Time-domain numerical and segmented ship model experimental analyses of hydroelastic responses of a large container ship in oblique regular waves

Real sea conditions are characterized by multidirectional sea waves. However, the prediction of hull load responses in oblique waves is a difficult problem due to numeral divergence. This paper focuses on the investigation of numerical and experimental methods of load responses of ultra-large vessels in oblique regular waves. A three dimensional nonlinear hydroelastic method is proposed. In order to numerically solve the divergence problem of time-domain motion equations in oblique waves, a proportional, integral and derivative (PID) autopilot model is applied. A tank model measurement methodology is used to conduct experiments for hydroelastic responses of a large container ship in oblique regular waves. To implement the tests, a segmented ship model and oblique wave testing system are designed and assembled. Then a series of tests corresponding to various wave headings are carried out to investigate the vibrational characteristics of the model. Finally, time-domain numerical simulations of the ship are carried out. The numerical analysis results by the presented method show good agreement with experimental results.     

Effects of Mudstone Particle Content on Shear Strength of a Crushed Sandstone–Mudstone Particle Mixture

The present study focuses on the shear strength, deformation, and particle crushing of sand which is mixed by crushed sandstone and mudstone particles. Two triaxial tests—one for unsaturated specimens and the other for saturated specimens—were performed, along with sieve analysis tests. Results obtained from the triaxial tests indicate that, with the increment of the mudstone particle content by weight, the angle of internal friction decreases, the cohesion increases and then decreases, and both the initial angle of shearing resistance at the atmospheric pressure and decremental angle increase and then decrease. Compared to the unsaturated specimens, the deviator stress or normalized deviator stress of the saturated specimens at the same axial stress may decrease due to the wetting action. Thus, the shear strength of the tested materials may be reduced by the wetting action. Results of sieve analysis tests indicate that the mixing of some mudstone particles into the sandstone particle mixture may reduce the amount of particle crushing, but the wetting action may increase the amount. The amount of the crushed particle may arrive at a minimum of 40% of mudstone particle content by weight.     

南北地震带近期地壳水平运动变化分析

对2009、2011及2013年3期陆态网络流动GPS观测资料进行了处理,获得了2009~2011及2011~2013年两个时间段南北地震带地壳水平运动速度图像。参考1999~2007年网络工程流动GPS速度场结果,分析了南北地震带近期地壳水平运动场与应变场变化特征,认为近期地壳运动变化受汶川地震震后影响较大。2013年芦山7.0级地震和岷县漳县6.6级地震是2008年汶川8.0级地震震后应力场调整触发的结果。     

南海海底地震仪异常数据的分析和处理

海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer, OBS)数据处理至关重要,是获取深部地壳结构的基础与前提.2006年实施OBS2006-2测线时,有2台OBS(OBS03,OBS06)数据出现异常,无法使用.由于海上航次花费巨大,采集到的数据弥足珍贵.本文采用数据格式检查、邻近台站对比分析、重采样等方法,成功地对这2台OBS数据进行了解编处理,得到了这两个台站的综合地震记录剖面;利用上述方法对2011年实施的OBS973-3测线中的异常台站OBS03进行了分析处理,同样得到了OBS03台站的综合地震剖面;通过查看两次海上实验班报发现,OBS2006-2测线之OBS06与OBS973-3测线之OBS03内部Sedis编号相同,为同一台记录仪器,再一次验证上述处理方法正确可行;然后对OBS2006-2测线2个台站进行震相识别与走时拾取后,利用前人纵波速度模型开展了射线追踪与走时模拟.此次对异常OBS数据的重新处理工作,不仅为OBS探测提供了宝贵的数据处理经验,而且将提高OBS2006-2测线地壳结构的可靠性和约束性,具有重要的研究意义.     

