A distributed parameter model of a frame pin‐supported wall structure

Many reinforced‐concrete frames collapse via a soft‐story mechanism during severe earthquakes. Such collapses are mainly attributed to concentrated deformation in a soft story. Deformation control is thus important in preventing collapse. The frame pin‐supported wall structure is a type of rocking structure that releases constraints at the bottom of the wall. Previous research has obtained good results for the deformation control of this type of structure. However, the interior forces and strength demands of the pin‐supported wall have not been systematically explored. In this paper, a distributed parameter model is developed to investigate the strength demand of the wall in a frame pin‐supported wall structure. In the model, the pin‐supported wall is simplified as a bending beam and the frame is simplified as a shear beam. The two beams are joined by distributed shear connectors, so that the shear force can be transferred at any location on the interface. The model can be solved using differential equations based on equilibrium and compatibility. The accuracy of the model is verified using SAP2000 (Computers and Structures Inc., Berkeley, CA, USA). Displacement distribution of the structure and distributions of the moment and shear force within the pin‐supported wall are obtained for two typical external force profiles. It is found that the pin‐supported wall can effectively reduce the drift concentration factor. Distributions of the displacement, moment, and shear force are closely correlated with the relative stiffness of the wall and frame. Finally, recommendations on the stiffness and strength of a pin‐supported wall are made. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

平均入射角道集PP波与PS波联合反演

在界面两侧地层的弹性参数弱反差的假设难以成立的情况下,本文提出用平均入射角道集进行PP波与PS波的联合反演.首先,在PP波与PS波AVA(amplitude versus angle,振幅随入射角变化)道集的基础上,分别选择小入射角范围与大入射角范围的AVA道集进行局部加权叠加,以获得由两个角度组成的平均入射角道集,并作为后续反演的输入数据.然后,再通过最小二乘原理建立了PP波与PS波联合反演目标函数,推导了模型修改量的向量公式,建立了平均入射角道集联合反演的流程.模型数据与实际数据的测试结果表明:在信噪比较低、地层弹性参数反差较大、层厚较薄的情况下,该反演方法的精度在很大程度上超过了基于近似反射系数的反演方法,为复杂油气藏勘探提供了新的思路.     

顶管推进引起施工场地竖向附加荷载分析

基于层状体系解析刚度矩阵理论解,结合5节点Gauss-Legendre求积公式,提出了层状地基中顶管施工正面附加推力、掘进机与土体之间摩擦力以及共同作用力引起的附加荷载计算方法,分析了顶管推进引起的土体竖向附加荷载分布规律,也研究了地基等效均质性、土层力学参数、计算点间距以及顶管埋深等因素对顶管施工诱发附加荷载的影响效应。研究结果表明,掘进摩擦力引起的附加荷载在掘进面前方迅速达到压应力峰值,其量值大小和影响范围均要大于正面附加推力,是顶管施工引起临近地层附加荷载的主要影响因素。此外,层状地基土体参数的改变会对顶管施工扰动地层的附加荷载产生一定影响,地基等效均质性、计算点间距以及顶管埋深等因素对附加荷载大小及分布均存在显著影响。成果可为合理制定顶管开挖对周围土工环境的保护措施提供一定理论依据,也可为其他盾构隧道工程提供一定的理论参考。     

含饱和土的层状场地的动力响应

利用精确的土层和半空间动力刚度矩阵求解了含饱和土的层状场地的动力响应,给出了含饱和土层状场地的自由场（入射P波、SV波）、动力Green函数及刚性条形基础动力刚度的计算方法,由此建立的场地模型更接近实际情况。建议方法的退化结果与单相场地结果一致。研究了界面不同透水条件对基础动力刚度的影响,并与相应单相场地结果进行了对比。研究表明：界面透水条件对竖向弹簧系数影响最大,饱和土体中孔隙水对场地动力响应具有不可忽视的影响。     

Performance of pile-restrained flexible floating breakwaters

The overall performance of pile-restrained flexible floating breakwaters is investigated under the action of linear monochromatic incident waves in the frequency domain. The aforementioned floating breakwaters undergo only vertical structural deflections along their length and are held in place by means of vertical piles. The total number of degrees of freedom equals the six conventional body modes, when the breakwater moves as a rigid body, plus the extra bending modes. These bending modes are introduced to represent the structural deflections of the floating breakwater and are described by the Bernoulli–Euler flexible beam equation. The number of bending modes introduced is determined through an appropriate iterative procedure. The hydrostatic coefficients corresponding to the bending modes are also derived. The numerical analysis of the flexible floating breakwaters is based on a three-dimensional hydrodynamic formulation of the floating body. A parametric study is carried out for a wide range of structural stiffness parameters and wave headings, to investigate their effect on the performance of flexible floating breakwaters. Moreover, this performance is compared with that of the corresponding pile-restrained rigid floating breakwater. Results indicated that the degree of structural stiffness and the wave heading strongly affect the performance of flexible floating breakwaters. The existence of an “optimum” value of structural stiffness is demonstrated for the entire wave frequency range.     

