程的奇性反演与小波

利用线性化的技巧及Ｇ．Ｂｅｙｌｋｉｎ引进的奇性反演的概念，使波动方程非均匀背景场的反演问题有了实质性的进展，但在进行线性化简时，往往会将数值小但奇性高的项略去，因而使反演结果失真，本文利用小波变换这一工具，在化简时保留了奇性的主要部分，从而使反演所得的结果从奇性分析的观点看来更为。     

双平方根波动方程偏移速度分析

传统的剩余校正（RMO）偏移速度分析方法基于走时原理,在陡倾角和欠照明地区,因为不能得到充分的角度域信息而失效.本文将展示一种基于波场延拓理论的偏移速度分析方法,即波动方程偏移速度分析（WEMVA）.这种方法先利用成像优化方法获得剩余成像,再利用剩余成像反演剩余速度.此类方法继承了波动方程偏移方法的优点和缺点.波动方程偏移速度分析是一种线性反演方法,它要求对Born近似的展开序列作一阶截断.高阶部分的丢失必然带来巨大的截断误差,因此剩余成像必须也进行线性化,以适应大速度扰动和大延拓步长.因此,在此类算法中,剩余成像的获取和线性化是偏移速度分析的关键.在叠前偏移算子中,因为双平方根算子的数学表达式更为简洁,所以本文基于对波动方程偏移速度分析初步讨论,并通过模型验证其原理.     

三维波动方程基准面校正方法的应用研究

波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代. 在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到三维. 本文采用三维频率空间域有限差分波场延拓算子以“逐步－累加”的方式实现了三维波动方程基准面校正,并对实际数据进行了处理. 对于西部某三维数据的实际计算结果表明,相对于传统的模型法高程静校正,波动方程基准面校正更合理地实现了基准面校正,有助于提高后续的速度分析精度和成像质量.     

大直径钢管桩土塞效应的拟静力判断方法

钢管桩在贯入过程中土塞效应的正确判断对打桩阻力及承载力的预测有重要影响,常用的静力平衡土塞效应判断方法主要适用于小直径钢管桩。随着海洋平台工作水深的不断增加及海上风电工程的建设,直径大于2m的大直径钢管桩被广泛采用,管桩直径的增加改变了桩管内土体的受力与变形特征。通过数值模拟方法获得砂土中不同径长比的钢管桩在打桩过程中桩周土体的破坏模式,确定采用梅耶霍夫公式计算打桩过程中桩端土体阻力,同时分析锤击惯性力对桩管内土塞的影响,提出采用拟静力平衡法判断大直径钢管桩的土塞闭塞效应。开展不同径长比管桩的室内小比尺打桩模型试验,并对实际工程中的土塞闭塞效应进行判断,验证拟静力平衡法对判断大直径钢管桩土塞效应的适用性。     

大直径单桩海上风机横向自振频率实用计算方法

海上风机系统一阶横向自振频率的精确求解是风机振动分析的关键之一。基于Timoshenko梁理论,采用多段等效的方式模拟风机塔筒的连续变截面特性,并考虑土体的分层特点,建立风机系统横向振动方程,通过相邻连接段的位移、转角、弯矩和剪力之间的连续关系,推导出风机系统横向自振频率的半解析解,并与风机实测频率进行对比,验证了本方法的精确性与有效性。同时考虑风机前期设计及运营期间由于风机尺寸、土体参数可能出现的参数变化,对风机尺寸及土层要素进行了参数分析。分析表明：风机系统的横向振动频率受塔筒高度及变截面特性、土体模量、海床平面高度变化、桩径与桩长影响较大,受连接段高度的影响较小。     

任意广角波动方程深度偏移参数优化分析

强横向变速和陡倾角介质的成像问题是地震偏移成像的难点。本文在频率-空间域利用有限差分高阶分裂法求解任意广角波动方程实现了地震偏移成像。试验表明,参考速度的选取是影响成像精度的关键因素。脉冲响应测试表明通过优化参数任意广角波动方程能够以较低阶的方程获得较大的偏移角度。Marmousi模型数据叠前深度偏移试验表明,该方法能够适应强横向变速和陡倾角地质结构的成像,参数优化后能够取得更好的成像效果。     

复杂断块角度域TTI波动方程照明分析

随着实际勘探工作的深入,面向特定地质目标的精细地震波照明分析变得越来越受到关注.目前的照明研究主要基于各向同性假设,而地下介质往往表现出不同强度的各向异性,各向同性波动方程及射线两种照明方法无法真正描述地下介质地震波的传播特征及能量分布.针对各向异性介质波动方程面向目标的照明问题,本文研究了单一介质及复杂断块TTI介质纯p波双程波动方程照明特征,分析了各向异性对照明强度的影响因素.基于纯p波双程波动方程TTI介质照明解决了射线照明存在盲区、实际地下介质存在各向异性、耦合弹性波存在s波干扰及计算代价高等问题.对照明能量进行角度域分解,可以定量分析其不同角度范围的照明能量强度,实现面向地质目标的角度域定向照明.     

波动方程CT技术在地震数据处理中的应用

本文从畸变的Born近似的微扰技术出发,给出了利用广义Radon变换和Fourier积分算子的理论反演介质间断性的原理.将声学的广义Radon变换与经典Radon变换进行类比,近似地导出了声学广义Radon变换的反演公式. 本文对于反射地震学的情况,提出了一种拟线性化方法,考虑了成象点的一次散射场,从某种程度上减少了Born近似对弱散射的苛求. 利用同一模型的理论记录和物理实验记录的反演计算结果对提出的方法进行了验证,并讨论了进一步提高成象精度的方法.     

一维粘弹性波动方程散射反演——小波变换应用

在常背景速度下，运用小波变换求解粘弹性波动方程的散射反问题，本文得到一维粘滞介质中速度扰动函数的反射函数的精确解，采用Ｓｔｏｃｏｋｓ方程，对于Ｖｏｉｇｔ介质，其吸收系数是频率的二次方。     

基于波动方程的多次波压制方法应用研究

本文回顾了多次波衰减方法的研究现状和进展,分析并指出了各种多次波衰减方法的优缺点.多次波衰减方法大致可以分为两类：基于信号分析的滤波类方法和基于波动方程的预测减去法.本文重点介绍了基于波动方程的多次波衰减方法,对比分析了波场延拓法、反馈迭代法和逆散射级数法三种基于波动方程多次波衰减方法的特点,并以模型和实例证明了反馈迭代法多次波衰减的效果.