主应力轴旋转情况下土的各向异性研究进展

从理论和实验两个方面对国内外主应力轴旋转情况下土的各向异性研究进行了对比和总结,并提出了一些研究建议。指出:在理论方面,应对屈服面方程采用应力分量表示的模型在三维空间里进行屈服面性状的描述,并考虑不同加载方向下屈服面的变化特性以及旋转硬化的问题;而实验方面,则应多以粘性土为研究对象,结合理论进行对加载方向变化时土体屈服面变化特性的实验研究以及旋转硬化规律的实验验证。     

数值流形法中基于适合分析T样条的局部网格加密算法

数值流形方法中一般采用有限元网格或规则网格作为其数学覆盖系统,而规则的网格突出的优点是不需要适应求解域的边界和各种不连续面。采用规则的矩形网格作为数值流形方法中的数学网格,并借助适合分析的T样条实现了数值流形方法中的局部加密。适合分析的T样条定义在一个限制的T网格上,其基函数具有线性无关、单位分解、局部加密等许多重要性质,使得其非常适合用于工程设计及分析。当对一个适合分析的T网格加密后,所产生的新的网格往往不再是适合分析的T网格。基于此,提出了一种简单的数学网格加密算法,该算法能保证局部加密后的数学网格仍然是适合分析的。算例结果表明:在应力集中区和裂纹尖端等应力梯度较大区域,该算法均具有较强的适用性。     

利用单点六分量地震提取面波频散谱的数值验证

面波频散反演是揭示地下速度结构的一项重要手段.传统面波勘探技术侧重于多台站阵列数据频散分析.旋转地震学理论框架下六分量地震观测时,仅利用单台站记录的平动与旋转分量就可以获得面波频散曲线.本文从频率域谐振分析出发,利用模态叠加正演方法,讨论了不同模型下平动与旋转联合估算Rayleigh波相速度的可靠性.结果表明：单台站多分量地震数据估算的频散曲线受多种因素影响,估计过程存在一定的系统误差;典型浅层地质模型下,单点估算与多道面波分析方法（MASW）提取的Rayleigh波频散曲线在低频段吻合性好;若要降低单点多分量地震估算的系统误差,仍需研发配套的波场分离与不同阶频散谱的高精度提取技术.

     

起伏层状介质中曲线网格有限差分法与射线法波场模拟对比研究

针对处理起伏地表(或含地下不规则波阻抗界面)条件下发展起来的地震波场数值模拟算法的模拟结果与解析解(大多数情形下无法得到)无法进行对比,且其有效性和正确性难以验证的情况,本文提出了一种可以相互验证波场数值模拟结果与射线追踪数值模拟结果的正确性和有效性的佐证方法,验证了参考射线追踪法.其中,波场数值模拟中采用曲线网格DRP/opt MacCormack有限差分法,射线追踪模拟则采用分区多步三角网格最短路径算法.通过系统对比上述两种方法得到的波场快照、单炮地震记录,以及合成理论地震图的结果显示,本方法相互作证了两种方法所得结果的正确性和有效性.双层和三层起伏层状模型的对比分析结果表明,这种方法不但可以加深理解地震波在复杂介质中的传播规律,同时射线法的引入为清晰识别和标定地震波场数值模拟中各种不同震相提供了一种便捷的途径.      

