新型半主动调谐质量阻尼器减震性能的数值模拟

为了改良被动式调谐质量阻尼器(TMD)对建筑结构的减震效果,本文提出了一种新型的可实时调节频率和电涡流阻尼的半主动调谐质量阻尼器(SATMD)。由Hilbert-Huang变换(HHT)识别出结构的瞬时频率,通过基于HHT的控制算法实时调节SATMD的质量进行频率的调谐;通过基于线性二次型高斯(LQG)的控制算法实时调整磁导间距来调节电涡流阻尼系数。为了验证SATMD对建筑结构的减震效果,以一单自由度结构模型为例进行地震响应模拟,同时采用一经优化设计的被动TMD作为对比,并考虑由于主结构的累积损伤等引起自身频率下降而造成被动TMD的去谐效应。以主结构的加速度和位移时程峰值、整体均方根值及TMD的耗能性能作为评价指标,对比了SATMD在主结构发生损伤前后对被动TMD的改良效果。数值模拟结果表明,在主结构发生损伤前后,SATMD均比经优化设计的被动TMD有更好的减震效果及耗能能力。     

线性关联滞后广义大系统的变结构控制

研究了一类线性关联滞后广义大系统的变结构控制综合问题.首先根据系统的结构和控制输入的特定形式,引入了1种新的受限系统等价分解形式,把每个子系统分解成2个低维的动态子系统：1个是不带控制项的线性关联微分差分系统,另1个是带有控制项的线性关联差分系统.然后设计了带有积分动态补偿器的切换函数, 给出了滑动模渐近稳定的充分条件.最后设计了可以保证系统的解的轨迹到达切换流形的多层分散变结构控制.这种控制对物理上分散等类型的线性关联滞后广义系统是合理的有效的.     

Channel precipitation dynamics in a forested Pennsylvania headwater catchment (USA)

Seasonal and event variations in stream channel area and the contributions of channel precipitation to stream flow were studied on a 106‐ha forested headwater catchment in central Pennsylvania. Variations in stream velocity, flowing stream surface width and widths of near‐stream saturated areas were periodically monitored at 61 channel transects over a two‐year period. The area of flowing stream surface and near‐stream saturated zones combined, ranged from 0·07% of basin area during summer low flows to 0·60% of total basin area during peak storm flows. Near‐stream saturated zones generally represented about half of the total channel area available to intercept throughfall and generate channel precipitation. Contributions of routed channel precipitation from the flowing stream surface and near‐stream zones, calculated using the Penn State Runoff Model (PSRM, v. 95), represented from 1·1 to 6·4% of total stream flow and 2·5–29% of total storm flow (stream flow–antecedent baseflow) during the six events. Areas of near‐stream saturated zones contributed 35–52% of the computed channel precipitation during the six events. Channel precipitation contributed a higher percentage of stream flow for events with low antecedent baseflow when storm flow generated by subsurface sources was relatively low. Expansion of channel area and consequent increases in volumes of channel precipitation with flow increases during events was non‐linear, with greater rates of change occurring at lower than at higher discharge rates. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

渤中凹陷BZ1探区Qa构造速度异常分析

渤中凹陷BZ1探区Qa构造两口钻井在相距1.3 km的实钻过程中出现了速度异常,三维地震资料时间剖面地层深度与钻井地质分层深度出现了不一致的矛盾现象,即新钻井Qa 3井的钻井预测深度相对于本井地质分层深度更深,速度相对于Qa 2井变小,因而两口井地震速度在横向分布上出现了明显差异。分析表明,速度异常主要由沉积和构造共同作用所引起。利用地震叠加速度谱建模,通过井点速度场、趋势种子点进行校正,获取到更加准确的地下速度,并进行高精度变速成图,能够真实反映地下构造。对比单井速度预测钻井深度与单井速度场校正速度谱建模速度场预测钻井深度,并对比其误差精度,可以看出后者有效地解决了实际钻探过程中因速度异常而导致预测深度误差偏大的问题。因此钻前进行速度场建模与变速构造成图,对今后勘探井或评价井的部署及钻井深度精确预测具有重要的指导作用。     

盐岩地下储气库套管运行安全的可靠性分析研究

盐岩因其具有良好的蠕变特性、低渗透性以及损伤自我恢复特性成为国际上公认的最理想能源地下存储介质。在盐岩地下储气库运营过程中储库套管受到储气内压、材料参数和几何尺寸等不确定性因素的影响,为了评价这些随机风险因素对储库套管结构运行安全的影响,建立了盐岩储气库的套管结构模型和基于Von Mises屈服准则的套管结构功能函数,根据建立的结构模型和结构功能函数,应用响应面法结合蒙特卡洛抽样计算获得储库在高压和低压运行条件下套管结构可靠度的变化规律。可靠性分析表明,为保证套管运行安全,储库最低运行内压应大于3 MPa,最高运行内压应小于22 MPa,套管靴距离储库腔顶的距离应大于10 m,并应适当加大套管的壁厚和减小套管的内径。     