利用地震层析成像数据计算地幔对流新模型的探讨

假设地幔地震层析成像数据对应的地幔横向不均匀结构是地幔热对流的结果. 将地震层析成像数据转化为地幔温度(或密度)不均匀分布，考虑热流体动力学的三个基本方程，顾及热输运方程中的非线性项，直接将地震层析成像转化的地幔温度不均匀分布作为内部荷载引入基本方程, 反演计算地幔对流. 本文在利用地震层析成像数据计算地幔对流模型的新理论和方法的基础上，用SH12WM13地震层析成像模型数据，计算了全球地幔对流格局. 结果表明，对流格局不仅依赖地震层析成像数据，而且在很大程度上受地幔动力学框架、热动力参数和边界条件的所确定的系统响应函数的影响. 显示了地幔中复杂的对流格局，特别是区域性层状对流以及多层对流环可能在地幔中存在的现象.     

地震标准中术语存在的问题及分析

以1999-2019年底正式颁布的地震标准中的术语为研究对象,采用标准化工作原理和统计分析方法,通过搜集整理、分类统计、逐条分析,提出了地震标准中术语存在的问题,分析了其产生的原因;按照对比分析的方法,给出了具体示例及分析结果,并对地震标准化术语工作及术语编写提出了一些建议.     

山西地震带中与强震活动有关的两种滑坡

本文以滑波理论为依据，总结了山西地震带的两种不同特点的滑坡。即：振荡式滑坡及触发式滑坡。虽然两种滑坡都可分为变形、解体、滑动、毁灭等四个阶段，但其动力不同。振荡式滑波的滑动面倾角小，因而滑力来源于强震振动，而触发式滑坡的滑动面倾角大，因而滑力来自滑体本身静荷载。对两种滑坡的研究对预防及减轻强震带来的次生灾害有重要的意义。     

地震计保温效能分析

为内蒙古自治区大沁塔拉地震台地震计安装保温罩,利用台基噪声计算软件,计算保温前后地震观测数据PSD概率密度函数,分析保温罩对地震计的效能,结果发现,保温罩安装后,地震计温度变化平稳,地震观测数据质量提高。     

橄榄石的晶格优选定向、含水量与地震波各向异性:对大陆俯冲带变形环境的约束

橄榄石在不同热动力学条件下形成的晶格优选定向是认识上地幔塑性变形与地震波各向异性的基础.本文通过总结橄榄石的晶格优选定向、含水量与地震波各向异性的研究进展,探讨大陆俯冲带的变形环境.绝大部分天然变形橄榄岩中的橄榄石都发育了[100](010)组构[100]轴近平行于线理,(010)面平行或近平行于面理,使橄榄岩的最快P波速度近平行于线理,最大S波分裂平行面理并垂直线理.但来自超高压变质带的石榴石橄榄岩可发育[001](100)组构,使橄榄岩的最快P波速度和最小S渡分裂方向垂直面理.近年来的变形实验与理论计算表明超高压和低温是橄榄石组构从[100](010)向[001](100)转变的关键因素,而水对橄榄石流变行为的影响还有待进一步研究.对170个天然橄榄石结构水含量的统计结果表明橄榄石含水量变化很大(0～170×10-6H2O),玄武岩中橄榄岩包体的橄榄石比较贫水,而所有富水橄榄石均来自克拉通金伯利岩中的石榴石橄榄岩.因此,除了水在上地幔的不均匀分布,橄榄岩折返过程中氢的扩散会强烈影响橄榄石的含水量.苏鲁芝麻房橄榄岩提供了以超高压、低温、贫流体为特征的大陆俯冲带中[001](100)橄榄石组构的实例.在俯冲的大陆板片中,橄榄石组构在120～220 km从[100](010)向[001](100)的转变可导致地震波各向异性突然降低,而且最快P波速度垂直于俯冲方向.     

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼,可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言,常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到,增加标准线性体个数能有效提高模拟精度,但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法,详细分析了时域本构逼近误差的影响因素,清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度,与频带上下限取值无关这一特性,阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素,结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则,对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步,本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构,解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题,并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.