环境敏感因子在威海湾沉积环境中的应用比较

环境敏感因子是沉积环境演化研究中的重要参数,其提取方法有多种,不同方法在海湾内应用成果相对较少。文章根据山东半岛威海湾WH-05岩心（钻探深度18.2 m）高分辨率（2 cm）粒度分析结果,采用基本端元模拟算法（BasEMMA）、粒级—标准偏差法和粒级旋转主成分分析法（V-PCA）提取了环境敏感因子,结合AMS14C数据,对不同方法提取的环境敏感因子进行了对比分析,探讨了其对季风强度变化的响应关系。结果表明：8.4 ka B.P.以来威海湾沉积物类型均为粉砂,粉砂含量为主、黏土含量次之、砂含量较少,以跳跃组分为主,悬浮组分次之。BasEMMA和粒级—标准偏差法提取的3个敏感粒级范围（2.6～11.0μm、31.3～63.4μm、256.9～500.0μm）总体一致,能较好地反映东亚季风长周期变化事件（8.4～6.5 ka B.P.东亚季风强度减弱;6.5 ka B.P.至今东亚季风强度增强）;V-PCA提取的环境敏感因子,能较好地反映东亚季风短周期变化事件（如明清小冰期、西汉小冰期事件等）。以上三种方法提取的环境敏感因子指示了研究区气候变化,对研究区沉积环境具有较好的指示作用。     

考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析

为揭示土体参数旋转各向异性空间变异性对边坡大变形特征的影响规律,将土体不排水抗剪强度参数模拟为旋转各向异性随机场,提出采用多重响应面法对随机场样本进行边坡稳定性安全系数高效求解和升序排列,进而使用随机物质点法按序模拟随机场样本的边坡大变形过程.以一饱和不排水粘土边坡为例,研究了旋转各向异性随机场的旋转角度β和弱主方向自相关长度θ₂对边坡大变形特征和破坏模式的影响.结果表明：提出的基于多重响应面的随机物质点方法可以高效开展边坡大变形概率分析;β和θ₂对边坡大变形特征和破坏模式均有显著影响;边坡大变形破坏的影响距离、滑动距离和滑动体积的平均值与标准差均随θ₂的增加而增加;边坡大变形过程中可能产生4种破坏模式,其中深层滑动和渐进式滑动为该边坡模型的主要概率失稳模式.因此,提出的方法为边坡大变形概率分析提供了一条有效途径,考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析对准确评估边坡失稳风险具有一定的理论参考意义.     

直角坐标系的欧拉旋转变换及动力学方程

讨论了在直角坐标系中12种欧拉旋转变换中的6种坐标变换方式,根据矩阵的运算性质,推导了坐标变换的欧拉旋转矩阵和动力学方程,并且用M atlab的矩阵运算功能对所有公式的推导过程进行了验证。     

一种基于视觉特征的地形模型数据提取与快速显示方法

DEM模型是一种重要的地形模型，由于其数据量极其巨大，如何实现快速显示是一个难题。针对DEM地形模型，提出基于视点与观察分辨率的数据抽取及基于法矢量的模型简化的快速绘制方法算法，最后进行实验验证。结果表明，该方法数据压缩量大，绘制速度快，且逼真度无明显变化。     

三角网格模型剖分方法的研究与应用

数值波场正演在地震学和勘探地球物理学领域正得到越来越广泛的应用,用一个好的方法来建立一个复杂的地质模型则显得尤为关键。三角网格模型相对于层状模型和矩形网格模型在反映地质界面形态、三角网格剖分个数调节及射线追踪速度等方面具有明显优势。利用三角网格剖分的建模方法,在VC2008编程环境下实现了复杂地质模型的描述。通过对复杂模型的建模测试,表明采用三角网格剖分方法,可解决以下模型难题：①对复杂模型界面的描述;②对复杂逆断层的描述;③对封闭块体的描述;④对模型弹性参数进行描述。     

异构环境下地理空间信息网格计算模式及体系结构研究

与机群系统相比,地理空间信息网格计算模式的优势在于可以更好地解决资源的异构性问题,支持资源的柔性伸缩及多种并行编程环境,支持科学计算库与工具软件,支持可视化动态人机交互。地理空间信息网格计算模式的体系结构是具有一定智能的分层结构。本文参考五层沙漏结构思想和前人的研究成果,研究设计了具有资源底层、安全调度层、抽象接口层、中间件层、应用接口层和应用层等六个层面的地理空间信息网格计算系统多层体系结构。