基于多测点分析法的水平井高精度磁方位校正方法

随着水平井、多分支井等技术的出现, 随钻测量技术对磁方位精度的要求越来越高.常规单测点磁方位校正法误差较大, 无法满足复杂结构对磁方位精度的需求.近年来, 国外围绕Brooks多测点分析法的基本公式, 建立了一系列优化后的多测点分析法来提高磁方位的精度.本文以多测点分析法的公式为基础, 结合常规单测点磁方位校正法, 推导出一套收敛的改进多测点分析法.并通过实验来验证改进后的多测点分析法的效果.用改进后的多测点分析法得到的方位角精度在0.2°以内, 达到或接近国际先进水平.通过进一步开展数据处理和分析, 该套算法可以应用于水平井、多分支井等大斜度钻井工程中的精确定位和导向.

     

重力坝抗震安全评价中有限元梁杆体系新模型的适用性

传统的材料力学法静动力分析一直是我国重力坝规范规定的重力坝抗震安全评价的基本依据。但为了简化传统经典的重力坝材料力学法模型在动力分析中的复杂度,近年来,随着有限元分析技术的日益推广,许多重力坝有限元梁杆体系新模型在工程界开始得到应用,部分替代了传统材料力学法模型的作用,并在考虑多向地震耦合问题方面体现了一定的优势。从材料力学法的基本定义出发,提出了一种合理的坝面载荷处理模式,并从模态、抗侧力刚度、坝顶位移、内力结果等方面建立适用度指标,对这些有限元新模型进行细致对比,建议了一种最优的有限元梁杆模型,由该模型得到的结果与传统材料力学法的结果吻合,因此可供工程借鉴。     

基于坝体损伤及坝基稳定的重力坝动力分析及安全评价

强震区高混凝土坝的坝体强度和动力稳定是关系大坝抗震安全最为重要的两个因素。为了全面研究地震作用下的混凝土坝的抗震安全,采用混凝土塑性损伤及动力接触模型来分析模拟地震中坝体的损伤及坝基滑裂面的破坏、张开、滑移的全过程。通过构建坝体—基岩三维有限元非线性动力接触模型综合分析震后坝体损伤区域分布、坝基滑移面的接触状态及塑性区的动态分布,避免了采用单一判据的评价的局限性。以某重力坝为例,采用超载法进行大坝动力损伤及动力稳定性进行计算并对大坝的抗震安全进行评价,得到大坝的超载安全系数。工程算例表明：该方法可以全面的评价地震过程中大坝的坝体损伤和稳定性并能够考虑其相互影响,为混凝土坝抗震安全评价提供了新的途径。     

土体本构模型及简化模型对基坑开挖变形数值分析结果的影响

基于大型商用专用软件的数值模拟方法已成为基坑开挖稳定性分析的重要手段之一,但对变形的分析研究较少。通过分析基坑开挖引起的地表沉降变形、基坑侧壁水平位移及坑底隆起变形,研究ABAQUS软件内置土体本构模型及二维简化分析模型对基坑开挖数值模拟结果的影响,并给出基坑开挖三维模型简化成二维模型的适用条件,为基于ABAQUS软件的基坑开挖稳定性分析及变形数值模拟提供参考。     

三峡库首区地壳垂直变形的模型研究

本文研究了不同力学参数地球模型对三峡库首区地壳垂直变形的影响,结果表明,PREM比Gutenberg-Bullen模型更接近基于三峡地壳分层结构和弹性参数改化的PREM模型的结果,并与之相差很小,但要获得高精度的模拟结果,地球模型中必须利用三峡地壳的弹性参数;利用了地球物理学中较完善的负荷格林函数法,结合精密的蓄水荷载模型和合适的地球模型,其垂直变形模拟结果对监测与地震关系密切的断层运动有重要意义;通过GPS观测和模拟结果的对比,发现2003年蓄水在香溪出现最大幅值约20mm的残差沉降,我们合理地解释为该地段的岩溶渗水荷载的效应.     

大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究（四）——阻抗张量分解的多测点-多频点统计成像分析

基于大地电磁阻抗张量分解技术,本文提出了两种电性主轴方位的统计描述图像：随频率变化的统计分布成像（频率分布云图）和随测点序列变化的统计分布成像（测点分布云图）.这两种图像与传统的统计玫瑰图一起,较全面地描述了最佳主轴的分布特征.在进行构造维性分析过程中,通过定义二维有效因子e2d,来压制一维结构和三维结构、突出纯二维结构的影响.e2d被用于电性主轴的统计加权,有效地起到了滤波的作用;同时,统计成像中还考虑了数据质量的影响.为了得到稳定、高质量的区域阻抗张量数据,提出并实现了共主轴的多测点-多频点阻抗张量分解新算法.最终,完成了以上各项处理手段的可视化实现.本文通过两个理论模型和一个实测算例,以共轭阻抗法（CCZ法）为基础,展示了这一新技术的有效性.     