部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演

交叉梯度联合反演方法通过对多种地球物理模型实现结构耦合,在岩石物性关系不确定的情况下,既能提高反演结果的可靠性,又能减少反演的多解性,还能减少不同方法解释结果之间的矛盾.当不同的模型观测数据覆盖范围不一致时,交叉梯度联合反演通常需要取出重叠区域数据进行联合反演,并且建模时还要扩展一些模型范围.本文首先提出并实现了部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演算法;接着进行了算法的模型试算;最后,我们将该反演算法用于本溪-集安深部地质调查重磁电综合地质地球物理解释中.结果表明：该算法不但能在重叠区域内很好地恢复结构相似的模型,而且在非重叠区域与重叠区域的边界处仍然可以得到平滑变化的模型;在本溪-集安10号剖面所获得的结构上相似的电阻率、密度及磁化率模型较好地反映了该区的深部地质结构,对于确定深部地质体的性质提供了有力的证据.     

南北地震带南段地壳厚度重震联合最优化反演

重力反演方法是研究地壳结构和物性界面起伏的有效地球物理手段之一.本文收集了南北地震带南段67个已有的固定台站接收函数反演的Moho面深度结果,并使用基于EGM2008重力异常模型计算的布格重力异常,验证了本文提出的重震联合密度界面反演方法的有效性.利用接收函数对台站下方Moho面深度估计作为先验约束,定义了一类评价函数,通过对重力反演算法中尺度因子,平移因子和稳定性因子的最优选择,最小化重力反演结果与接收函数模型之间的差异.结果表明,本文提出的方法,可以有效地同化不同地球物理方法获得的反演模型,且通过重震联合反演可以改进由于对空间分布不均匀的接收函数结果插值可能而引起的误差.本文还通过引入Crust1.0的Moho面深度为初值,同时考虑地壳密度的横向不均匀分布,通过模型之间的联合反演有效改善了地球物理反演模型间的不一致性问题.本文反演得到的最优化Moho面深度模型与已知67个台站位置接收函数模型之间的标准差约1.9 km,小于Crust1.0与接收函数结果模型之间标准差为3.73 km的统计结果.本文研究结果对于同化重震反演结果、精化地壳密度界面模型,都具有十分重要的参考意义.     

VSP上下行反射波联合成像方法研究

VSP资料上下行波场发育丰富.本文在分析VSP直达波、上行反射波、下行反射波传播路径及其照明范围的基础上,指出了常规VSP波动方程偏移方法缺陷,进而通过修改波场延拓方式,提出了上下行反射波联合成像方法,并在高频近似下分析了该方法的成像原理.该方法不需要进行VSP上下行反射波场分离,能够同时对VSP资料中的一次反射波、自由表面多次波、层间多次波进行成像,比常规成像剖面具有更宽的成像范围和更好的成像效果.该方法能够对下行一次反射波进行成像,从而可以实现常规偏移方法难以处理的高陡倾角构造成像.模拟资料和实际资料处理证明了本文方法的正确性.     

JRC修正直边法的数学表达

JRC是反映爬坡角力学效应的岩体结构面表面形态等效描述指标。本文在爬坡角力学效应机理研究基础上, 阐述了JRC直边法的物理意义；通过岩体结构面表面起伏幅度与金属表面粗糙度幅度对比分析, 肯定了直边法的合理性；考虑JRC的尺寸效应, 推导JRC修正直边法的数学表达式, 编译计算机常用程序。最后, 实例检验了JRC修正直边法数学表达式的合理性和可用性。     

钦-杭结合带硅质岩的分布特征及其地质意义

钦州—杭州(钦-杭)结合带位于中国东南部地区,跨越浙江、江西、湖南、广东和广西5省(区)。大致以南岭为界,该带可划分为北、中、南三段。中段与南岭带重合,大致分布在北纬24°~27°范围,以北为北段,包括江西、浙江及安徽南部,以南为南段,包括粤西桂东南地区。钦-杭结合带跨带内沉积硅质岩广泛发育,地质和地球化学证据展示它们主要为热水成因。硅质岩相关的热水活动分布偏向于靠近结合带的两侧。钦-杭结合带"北、中、南"三段的硅质岩时空分布存在明显差异:南段及两侧邻区大规模热水活动集中于晚古生代,中段及两侧邻区的集中于早古生代,北段及邻区的热水活动集中于元古宙。这种大规模热水活动自北向南逐渐变新的特点与钦-杭结合带分段演化具有较好的对应关系。作为热水活动地质遗迹的硅质岩,其形成与大地构造与地球动力学背景的演化有密切的关系,特别是与钦-杭结合带的几个拉张阶段存在较好的对应关系。富含硅质的热水活动伴随了丰富的成矿作用,热水喷流沉积型块状硫化物矿床和热水沉积型金矿在该构造带内均较为典型。