Statistical moment-based structural damage detection method in time domain

A novel structural damage detection method with a new damage index,i.e.,the statistical moment-based damage detection(SMBDD) method in the frequency domain,has been recently proposed.The aim of this study is to extend the SMBDD method in the frequency domain to the time domain for building structures subjected to non-Gaussian and non-stationary excitations.The applicability and effectiveness of the SMBDD method in the time domainis verified both numerically and experimentally.Shear buildings with various damage scenarios are first numerically investigated in the time domain taking into account the effect of measurement noise.The applicability of the proposed method in the time domain to building structures subjected to non-Gaussian and non-stationary excitations is then experimentally investigated through a series of shaking table tests,in which two three-story shear building models with four damage scenarios aretested.The identified damage locations and severities are then compared with the preset values.The comparative results are found to be satisfactory,and the SMBDD method is shown to be feasible and effective for building structures subjected to non-Gaussian and non-stationary excitations.     

一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法

传统的伪谱（PS）方法,采用傅里叶变换（FT）计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分（FD）近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.

     

一种基于全局优化的交错网格有限差分法

在地震波场数值模拟中, 交错网格有限差分技术得到了广泛的应用, 但是在弹性模量变化较大时, 通常会因插值而导致模拟误差增大. 旋转交错网格可以很好地克服这个缺点, 因而适合于各向异性介质正演模拟. 但是对于同样大小的网格单元, 旋转交错网格需要的步长比常规交错网格要大, 这会使梯度和散度算子的误差增大因而更易产生空间数值频散. 针对这些问题, 本文提出了旋转交错网格与紧致有限差分相结合的方法, 并基于模拟退火算法进行全局优化, 压制数值频散, 拓宽波数范围. 数值模拟结果表明, 此方法可以有效地压制数值频散, 且具有较高的模拟精度.      

全直径岩心分析Archie参数在DQ油田XX区块的非均质火成岩气层评价中的应用

指出了全直径岩心分析的Archie参数(m、n)对非均质储层含油(气)性评价的重要性.使用新疆测井公司开发的全直径岩心多参数分析实验装置及实验方法,以DQ油田XX区块的非均质火成岩气层评价为例,由7块全直径岩样该获得了储层的物性和Archie参数.当应用于该储层含气饱和度估算后,与密闭取心饱和度分析的含气饱和度结果比较,含气饱和度估算误差大致在5%以内,较按Archie参数的确省值(m=n=2)估算的含气饱和度的精度高 10%左右.考虑到非均质储层在岩性、物性、孔隙结构的特殊性,推荐“真正”使用全直径岩心分析方法应用于非均质储层的物性、含油(气)性的评价,并重视模拟油藏条件的全直径岩心分析装置的开发.     

怀化一次非典型性地面暖倒槽锋生型暴雨预报失误分析

利用常规探测资料、地面加密自动气象站和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料对2018年5月25-27日怀化一次地面暖倒槽锋生型暴雨过程及其预报进行分析.结果表明:此过程分为两个阶段,暖区暴雨阶段,怀化上空700 hPa及以下层次为一致的偏南急流,地面暖倒槽发展,在地面辐合线附近和低层急流出口处的风速辐合区,强降雨发生...     

基于黏度时变性的桩端压力浆液上返高度模型及工程应用

桩端后压浆浆液上返高度对后压浆桩承载力的计算影响较大。基于幂律型流体的黏度时变性特征,推导了考虑黏度时变性的桩端压力浆液上返的理论计算公式,并给出了参数的确定方法及成层土中浆液上返高度的迭代算法;结合台州湾大桥的接线工程,利用电磁波CT对桩基后压浆的加固效果进行了探测分析。结果表明,采用浆液沿压浆管道阻力损失的拟合值并考虑黏度时变性得到的浆液上返高度的计算结果与实测结果基本吻合且偏于安全,而忽略黏度时变性得到的计算结果偏大,会对后压浆桩的承载力设计造成不利影响。此外,电磁波CT能观测到桩体、水泥浆加固体及土体的分布情况,且能推测出水泥浆液在桩端的扩散范围和沿桩身的上返高度,可用于评价后压浆桩的压浆效果。研究成果可为后压浆桩的设计和效果检测提供参考和指导。     