基于贝叶斯理论的逐次迭代非线性AVA反演方法

常规AVA三参数反演方法均基于横波速度与纵波速度之比γ为常数这一假设条件,且常被近似地取为0.5。然而在许多情况下γ并不为常数,而是在横向与纵向都渐变。若一概假定γ等于0.5,反演出的岩性参数势必要偏离真实值,因此有必要合理地选择γ。笔者基于贝叶斯理论,提出逐次迭代非线性AVA的反演方法。该方法把γ看成横向与纵向都渐变的反演初始背景,通过给定初始模型计算初始背景γ,并采用逐次迭代的策略求解该反演问题,解决了关于γ的选取问题以及由于引入变γ值而带来的非线性问题,提高了AVA三参数反演结果的精确度。     

4DSVD分析误差与样本选取方法和样本容量的关系初探

分析误差与样本选取方法和样本容量的关系是4DSVD同化方法一个亟需研究的重要问题。获得支撑大气模式空间和观测空间吸引子的基向量是4DSVD研究的关键部分,样本的好坏和样本容量的范围是决定4DSVD基向量和分析结果质量的一个重要前提条件。首先利用Lorenz28变量模式,用4DSVD方法做了一些简单三维同化试验,探讨了Lorenz28变量模式的分析误差与样本容量和样本选取方法的关系。数值试验结果表明,对一个具体的模式,有限的样本容量就能够获得较高精度的分析结果;在模式系统和观测系统不变情况下,用一定样本容量得到的支撑模式空间和观测空间的基向量具有很好的稳定性,即一旦获得一组较好的基向量,在观测系统和模式系统不变的情况下,对同化任何时刻的观测适用;分析结果对选取方法没有太大的依赖性,但具体的样本容量要视不同模式和样本选取方法而定。用WRF模式做的4DSVD四维观测系统模拟试验结果表明,若样本选取方法得当,所需要的样本容量要远远小于模式自由度。4DSVD要真正获得较高精度的分析结果,需要的条件是尽可能的在吸引子上取样并选取充足的样本容量;间隔取样可以一定程度上减少计算量。根据数值试验结果提出了4DSVD在实际同化时样本选取的一些初步的方法。     

梯队式变刚度滞变-摩擦隔震体系的抗震设计方法

首先,在简述已有隔震体系抗震设计方法的基础上,分析了滞变一摩擦隔震体系各种因素对基底剪力的影响;然后,通过大量仿真分析,采用多项式回归的方法提出了与规范衔接的水平地震作用的计算公式;最后,提出了梯队式变刚度滞变一摩擦隔震体系的抗震设计方法,并通过工程实例验证了方法的有效性。     

Cyclic behavior of natural organic clay under variable confining pressure that match traffic loading conditions

ABSTRACT

One-way cyclic loading is more typical for traffic loading and cyclic triaxial test has been recognized as a useful method for solving many engineering problems. Under traffic loading, the influence of variable confining pressure on cyclic behavior of natural organic clay subjected to cyclic traffic loading is rarely reported in the literature. In this study, a laboratory investigation on undrained cyclic behavior of natural organic clay is presented and conducted by cyclic triaxial apparatus. Tests are conducted by both constant confining pressure and variable confining pressure, to simulate the loading conditions induced by passing vehicles in actual engineering. Different stress levels are also considered in this study. By comparing between the results of constant confining pressure tests and variable confining pressure tests, it shows that the one-way cyclic behavior of organic clay is influenced significantly by variation of confining pressure, in terms of pore water pressure, permanent axial strain and stress–strain hysteretic loops.     

改进的HASM-AD算法及在空间变量模拟的应用分析

高精度曲面建模(HASM)可以显著提高空间曲面模拟的精度,但是计算速度低限制了该模型的进一步应用。为了提高HASM模型的计算效率,本文对HASM-AD算法作了改进,通过在计算过程中为采样点添加索引,避免了计算过程中对采样点信息的重复查找操作;同时,在遍历独立计算单元时实时计算第一类、第二类基本量及克式符号,避免了全局存储上述变量所需要的额外内存消耗。数值试验表明,由于将全局线性方程组求解问题转化为局部独立计算单元(5×5栅格)内的方程组求解,改进的HASM-AD算法显著提高了计算效率,同时降低了模型运行过程中的内存消耗。最后,本文以全国陆地降水空间分布模拟分析作为实例,验证改进的HASM-AD算法模拟精度及计算效率,模拟结果表明,改进的HASM-AD算法模拟结果精度优于其他HASM算法(以HASM-PCG为例),并且计算效率优势更为明显,实现全国10km分辨率的降水分布模拟耗时仅为4s。表明改进的HASM-AD算法提高了计算速度,并且适于大尺度的空间变量模拟应用。