初始应力及磁场作用下导电粘弹体内的平面波

本文研究初始应力及磁场作用下导电粘弹体内的波动特性。首先导出有初始应力及磁场作用下导电粘弹体运动的基本方程,然后用它去研究流体静压力及单轴初始应力下波动方程的解,从平面简谐波的频散方程,分析了初始应力及磁场对波动传播的影响。粘弹体用Kelvin-Voigt模型,外磁场假定为均匀。所得结果表明,初始应力对波的影响随应力性质不同而有所差异,它既影响波的相速也影响波的衰减。磁场影响的大小决定于外磁场的强弱。从本文所得公式中,令外磁场为零,可得初始应力对波特性的影响;如令初始应力为零,就得到磁场对波的影响结果;令两者同时为零,即得粘弹波的经典结果。     

热弹性介质中波传播特征

深层-超深层油气地震勘探涉及高温介质地震波传播问题,热弹介质参数对地震波传播有重要影响.含弛豫时间修正项的Lord-Shulman双曲型耦合热弹波动方程从理论上预测了热弹性介质中存在快纵波、慢纵波(一种准静态慢纵波,简称热波)和横波的传播,两个纵波为热耗散衰减波而横波不受介质热特性的影响.本文结合平面波频散分析和格林函数法数值模拟,详细研究两个热耗散衰减波的频散和衰减特征,着重分析热导率、热膨胀系数及比热的变化对波速和衰减的影响.研究表明热导率作为主要参数决定了波速与衰减的临界变化,热膨胀系数对波速和衰减的幅度有明显影响,比热则兼顾了前两个热弹系数的影响特征.最后,利用热弹性动力学频率域的二阶格林函数进行波场快照数值模拟,展示热弹性介质中纵波、横波和热波的传播行为.     

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...     

较复杂介质波场计算中的一种透射边界

传统的人工边界是在声波或弹性波分解为内行和外行分量的基础上设计的.对于较复杂的介质模型（如粘弹介质、弹塑介质、塑性介质模型等）,地震波不能简单地分解为各自满足其运动方程的纵波、横波等成分,且地震波在传播过程中还有衰减现象,因此传统的人工边界已不能有效地用于非弹性的较复杂介质的波场模拟.本文提出了一种适合于更一般的地震模型的波场计算的透射边界条件,并以粘弹介质的一个较简单的二维几何模型为例,通过有限元数值求解这种透射边界和刚性边界下粘弹波的激发和传播,得到地面合成地震记录,证明了这种透射边界用于较复杂介质波场计算是可行的.     

粘弹各向异性介质中地震波场模拟与特征

通过引入记忆变量,可以避免粘弹性应力-应变关系中的褶积运算,使波场数值模拟易于实现.通过伪谱法对粘弹各向异性介质中的qP波、qS波数值模拟,结合理论分析,研究了粘弹各向异性介质中速度各向异性和衰减各向异性.衰减各向异性要比速度各向异性更为显著,并且qS波比qP波的衰减各向异性明显.粘弹各向异性介质中,粘弹性对波的影响主要在于波的衰减,各向异性主要影响波前面形状.     

地震波在粘弹介质中的传播及地形效应

本文应用有限元法研究了几种不规则地形及典型地质构造对粘弹波传播的影响.在SH 波和 P 波垂直入射的条件下,计算了各模型中地震波与地表的位移和加速度的最大振幅分布,同时讨论了它们在工程地震中的可能应用.     

地震波在粘弹介质中的传播及地形效应

本文应用有限元法研究了几种不规则地形及典型地质构造对粘弹波传播的影响.在SH 波和 P 波垂直入射的条件下,计算了各模型中地震波与地表的位移和加速度的最大振幅分布,同时讨论了它们在工程地震中的可能应用.      

二维起伏地形瑞利面波速度频散特性数值模拟研究

瑞利面波在起伏地形下传播的特性不仅与介质性质有关,而且与地形起伏程度有关.目前,国内外对水平地形下瑞利面波频散特性研究较为成熟,但对起伏地形下瑞利面波的频散研究较少.由于地形影响,面波和体波是耦合在一起的,完备的理论尚在探索中.本文以水平地形瑞利面波传播理论为基础展开起伏地形下瑞利面波传播特性研究.首先应用二维有限元数值模拟方法,基于波场快照和合成地表地震记录研究了起伏地形条件下瑞利面波波场的传播特征.在此基础上,研究了起伏地形引起的波场畸变对多道瑞利面波速度频散分析的影响.研究表明:由于起伏地形对波场能量的散射和反射产生传播波的模式转换,导致起伏地形远场为瑞利面波和转换S波叠加的复杂波场,该复杂波场会影响多道瑞利面波的速度频散特征.当地形高差小于0.2个优势波长时,地形影响较小可以近似忽略;而当地形高差接近或大于面波的优势波长时,地形影响较大,在资料解释需考虑.     

黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析

黏弹各向异性介质中传播不均匀波,其反射、透射模式不仅与介质分界面两侧速度对比有关,还与品质因子Q的对比有关. 用伪谱技术模拟黏弹各向异性介质分界面上波的反射、透射,并与弹性各向异性介质、黏弹各向同性介质和弹性各向同性介质的模拟结果做比较. 计算平面波的反射、透射系数,分析介质的黏弹性和各向异性对反射、透射系数的影响. 数值模拟了一个三层介质模型中的波场,分析两个分界面上产生的反射波的特征. 黏弹各向异性介质中,qS波比qP波衰减程度大.     