岩爆及采矿诱发岩体失稳破坏过程数值模拟新方法

岩石介质的宏观非线性主要是由非均质性和各向异性造成的,应用新的数值计算软件RFPA(2D)——基于岩石宏观非线性行为可能是由具弹脆性特征的细观微元体不断破裂造成的,造成微元体不断破裂(并非某一时刻同时破裂)的原因是微元体材料性质(微元体强度、弹性模量和泊松比等参数)的非均匀性,是一个数学上相对简单但能充分考虑岩石介质复杂性的方法,对采动引起岩体失稳破坏的全过程进行了数值模拟研究,表明应用RFPA(2D)是切实可行的。      

辽东湾北部钻孔磁性地层年代框架及地质意义

辽东湾地属渤海,其沉积历史和特征,是揭示渤海海域晚新生代以来构造演化与地理格局形成过程的重要窗口。目前该区缺少精确年代学控制的长序列研究钻孔。文章基于磁性地层学方法,结合粒度分析、AMS ¹⁴C测年和光释光测年数据,建立了该区北部JXC-1孔和YKC-2孔的年代地层框架。JXC-1孔地理坐标为40°24'43.38″N,121°03'23.37″E,水深约22 m,进尺70.3 m,取芯率89.2%;YKC-2孔地理坐标为40°25'53.95″N,121°36'30.20″E,水深约14 m,进尺70.1 m,取芯率85.3%。研究结果显示：JXC-1孔底界年龄为1.2 Ma,YKC-2孔底界年龄为0.7 Ma。根据沉积速率特征,JXC-1孔可分为2个阶段：阶段Ⅰ年龄为0~0.78 Ma,埋深0~45.18 m,沉积物以粉砂、细砂为主,位于布容正极性时（Brunhes）,记录了Mono Lake、Levantine-Biwa Ⅲ和Calabrian Ridge Ⅱ等极性事件;阶段Ⅱ年龄为0.78~1.20 Ma,埋深45.18~70.30 m,沉积物以粉砂为主,位于松山负极性时（Matuyama）,贾拉米洛正极性亚时（Jaramillo）埋深为61.6~66.2 m。YKC-2孔主要位于布容正极性时（Brunhes）上部,包括Gothenburg、Blake等极性事件。JXC-1孔的布容松山倒转边界（MBB）位于45.18 m,与渤海及周边其他钻孔存在较大差别,YKC-2孔则未打穿MBB。通过不同构造单元沉积记录和新构造运动响应对比,发现辽东湾北部晚更新世以来沉积厚度存在"东厚西薄"的模式。整个渤海及周边地区沉积相对连续,沉积厚度呈现以渤中坳陷为中心向四周减薄的特征。这表明,在新近纪构造基底控制的基础上,受郯庐断裂晚更新世以来的活动性影响,叠加了区域新构造运动,二者共同控制了区域内沉积厚度差异。这一研究深化了该区构造及沉积演化模式。

     

黑河出山径流过程与气象要素多尺度交叉小波分析

运用交叉小波对黑河上游野牛沟气象站1959-2010年和祁连气象站1957-2010年年降水(AP)与年均气温(AAT)、北极涛动指数(AOI)和莺落峡站(1944-2010年)的年均径流量(AAR)进行了多尺度分析。结果表明:AOI存在3~5 a尺度的显著周期,AAT存在3 a尺度的显著周期,AP存在3 a和4~6 a尺度的显著周期,AAR存在3 a、2.5~4 a和5 a比较显著的周期;黑河上游径流的增加主要是受"暖湿"气候影响;AAR与AOI、AAT呈现出3 a的负相关和3~4 a的近似负相关共振周期,AAR与AP存在2~7 a的显著性的共振周期,降水对径流的影响很大,为径流的主要补给来源;受AOI的影响,AAR在1987年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AAT的影响,AAR在1974年和1996年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AP的影响,AAR在1986年发生3 a周期的"丰-枯"转换。降水和气温是影响径流变化的主导因素。     

长期天气豫告之大势

寻常天气豫告,推测天气之变动,只限於周日。然水旱灾荒之防治,栽种作物之决择,断非寻常天气豫告所能为力,是以有长期天气豫告之需要。一旦灾荒发生,不仅危及人民生计,亦且影响国家财力。一九三一年长江流域发生空前水灾,损失估计达十四万万元,一九三四年长江流域又遭严重之旱灾,损失估计达七万七千五百万元。至於中国中部因雨量变率之大,尤见灾害频仍。旱潦之来,虽非人力所能阻止,然能预测於前,得未雨绸缪。施以补救,则生民不致横遭