基于有效应力法的静压桩时变承载力研究

基于天然饱和黏土地基中静压沉桩扩孔问题的弹塑性解,以沉桩结束后桩周土体的应力状态为初始条件,推导了桩周孔压消散的解析解。在此基础上,考虑桩周土体再固结过程中的土体松弛效应,提出了采用有效应力计算天然饱和黏土中静压桩时变承载力的理论方法。通过已有离心模型试验和现场试验结果对该方法进行了验证,研究了沉桩结束后静压桩承载力随固结时间的变化规律。结果表明,提出的理论方法合理考虑了土体的原位力学特性、沉桩效应及沉桩结束后土体有效应力的变化,因而可以较好地预测静压桩的时变承载力。该研究成果为合理确定黏土中静压桩承载力提供了理论依据,具有一定的理论和工程意义。     

基于连续小波变换的时变结构瞬时模态参数识别

为体现时变结构动力特性,定义随机冲击荷载作为时变结构输入激励,提出了基于连续小波变换的时变结构瞬时模态参数识别方法。在短时时变假定条件下,建立基于模局部极大值的连续小波变换时变参数识别原理,利用结构的输出响应进行瞬时模态参数识别,采用三自由度的时变结构体系进行数值模拟,该方法能够准确识别时变结构的瞬时模态参数值。通过设计具有质量参数可变的两层钢框架模型进行测试,验证了方法的有效性与可行性。     

利用运动学轨道提高GRACE时变重力场解算

基于变分方程法,本文利用GARCE高精度K波段星间测速数据KBRR,结合德国格拉茨大学发布的运动学轨道和GFZ发布的简动力学轨道作为两种伪观测值,分别解算了2005-2010年60阶全球时变重力场模型Hust-IGG01与Hust-IGG02.通过与GRACE官方机构发布的模型和其他国际主流权威模型进行对比,发现基于运动学轨道结合KBRR解算的模型Hust-IGGO1优于基于简动力学轨道结合KBRR解算的模型Hust-IGG02:在重力场系数C_(20)时间序列的统计数据上,Hust-IGG01比Hust-IGG02更接近SLR结果,在如C_(60)、C_(70)、C_(80)以及C_(90)等重力场低阶项上的数学统计均更接近CSR RL05;Hust-IGG01的重力场系数误差分布和GFZ RL05在同一水平,而Hust-IGG02的误差估计过于乐观;Hust-IGG02在主要质量变化区域上存在5%~10%信号低估,而Hust-IGG01能完全达到国际主流机构利用GPS观测数据的解算水平,Hust-IGG01与官方机构CSR、JPL和GFZ最新模型在格陵兰岛的冰川消融年际趋势分别是-125.4、-125.4、-127.3、-124.3 Gt·a~(-1),在亚马逊流域的平均等效水高周年振幅分别是17.56、17.40、17.46、17.22 cm,在撒哈拉沙漠的平均等效水高均方差分别是0.87、0.77、1.10、0.87 cm;另外在Hust-IGG01的实际应用上,本文分析了全球32个主要流域质量变化的年际趋势、周年振幅和半周年振幅三种信号模式,统计结果显示Hust-IGG01与CSR RL05结果基本吻合.     

考虑路基侧向变形的沉降双线性预测模型

考虑路基侧向变形的影响,提出采用双线性模型预测沉降。预测模型包含时序自回归项、线性回归项和双线性项三部分。为了研究模型参数的时变特性,将沉降预测分为模型参数的预测和在此基础上的沉降预测。采用多层递阶方法计算模型的时变参数,进一步分析参数序列的变化趋势,计算后续时段的参数预测值,并以此进行沉降预测。实例分析表明,双线性动态预测模型能很好地反映路基的沉降特性,具有较高的预测精度和实用价值。     

基于离散Gabor变换迭代时变滤波实现地震信号去噪

基于离散Gabor变换时变滤波对宽带和非平稳信号估计具有强大的能力,迭代时变滤波不仅计算上有效,而且能得到较好的信噪比。鉴于迭代时变滤波方法的特点和地震信号的非平稳性,我们提出了基于离散Gabor变换迭代时变滤波方法实现地震信号的去噪,并根据实际地震信号的带限性及其频带分布规律,提出了简单的掩模函数求取方法。经大量的理论模型和实际资料计算表明该方法是有一定效果的。      

内流流速时变输液直管动力特性的数值分析

根据Hamilton变分原理以及Euler-Bernoulli梁理论,推导出两端简支输液直管的自激振动微分方程,与传统的Housner方程相比,该方程增加了管内流体流速时变引起。的耦合力项,因而可用于分析内流流速时变情况下输液管线的动力特性。使用Hermite插值函数和Galerkin法对该微分方程进行离散,得到其有限元形式的表达式。运用该数学模型,通过数值算例,分析了内流流速时变输液直管的动力特性,得出了相应结论。     

深水铰接塔平台动力响应分析

将深水铰接塔平台顶部工作单元简化为集中质量,塔柱和浮力仓简化为均匀直杆,建立了铰接塔平台运动分析模型。考虑海流和波浪对平台的作用,应用Morison公式计算铰接塔平台瞬时位置所受水动力,依据拉格朗日原理建立了铰接塔平台的强非线性时变系数两自由度运动控制方程。文中工作为深水铰接塔平台动力响应分析奠定了基础。     

2001～2006年兰州—天水—武都地区重力场时变小波分析

对2001～2006年兰州—天水—武都地区5期重力场时变资料进行小波分解,结合2003年11月岷县5.2级地震、2004年9月岷县5.0级地震以及2006年6月武都、文县间5.0级地震进行分析。探讨了无震年份、有震年份及较长时段的重力场时变资料小波分解结果与地震活动之间的关系,结果表明:用小波分解方法可有效分离重力场时变的不同波长成分;该地区不同层次的重力场时变异常反映了一定尺度意义上不同深度的介质密度的动态变化分布,说明兰州—天水—武都地区中深部地质构造活动所引起的重力异常变化的2阶、3阶小波细节对2003、2004、2006年3次MS≥5.0地震反应明显。     

地震波时变修正Kanai-Tajimi非平稳随机模型的建立

利用谐小波变换对实际强震记录的时变谱进行估计,并统计分析了远场3类不同场地上地震波的时变谱特征,分析发现对于硬场地上的远场地震波在时域内平稳段较短,下降段衰减较快,而在频域内则具有较大的中心频率和较宽的频带.利用均匀调制非平稳模型和时变修正Kanai-Tajimi非平稳模型模拟地震波的时变谱,把非线性函数的参数识别问题转化成求解无约束优化问题,利用拟牛顿迭代法求得最优解,得到3类不同场地上这两种模型的参数具体取值以及参数函数集的具体表达式.为了定量地确定模拟模型的精度,定义了误差函数,验证了所提时变谱参数识别方法的精度,给出了与建筑抗震规范相对应的不同场地不同烈度下多遇和罕遇地震的谱强度因子的大小.最后提出了利用求解时变线性微分方程组来合成非平稳地震波的方法.     

极移振幅主要周期分量的时变特征

用JPL近年发布的地极坐标序列求得1893―1998年间极移的振幅序列,用最大熵谱分析方法求得了该资料序列包含的一些周期的参数,并利用小波变换方法分析讨论了其中的主要周期的变化.结果表明,极移振幅变化中存在着约6.5年和约40年的主要周期,且它们均具有一定程度的时变性.因此,在研究讨论极移与一些地球物理现象和自然灾害现象的关系时,应特别注意极移振幅中主要周期的时变特征.