近场动力学理论在区域地面沉降建模中的应用研究

地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。     

近场强震动记录基线校正方法的振动台实验研究

为了获取近场永久位移,通常采用基线校正方法,对近场加速度记录进行基线校正并积分得到永久位移值,但这一结果主观性较强,其可靠性也往往缺乏验证。为了解决这一问题,本文提出了一种能产生包含永久位移振动过程的振动台实验方案,采用振动台加滑动机构的方法,模拟记录到永久位移台站测点的真实振动情况;在实验中分别采用加速度计、摄影测量方法分别直接得到加速度和位移时程,对加速度时程进行基线校正并积分得到位移时程,将其与直接获得的位移时程进行对比,以验证采用基线校正方法的有效性。实验结果表明,在实验室条件下采用现有的基线校正方法校正后,通过积分能得到可以接受的位移时程。     

近场地震作用下多层RC框架的地震易损性分析

随着对近场地震动研究上的深入,将地震近场效应影响纳入到结构的抗震设计的考虑范畴,已成为工程中的必须。为此,文中对近场脉冲地震作用下的多层RC框架结构的抗震问题进行了研究。首先参考我国抗震规范设计出设防烈度为8度、水平地震影响系数最大值α_max增大系数分别取1、1.25、1.5、1.75的四榀多层RC框架结构办公楼,并在OpenSees软件中,对4榀框架在近场水平脉冲地震下的抗震性能,进行了基于增量动力分析(IDA)的地震易损性分析与评价。分析结果表明:按照我国现规范、不考虑地震动近场效应设计出来的多层RC框架结构,在近场地震下的抗倒塌性能存在明显的不足;随着地震影响系数最大值增大系数的加大,框架结构的抗震性能有明显的提高,在设防烈度8度区,规范中规定的地震动影响系数最大值的增大系数偏小,将增大系数调整至1.75时所设计框架,能更好地抵御地震动近场脉冲效应;另外,在震中距分别为5～10 km和0～5 km的近场地震作用下,多层RC框架结构的抗震性能无明显的区别,因而,地震影响系数最大值的取值,不必按震中距5～10 km和0～5 km进行区分。     

大地电磁多站远参考在压制城市游散电流近场干扰中的应用

通过在北京南中轴强干扰区不同距离处布设6个大地电磁测深试验点,分析受干扰的大地电磁测深数据,总结了城市游散电流对大地电磁测深数据干扰特征,根据干扰特征选择远参考法进行去噪.首先利用同步布设的11个不同距离远参考站分别对测点进行远参考处理,分析单站远参考的局限性,然后提出不同频段最优化组合的多站远参考处理方式.在>0.0...     

定量模拟分析船体与空气枪间的安全距离

海洋地震勘探过程中,水中放置的空气枪与船体之间须保持一定安全距离,否则引起船载设施和仪器剧烈抖动,影响船舶设施和仪器的安全运行,甚至更严重情况下,有可能造成船体的损坏.利用海水压力脉冲与船体受到的冲击压力关系,结合建立的空气枪震源子波模型模拟近场震源子波,可计算出船体与空气枪间的安全距离.研究结果表明,根据震源子波模型模拟的近场子波主峰值,总容量150in3G枪、300 in3相干G枪及760 in3相干G枪的安全距离分别为3.90、6.57 m和9.13 m.由此可知,空气枪与船体间距离只有大于安全距离,才能避免船体大的振动或设备免遭损害,保证海洋地震勘探有效、安全的进行.     

声波对海洋生物影响实验中换能器的研制

本文介绍利用圆柱形换能器水平无方向性和换能器的近场波束特性，采用压电陶瓷圆柱的径向振动和壁厚振动不同振动模式，设计适宜于声波对海洋生物影响实验使用的换能器。     

换能器的近场波束特性及其应用

一、引言为了适应海洋探测的需要,对声纳系统的性能要求大大提高,它要求声纳系统要具有更远的探测距离。目前,供实战使用的舰艇声纳,主动式声纳的最大探测距离可达30余海里。被动式声纳的最大探测距离可达60余海里(被动式试验鉴定最大探测距离可达120余海里)。水下声波定向密码通讯的最大距离已达170余海里。由于近代声纳追求远距离目标的探测,另一方面,由于换能器的近场声学特性相当复杂。因此,对在海洋探测中充当“耳目”作用的换能器的远场特性进行了详细的研究和广泛的应用。而对于其近场的     

利用近场动力学方法模拟隧道掘进机滚刀三维贯入破岩

近场动力学方法是一种非局部无网格数值方法,在模拟固体的动力损伤断裂方面具有优势,首次提出采用近场动力学方法模拟隧道掘进机（tunnel boring mechine,简称TBM）滚刀三维贯入破岩,并模拟了7组试验来验证。通过模拟压头贯入试验,展示了近场动力学方法模拟刀具贯入破岩的可行性。同时,提出了非线性短程力接触模型,证明了该接触模型可以较好地反映TBM滚刀法向力随贯入深度的变化趋势,还能够反映滚刀在贯入过程中与岩石接触面积的变化情况。利用所提非线性短程力接触模型模拟了5组不同围压作用下的TBM滚刀三维贯入试验,并与试验结果比对。模拟结果表明,提出的接触模型能够计算滚刀峰值力随不同围压的变化,并且可以得到合理的岩石表面破坏形式。近场动力学方法使用简便,仅需要两个标定参数便可以模拟TBM滚刀三维贯入破岩,具有实际工程应用前景。     

设计近场地震和远场地震的确定方法

在建筑抗震设计规范(GBJ11-89)中，明确规定了要按近震或远震考虑场地的地震环境；并针对1977年版的地震烈度区划图，提出了确定近场地震和远场地震的方法．由于新颁布的中国地震烈度区划图(1990)，是采用地震危险性概率分析方法编制的，原有的确定近震和远震的方法已经不适宜．本文考虑到近场地震和远场地震的实质，根据地震危险性概率分析的基本思路，推荐了一种新的确定方法．该方法可以较为妥切地解决GBJ11-89规范与1990年版地震区划图之间的衔接问题．