凸轮型冲击旋压钻头成孔机理研究

挤密钻头是潜孔锤冲击挤密钻进技术的关键所在,其结构形式直接影响着钻进效率、成孔质量和应用效果。应用非线性有限元理论,对动载荷作用下土体的弹塑性和压缩性的变化规律进行了分析。研究发现,常规钻头在冲击挤密钻进过程中产生的桩效应是导致钻进效率降低的主要原因。为了克服桩效应的影响,利用ANSYS/LSDYNA软件对阶梯式钻头和凸轮旋压钻头的钻进过程进行数值模拟分析,并通过实钻试验进行验证。数值模拟分析和试验结果均表明：凸轮旋压钻头能够有效避免钻进过程中土体回弹问题,降低桩效应对钻进效率的影响。试验结果与模拟结果相吻合,表明数值模拟的结果相对可靠。     

Mass rig system for shaking table tests of slender columns

A new mass rig system is proposed to minimize the deficiencies in current shaking table testing setups. This is accomplished by placing the inertial mass on a convex path designed to impose P‐Delta demands on slender cantilever columns. The design and performance of the mass rig system, and the principles used in deriving the equations of motion and their analytical validation against results obtained from shaking table tests, are presented. Formulation of the governing equations of motion was based on Lagrangian mechanics and solved using an implicit linear acceleration method with an adaptive time step formulation. Friction developed in the sliding system was also incorporated in the equations of motion. Experimental results validated the accuracy in the derivation and solution of the equations of motion. Validated by analytical and experimental results, P‐Delta effects were found to increase the displacement demands on slender columns in the low‐frequency range of acceleration input, while in the high‐frequency range P‐Delta effects led to no increase and in some cases even a reduction in displacement demands. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

最大准则优化技术在贴体网格中的应用

贴体网格在地质数值模拟中具有广阔的应用前景,为解决贴体网格生成时边界离散问题,提出了最大长度准则和最大面积准则,把曲线逼近和曲面网格优化问题转化为数学优化问题,为求解该问题,提出了改进的单粒子优化算法.试验表明,最大长度准则和最大面积准则的优化效果好于常规方法;以改进的单粒子优化算法求解该问题时,计算效率是智能单粒子优化算法的30倍左右（节点量为200）,从而实现最大长度准则和最大面积准则在贴体网格生成中的应用.针对最大面积准则优化曲面网格不能控制网格步长的情况,提出了限定步长的网格优化算法,使网格步长合理化,并通过实例验证了该算法的有效性.研究成果提供了生成贴体网格时边界优化准则和求解方法,对今后复杂边界的贴体网格生成具有重要意义.     

变分连续同化中优化步长的推导方法及数值试验

一个好的变分同化方法,必须考虑到预报模式具有误差,并对模式误差进行纠正.变分连续同化(VCA)通过在模式方程中引进一个修正项,连续地调整模式变量,从而达到以上目的.在变分连续同化的迭代过程中,优化步长的选取方法对于同化迭代是否收敛、收敛速度快慢与否都至关重要,文中推导了一种有效利用观测资料计算优化步长的新方法,并以大气运动方程中一维非线性平流波和二维惯性波为例,进行了四维变分资料同化数值试验.数值结果表明,VCA方法和计算优化步长的公式都是有效的.     

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。     

波动有限元方程显式逐步积分格式稳定性分析

对常用的波动有限元方程的两种显式格式的稳定性进行了分析,利用单元的最大频率乃是系统的特征频率的上界的概念结合模态分析方法,给出了便于实际应用的稳定性必要条件。同时,利用Von Neumann方法给出了这两种格式稳定性的充分条件,并通过算例对这两种稳定性条件进行验证。     

Analytical Theory for One-Dimensional Consolidation of Soil Induced by Time-Dependent Pumping and Loading

Analytical solutions are derived for one-dimensional consolidation induced by time-dependent pumping and loading, in which both the effects of different pumping types and loading conditions are considered, i.e., step pumping, cyclic pumping, constant loading, and step loading. Based on the solutions obtained, some diagrams are prepared and the relevant consolidation behavior of soil is discussed in detail. It has been shown that the consolidation behavior is greatly influenced by pumping velocity, loading pressure, pumping and loading type.     

基于参考线圈和变步长自适应的磁共振信号噪声压制方法

核磁共振地下水探测仪的灵敏度高,接收到的纳伏级磁共振探测信号极易受到强工频谐波噪声的干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,影响反演解释的水文地质参数结果.为了解决这一难题,基于相关抵消的原理,针对全波磁共振信号,设计带有参考线圈的90°移相自适应噪声抵消系统,理论计算了参考线圈相对于探测线圈的距离,提出变步长LMS算法进行噪声压制.仿真结果表明,在不同的信号强度及不同的信噪比下,当信号与工频谐波干扰频谱不重合时,采用设计的自适应噪声抵消系统和变步长算法,信噪比可以提高到5.94 dB以上,初始振幅、弛豫时间特征参数的拟合误差在2.8%以内;当信号与工频谐波干扰频谱重合时,采用双向自适应滤波算法,信噪比可以达到5dB以上,初始振幅、弛豫时间特征参数的拟合误差在10%以内,可以满足实际应用的要求;实测数据处理进一步证明了方法的有效性.     

地震分析软件震相走时表文件结构研究

通过对现有地震分析软件所配置的震相走时表文件的结构类型及优劣进行分析,将震相走时表分为4种组合结构并分析其实用性。在IASPEI91震相走时表文件结构的基础上进行修改、补充和完善,从而提出了一种安全性高、适用面广、灵活性强、能存储各种结构走时表的新型走时表文件结构。应用这种新型结构震相走时表,地震分析软件可以灵活配置不同的走时表,实现精细定位,并为数字化测震台网快速利用测震资料编制和应用高精度的区域震相走时表创造了条件,对于地球深部构造研究具有一定的促进意义。     

体应变仪大地震时两次自动调零数据的处理

仪器在较大波动幅度的影响下产生自动调零（电磁阀门开启）,与地震信息混在一起,难以直接使用原始数据。合理消除自动调零带来的影响,还原真实情况,成为台站必须解决的问题。采用确定校正值的方法,力图还原为连续记录,结果发现：处理后的资料可以和另外一台没有调零动作的体积应变仪器的原始资料相符合。