基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法

Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式迭代二阶收敛性丧失。提出基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法,使得棱角处函数曲面二阶连续可导,棱边上一致切线模量矩阵可精确计算。基于ABAQUS数值开发平台,采用FORTRAN语言编制Hoek-Brown准则理想弹塑性UMAT用户子程序,通过数值算例验证所提方法的正确性。     

抗剪强度分项系数的标准差反馈标定法

基于可靠度理论的分项系数极限状态设计方法是当今岩土工程设计的一个趋势,分项系数的标定是确定设计参数的关键。岩土材料强度分项系数需反映材料参数的变异性,现有理论方法如安全系数校核法、一次二阶矩校核法、验算点校核法等理论标定方法,没有明确说明分项系数如何降低参数不确定性的影响,理论基础有待进一步完善。因此,提出岩土材料强度分项系数的标准差反馈标定法,该方法在目标可靠度的基础上,通过观察均值的调整对标准差调整的抵消作用,确定材料强度分项系数,由此确定的分项系数能充分反映强度参数的离散性。通过算例对该标定方法的实现进行了说明,并与验算点校核法进行了对比分析,指出标准差反馈标定法比验算点校核法更加合理。     

声反射成像测井弹性波逆时偏移方法对比研究

声反射成像测井中的声波逆时偏移算法在处理单分量偶极横波反射资料时可获得高精度成像结果,而面对单极声源中的多波多分量弹性波反射资料时,由于其包含PP、PS、SP和SS等多种波型分量,基于声波方程的逆时偏移处理结果中出现单反射界面对应多同相轴的偏移假象.首先在声反射成像测井中实现了纵横波耦合弹性波逆时偏移和基于Helmho...     

基于分数阶时间导数常Q黏弹本构关系的含黏滞流体双相VTI介质中波场数值模拟

分数阶微分算子具有描述历史依赖性和全域相关性的特质,本文利用这种特质描述双相介质固体骨架的黏弹性特征.基于Kjartansson常Q理论将含有分数阶时间导数的黏弹固体骨架各向异性本构关系与双相介质理论有机地结合起来,并引入流变学本构关系描述孔隙流体的黏滞性力学行为,提出一种新的基于分数阶时间导数常Q黏弹本构关系的含黏滞流体双相VTI模型.推导了相应的时间域波传播方程,然后对该方程进行了数值模拟.对整数阶导数采用高阶交错网格有限差分算法,对分数阶时间导数采用短时记忆中心差分算法,进行了不同相界、不同品质因子组及双层地质结构情况下该类介质中波场的数值模拟与特征分析.模拟结果表明：将含有分数阶时间导数的常Q黏弹固体骨架各向异性本构关系及孔隙流体的黏滞性本构关系引入双相介质理论是可行的,二者的结合能更好地反映地下介质的黏弹性特征,对于进一步认识波在黏弹各向异性孔隙介质中的传播机理具有重要意义,为反演和重构地下油气储层和结构奠定正演理论基础.     

怀来地震台线应变测项群井抽水干扰分析

怀来地震台伸缩仪观测曲线年变形态每年出现2次较大幅度的阶跃型上升,且变化幅度大小不同。对该地震台观测山洞周边4 km范围内抽水井的分布、2016-2017年季节性抽水时间、抽水量、群井开抽数量等进行调查,并与伸缩仪观测曲线异常变化进行对比分析,发现在时间及变化幅度上,二者同步性较好,分析认为形变观测的周期性大幅度上升变化应与观测山洞周边群井抽水有关,非地震前兆异常变化;并对抽水引起的形变观测机理进行初步分析,提出干扰消除方法。     