从震源物理的角度讨论影响地壳应力的某些磁学问题

本文从压磁效应的另一个方面——磁化对应力的影响,讨论了震磁问题。利用磁畴理论和磁弹耦合理论,得出了地学尺度下包含磁致伸缩效应的弹性平衡方程。由此分析变化磁场对应力的影响及居里面的力学特殊性。对热应力的磁贡献部份进行了模型估算。结果表明,这个异常应力足以影响地震的发生。根据上述结果,作者结合震源模式讨论了几个地震预报问题。     

Magneto-elastic waves and disturbances in initially stressed conducting media

Summary The object of the present paper is to investigate magneto-elastic waves and disturbances in initially stressed conducting media. Firstly, the theory of magneto-elastic surface waves in a conducting medium under an initial uniaxial tension has been deduced and then it has been employed to investigate the particular cases of surface waves such as Rayleigh, Love and Stoneley waves. Secondly, propagation of waves in an elastic layer has been considered using the fundamental equations of motion for magneto-elastic waves in conductors under an initial uniaxial tension or compression. This is followed by the case of plane Lamb's problem in a magneto-elastic semi-space under the same initial tension. The final results obtained in the above cases are in agreement with the corresponding classical problems when the initial tension is zero and the magnetic field is absent.     

关于震源体物理意义的实验研究

运用固体传压介质岩石三轴试验装置模拟震源失稳振动过程，采取多点布设电阻应变片的方法，对试件突发失稳振动行为及其在试件－压机系统中的传播过程进行观测，测试结果为：应力振动的初动半周期平均约为０．１１ｍｓ，与岩石类型，周压及应力降等因素无关，振幅逐渐衰减；在试件－压机系统中，振动波从试件错动面处向外传播，其速度约为３．３０ｍ／ｍｓ；在失稳初动半周期内，振动波向试件以上传播的距离为３６３ｍｍ，传播的范围     

Propagation of plane waves in an unbounded elastic medium with Cauchy's initial stress

Summary Cauchy theory of initial stress has been applied to investigate the influence of uniform initial stress on the propagation of plane waves in an unbounded elastic medium. It is found that if the initial principal stresses are unequal, the velocity depends on the direction in which the wave propagates, whereas when the initial principal stresses are equal, the velocity is independent of the direction of wave propagation.     

Magneto-elastic plane waves in a cosserat medium

Summary The propagation of plane waves in an electrically conducting cosserat medium placed in a magnetic field is investigated. The constitutive equations of cosserat elasticity developed recently byParia have been combined with the field equations of electromagnetism to obtain the basic equations for the problem. The results obtained in this investigation are in agreement with the corresponding results on magneto-elastic plane waves in Hookean solids when the cosserat constants are supposed to be absent.     

Wave-propagation in biaxially-stressed elastic media

Summary The propagation of small-amplitude plane waves through a homogeneous, isotropic elastic medium, with a particular form of strain-energy function and subjected to a large primary deformation, produced by a homogeneous biaxial stress, is considered in detail. The properties of such waves in an unbounded medium, the conditions for their existence, their speeds and their polarisations are investigated and similar results are also obtained for Rayleigh surface waves.     

Magnetohydrodynamic waves in the erath's liquid core

Summary The possibility of generation of magnetohydrodynamic waves in a rotating spherical system under the efect of small disturbances of the medium velocity is investigated. The initial stationary state of the system has been chosen with a view to known geophysical facts, and the effect of the solid inner core is considered. It is proved that two types of waves with distinctly different frequencies can be generated in the liquid region. The behaviour of longperiod magnetic waves is also studied in detail, and it is proved that the direction in which they propagate at a certain point depends on the position of this point in the meridional plane and on the configuration of the initial magnetic field. The phase velocities of the longperiod magnetic waves, propagating towards the west, have been computed within a selected network of points and the region in which they are generated has been defined. It is proved that the phase velocities of these waves are compatible with the observed velocity of the westward drift of the geomagnetic dipole.     

SV波在饱和土体自由表面的反射

基于饱和两相介质弹性波动方程分析SV波在饱和土体自由表面的反射问题,引入波动方程的势函数解答,求解出二维问题中SV波入射情况下饱和土体自由场的位移、速度、加速度和应力响应。在饱和土体自由场响应解析解基础上,建立SV波入射下饱和土体自由场静、动力有限元模型。建模中考虑了如下几方面因素:(1)在不同分析步,对土体单元赋予不同材料本构。通过*model change命令进行单元生死设定,从而实现在初始应力场平衡的静力状态下采用DuncanChang本构模型,而地震波动输入时采用Davidenkov动力本构模型;(2)采用多孔介质黏弹性人工边界条件,在人工边界上分别施加固相和液相介质的弹簧和阻尼来模拟饱和土体中能量的传播;(3)将地震波转化为作用在人工边界上的等效地震荷载,施加到人工边界节点上;(4)土体单元采用4结点平面应变孔压单元(CPE4P)。有限元计算与解析解比较结果表明:SV波在垂直入射和掠入射时,竖向位移响应为零;在45°左右入射时,水平位移响应最大;60°左右入射时,竖向位移响应最大。这些结论与解析解吻合较好,本文模型为建立土-结构动力相互作用模型打下良好的基础。     

论地震序列的一种可能的重要成因

本文在Asperity模式和Barrier模式的基础上,提出了另外一种不均匀体模式——障碍体模式,并对该模式进行了数值模拟的研究。结果除证实了我们以前做过的单轴压力下模拟障碍体的实验结果以外,还表明在含有障碍体的断层面上,破裂的扩展与破裂的传播速度、始破裂区域的大小、裂纹的类型以及障碍体所在断层的介质有关。在有围压的情况下,破裂可以先越过或绕过强度较高或尺度较大的障碍体,经一段时间的应力积累过程后,再使障碍体发生破坏。本文通过对震源区中障碍体的性质和影响的研究,解释了海城和邢台两个地震序列形成和发展的可能原因,得到一些较为合理的结果。