基于人工蜂群算法一逐步回归模型的大坝变形监测

在大坝变形监测统计模型研究的基础上,针对传统大坝变形监测回归模型存在的不足,将逐步回归模型与智能优化算法相结合,提出．了一种基于人工蜂群算法一逐步回归分析的大坝变形监控模型。该模型以逐步回归方法为基础,利用相关性分析、多重共线性分析等方法对观测数据进行处理,进而对大坝回归模型的荷载集变量进行筛选和评价,并将改进的人工蜂群算法引入回归模型分析,对荷载集系数进行优化和重新评估。人工蜂群算法是一种新型的群体智能优化方法,具有全局智能性搜索、鲁棒性强等优点,将其引入大坝安全监控建模领域,同时为改进人工蜂群算法的局部搜索性能,引入了单纯形操作算子。实例分析表明,与同类模型相比,所提出模型在一定程度上改善了拟合效果,达到了简化模型、提高拟合精度和增强模型预测能力的目的。     

层状介质模型多道海洋直流电法拖缆变形数据校正模拟分析

多道海洋直流电法是海洋地球物理探测技术的重要手段之一,应用该方法进行海洋探测时,其用于数据采集的拖缆在外力作用下会产生变形,导致测量的数据产生畸变,进而影响反演结果.本文基于视电阻率、视电阻率变异比及视电阻率变异系数等参数,通过数值模拟的方法分析了拖缆不同曳航高度、不同变形形状、不同变形方向、不同变形幅度等因素对测量数据及校正后数据的影响并进行定量评价,基于校正后的数据,引入异常变化比等参数综合分析拖缆变形对含气层和孤立含气区异常特征分辨的影响.研究结果表明,拖缆变形不仅会导致测量的视电阻率数据发生畸变,还会使利用实际装置系数校正后的数据视也产生偏差,数据畸变的特征与拖缆变形形式及曳航高度有关,可用视电阻率、视电阻率变异比、视电阻率变异系数综合分析对数据的畸变水平进行量化评价.在一定变形范围内,校正后的数据可以显现含气异常,但反映能力有所下降;当拖缆变形幅度过大时,校正后的数据会差生大幅度波动,不仅淹没原有含气反映,甚至产生虚假异常.     

Kal-GM组合模型在变形监测中的应用研究

综合考虑灰色系统理论和卡尔曼滤波的优点,提出了Kal-GM组合模型的建立思路及相应的精度评定公式,并将其应用于建筑物变形监测实例.结合西安市某高层建筑物沉降观测数据,通过对变形监测规律的分析,建立了相应的数学模型并对观测数据进行了处理.数据处理结果显示,本模型处理后数据曲线与原始观测数据曲线的变化趋势基本一致,较好的模拟了建筑物沉降的变化规律.本模型有效的剔除观测数据粗差,拟合精度较高,为变形观测研究提供了更为可靠的观测数据.     

多层砖房底部两层框架抗震变形性能分析

为实现多层砖房底部两层框架结构的加固,需要研究其抗震变形性能。以某底部两层框架、上部四层砖房建筑为对象,通过STRAND7有限元软件构建有限元计算模型,考虑水平荷载与垂直荷载,深入分析多层砖房底部两层框架抗震变形性能。仿真结果表明,建筑结构振型受结构横向楼板刚度的影响较显著,不同振型的频率变化中,X向1阶频率与Y向2阶频率变化最快,楼板平面内弯曲频率变化最慢;整体结构在X向与Y向分别呈现线性剪切变形和弯剪变形,Y向上由于填充墙发挥抗震墙功能,底部两层框架变形较小;在7度多遇地震影响下,底部两层结构中第二层楼板变形较第一层严重,多层砖房底部两层框架建筑结构处于弹性工作状态。     

高孔隙岩石变形的离散单元模型

实验和野外观测表明颗粒破碎显著影响高孔隙岩石的变形特征.为建立高孔隙岩石变形的数值模型,我们以弹性理论为基础并根据问题的特征进行合理简化,给出了一种颗粒破碎机制,并根据此颗粒破碎条件改进传统的离散单元模型.利用改进的离散单元模型,研究了不同压力条件下高孔隙岩石变形的宏观和微观特征.数值模拟结果表明考虑颗粒破碎的模型能重现高孔隙岩石在不同围压下变形的应力-应变关系、声发射特征、应变局部化和剪切增强压缩等特征.我们还发现,与野外观测结果一致,在高孔隙岩石脆性阶段剪切带内部及附近伴有显著的颗粒破碎.     