西准噶尔冬别列克断裂晚第四纪以来的阶地位错与滑动速率

冬别列克断裂是一条全新世活动断裂,位于西准噶尔造山带的关键位置,该断裂总长120km,走向NE。晚第四纪以来,冬别列克断裂的持续活动使得断裂沿线各级地貌面发生了明显的左旋位错,在塔城盆地东侧形成线性连续且笔直的陡坎地貌。文中利用高精度无人机和差分GPS对阿合别斗河多级阶地的左旋位错量进行了面状航拍、测量,建立了分辨率高达0. 1m的数字地形数据,发现T5—T2阶地陡坎的最大左旋位错量依次为30. 7m、12. 0m和8. 7m。通过光释光测年方法得到了各级阶地(T5—T1)的年龄,进而得出冬别列克断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0. 7～0. 94mm/a,结合阶地侧向侵蚀特征,分析认为T4、T2阶地的滑动速率更加接近真实值(0. 91±0. 18) mm/a。结合西准噶尔的其它2条大型走滑断裂(达尔布特断裂和托里断裂)的滑动速率,并对比西准噶尔地区的GPS速率,认为该地区NE向的走滑运动以冬别列克断裂为主,吸收大量剩余变形,同时保持相对较高的左旋滑动速率。     

思茅井水位同震阶变统计特征

对云南省思茅井自观测以来30多年的井水位数据进行统计,得到27次同震阶变。分别用杨竹转和Roeloffs的井水位同震阶变幅度、震级、井震距统计关系,对思茅井水位同震阶变进行计算。结果显示,用杨竹转的lgΔhi=0.319M-0.375lgD-0.087关系,计算出的思茅井水位同震阶变幅度较Roeloffs的lgΔh=0.89M-1.63lgD-0.69关系更符合思茅井的实际情况;用杨竹转的M≥3.104+1.176lgD和Roeloffs的M≥1.55+1.82lgD关系,对思茅井水位同震阶变地震的井震距计算其相应的震级,2个统计关系计算出的震级与实际震级差均在1级左右,其中Roeloffs的M≥1.55+1.82lgD关系更符合1 000 km以外的8级大震。     

断层阶区对产生超剪切地震破裂的促进作用

地震时若断层发生超剪切破裂,地震灾害会显著加剧.因此研究超剪切破裂的形成机理有着非常重要的科学意义.本文利用动力有限单元方法,模拟断层破裂从初始断层跳跃传播到另一条平行的次级断层(断层阶区)时破裂速度的变化情况,并分析断层阶区几何特征等物理参数对产生超剪切地震破裂的促进作用.计算结果表明,断层阶区的诸多物理因素(如:重叠长度、相隔距离以及摩擦系数等)都会对破裂的传播速度产生影响.在一定条件下,破裂传播速度会由在初始断层上的亚剪切波速度,转换为在次级断层上的超剪切波速度.在破裂速度转换过程中,断层间隔起着重要作用,当断层阶区中两断层垂直间隔距离小到一定程度时,破裂跳跃阶区后,破裂速度不会发生变化.所以对于分段断层(可视为一种特殊的断层阶区),由于其断层垂直间隔为0,也就不会出现破裂速度变化的现象,模拟结果对此也进行了证实.然而,若断层间隔太大,当其距离超过一定的限度后,破裂通常无法跨越断层阶区继续传播,而是终止在初始断层上.模拟结果还表明,初始断层与次级断层之间的重叠距离也十分重要,只有当断层阶区中两平行断层之间的重叠部分达到一定长度后,断层的破裂速度才有可能发生转换.此外,计算结果显示,破裂过程中断层面上的应力变化可能是破裂传播速度发生转换的直接原因.最后,模拟还发现,当破裂跨越断层阶区发生速度转换时,破裂需要停顿一定的时间,以便积聚足够的能量来实现破裂速度的增快.     

基于环境包络线法的深水浮式平台极值响应长期预报

海上结构设计包括对荷载和响应的可靠性评估。对结构进行全面长期响应分析繁琐且费时,故将基于逆一阶可靠性方法的环境包络线进行海上结构概率可靠性分析,对结构的长期响应进行近似估计。在二维标准正态空间中画出与重现期相对应的圆,将圆离散为点后通过Rosenblatt变换转化为环境参数空间中的点来形成闭合的环境包络线。描述海洋环境条件的模型对绘制环境包络线极为重要,基于我国南海荔湾海域40年波浪模拟数据,建立了描述南海波浪的Weibull-Gev条件分布模型,进而绘制南海有效波高—谱峰周期包络线,并与张力腿平台(TLP)系泊张力的长期响应预报结果对比,给出南海海域在波浪作用下应用环境包络线法预报TLP系泊张力的分位数,为未来南海TLP设计中系泊张力预报提供快速估算方法。