求解多目标非线性优选问题的算法

研究变形监测网布网方案的优化，探讨目标权重未知情况下的非线性多目标优化问题，给出了一个求解权重未知的多目标非线性优选问题的算法。该算法采用一种新的最小加权偏差优选方法，可优选最佳布网方案。     

基于多弹簧模型的钢框架结构三维弹塑性地震反应分析

文章提出了考虑剪切变形弹塑性刚度影响的多弹簧模型的空间梁柱单元,用于反复加载下钢构件的数值模拟。应用多轴应力状态下的塑性应力-应变关系理论,在单元模型中考虑了弹塑性区域剪切变形对单元的弹塑性刚度的影响,针对单元模型的塑性区长度和弹簧布置两个参数,文中给出了合理建议取值。数值模拟分析表明,所提出的单元模型能够很好地模拟钢构件的弹塑性性能。在此基础上,以多高层钢结构商业设计软件MTS为平台,进行三维钢框架结构弹塑性动力时程分析模块的开发。最后,文章对一纯钢框架结构足尺振动台试验进行数值模拟,模拟分析结果表明,本文所提出的多弹簧单元模型及开发的动力分析模块能够较好地模拟钢结构在地震作用下的弹塑性性能。     

砂土液化大变形本构模型及在ABAQUS软件上的实现

基于Yang和E lgam al等人提出的砂土液化大变形本构模型,对该模型的建立过程进行了详细的推导,基于新的嵌套屈服面硬化规则,对原有模型的硬化规则的不连续性做了改进,把该本构模型扩展应用到三维液化大变形的数值分析中,实现了基于ABAQUS大型商用软件计算平台上砂土液化大变形的计算子程序的开发,基于该计算平台和开发的本构模型,对动三轴试验体系中砂土试样的液化过程进行了数值试验分析,给出了试验过程中试样的竖向动位移、整体竖向应力应变关系滞回曲线和动孔压时程曲线的数值计算结果。文中初步验证了该模型在ABAQUS上开发的子程序的可靠性和数值计算模型的可行性,模型的可靠性及其子程序的稳定性还需通过试验结果和数值计算结果的对比分析与进一步验证。     

非等步长GM(1,1)模型在建筑物变形监测中的应用研究

将灰色系统理论应用于建筑物变形监测数据分析,针对观测周期的不确定性因素,提出使用非等步长GM(1,1)模型进行监测,并用最小二乘法求解模型参数,给出模型精度的检验方法,并以实际的建筑物的沉降观测数据为例说明应用此方法的全部过程,将分析和预测结果与传统GM模型进行比对,获得了更好的拟合数据和预测数据,且精度更高。     

论大陆碰撞中岩石层变形的粘性薄片模型

文章对近十多年来国外关于在印度－欧亚大陆碰撞过程中岩石圈的变形和造山运动的研究工作进行了简要的回顾和总结。粘性薄片模型在某些方面比较成功地代表了岩石圈在大陆碰撞和造山运动中的变形过程及其后果的主要特征,但也存在一些不足之处。     

多龄期钢框架时变损伤模型研究

对3种不同厚度的钢材标准试件进行酸性大气环境气雾加速腐蚀试验,并对锈蚀后的试件进行单向拉伸试验,得到钢材力学性能随失重率的衰变规律。同时考虑构件截面削弱与材料力学性能降低,建立不同锈蚀程度下的钢框架有限元分析模型,利用非线性静力推覆分析得到锈蚀钢框架结构的整体初始刚度随锈蚀程度增大的退化规律,以表征结构因锈蚀造成的损伤。提出同时反映最大变形效应和累积耗能效应的双参数结构整体地震损伤模型,并在此损伤模型的基础上集合钢材材性试验结果及有限元分析结果,提出适用于锈蚀钢结构的"时变"损伤模型。对比分析以层间位移角及时变损伤模型为性能指标建立的不同龄期钢框架结构的地震易损性曲线,结果表明:随着锈蚀程度的增加,在相同地震动强度下结构超越某一极限状态的失效概率均增大。     

逸度模型在湖泊流域农药多介质归趋研究中的应用与展望

农药的施用在促进农业经济发展的同时,也带来了诸多环境问题.农药由农业活动排放进入到环境后会通过不同的途径在各介质之间进行迁移和转化,最后由径流作用汇聚于湖泊中,破坏生态环境,影响人类健康.因此,研究湖泊流域生态系统中农药的多介质归趋具有重要意义.使用基于逸度的多介质模型模拟农药在环境中的行为是一个十分有效的方法.逸度模型利用"逸度"的概念描述污染物在各个环境介质之间的迁移和转化过程趋势,其结果建立在化学物质自身物化性质和环境系统性质之上,不仅适用于预测农药在环境各介质中的残留水平,还可以揭示区域内污染的空间分布特征,是湖泊流域生态系统管理中一个重要的工具.本文综述了逸度模型的理论基础,对近年来国内外逸度模型的发展现状、相关环境模型及其在农药归趋研究和湖泊流域生态系统管理中的运用进行了总结,并展望了逸度模型在农药多介质研究中的应用前景,以期对我国农药的管理、合理施用方面提供科学与技术支持.