碎石环梁与混凝土环梁超大储罐强夯地基沉降变形对比研究

地层沉降及不均匀沉降控制是储罐建造安全性保障的重要环节。本文重点分析了加设碎石环梁强夯地层的沉降变形特征,综合比较了碎石环梁与混凝土环梁加固储罐地基土的环向、径向沉降与不均匀沉降差异;指出地层差异能影响两类环梁基础的地基土加固效果;考察了碎石环梁弹性模量改变对储罐地基土沉降规律的影响;比较了截面为矩形的混凝土环梁与梯形碎石环梁对储罐地层的加固效果;并给出了碎石环梁加固储罐地基土的工程建议。研究成果可为类似工程建设提供借鉴参考。     

针对复杂地形的三种地震波走时算法及对比

复杂地形条件下地震波走时算法对于研究复杂地形地区的成像问题有着重要的意义.为了得到精度高且适应于复杂地形的走时算法,首先提出阶梯网格迎风差分法.然后将该方法与不等距网格有限差分法和混合网格线性插值法进行对比研究,得出如下结论:混合网格线性插值法的计算精度最高,但其计算效率最低;阶梯网格迎风差分法的计算精度最低,但其计算效率最高;不等距网格有限差分法的计算精度和计算效率均居中;而究竟选取哪种算法作为给定复杂地形模型的地震波走时算法,应该综合考虑地形的特点、所研究问题对计算精度及计算效率的要求等因素.最后通过一个计算实例验证了三种算法在面对复杂地形、近地表及地下复杂介质等复杂地质条件时均有很好的适应性和稳定性.     

基于GPU的任意三维复杂形体重磁异常快速计算

提出了基于图形处理单元的任意三维复杂形体的重磁异常快速正演计算方法.将地下半空间剖分为大小相等规则排列的一组长方体单元,任意三维复杂形体可以表示成很多不同体积和密度(磁性)的长方体的近似组合.用解析方法计算出所有这些长方体在计算点的重力(磁力)异常,并累加求和,就可以得到整个模型体在计算点引起的重(磁)异常值.为了提高近似程度,需将地下半空间剖分得很细,用传统的CPU串行程序计算相当耗时.GPU在处理能力和存储器带宽上相对CPU有明显优势,采用GPU并行算法,可大大提高计算速度.相关试验结果表明,用GPU实现的正演快速算法计算结果正确,效率明显提高,为重磁异常三维物性反演提供了基础.     

非轴对称套管井中声场的并行有限差分模拟

本文提出了一种用于模拟非轴对称套管井中扇区水泥胶结测井100 kHz 3维瞬态声场的并行算法.采用时域有限差分方法,以及非裂化的完全匹配层吸收边界条件,基于信息传递接口(MPI)并行环境,在计算机集群上实现并行计算.对内边界上的差分方程进行参数平均处理,提高了计算稳定性.通过在轴对称情况下将有限差分模拟结果与实轴积分法计算结果对比,验证了方法的正确性.使用并行有限差分算法,模拟了水泥环有不同大小和在不同方位缺失时非轴对称套管井中8扇区的扇区水泥胶结测井仪的测井波形,并分析了套管波幅度随水泥缺失-换能器夹角的变化.根据模拟和分析结果,得到了非轴对称套管井中新的声场传播规律,并建议了一种用于反演水泥缺失大小和方位的方法.     

基于网格走时计算的弯曲界面下菲涅尔体研究

为了研究弯曲界面曲率变化对分辨率的影响,首先推导了垂直入射下来自弯曲界面的反射波和透射波界面菲涅尔带近似的解析公式,证明了公式中曲率为零恰好对应已经被推导的平界面菲涅尔带的解析公式,然后给出了利用网格走时计算方法计算弯曲界面下反射波和透射波菲涅尔体的数值实现策略,这一实现策略同时保证了网格走时计算的精度和菲涅尔体计算的精度,最后对比了不同弯曲界面（不同曲率）下的菲涅尔体相对于平界面（曲率为零）下菲涅尔体的变化.研究结果表明,界面下高速时,向斜弯曲造成菲涅尔体在界面附近变宽,使得分辨率降低;背斜弯曲造成菲涅尔体在界面附近变窄,使得分辨率提高.并且向斜弯曲对分辨率的影响程度要明显大于背斜弯曲.而界面下低速时,结论正好相反.

     

多视纹理映射中无需设定偏差的快速可见性检测

在多视纹理映射中,Z缓冲区算法和光线追踪算法是两种主流的可见性检测算法。但其精度受限于人工设定的偏差。本文提出一种无需设定偏差的可见性检测方案。首先,根据倾斜摄影的投影参数设计了一种基于着色器编程的影像模拟算法,生成各影像视角下的初始可见性图(initial visibility map,IVM)。其中,完全不可见面元在模拟的过程中会被深度测试自动剔除。然后,基于矢量栅格化准则和像素深度对IVM中的可见面元执行投影区域优化(projection coverage refinement,PCR)。最后,提出惰性投影(lazy projection,LP)和迭代点边采样(iterative vertex-edge sampling,IVES)快速区分出IVM中的完全可见面元和非完全可见面元。利用两个数据集对本文算法进行了论证。结果表明本文算法的效率和精度均优于主流算法。     

4种灰色Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用研究

基于基坑沉降监测问题,提出了4种监测模型。模型1为传统的灰色Verhulst模型。模型2为采用变换倒数和优化的约束模型来求解背景值参数与初值参数的优化灰色Verhulst模型。模型3为采用离散化思维对原数据序列进行倒数变换,完成从连续的形式向离散的形式变化的优化灰色离散Verhulst模型。模型4为采用新陈代谢方法的优化灰色离散Verhulst模型。利用提出的4种模型对中国深圳龙城工业园某基坑的沉降进行预测计算。计算结果与实测结果比较表明,采用新陈代谢方法的优化灰色离散Verhulst模型具有较高的预测精度和稳定性,能较好地描述基坑沉降。     

基于正交试验的复合地基沉降影响因素分析

结合苏北滨海平原连云港地区海相沉积的软土粘粒含量大、海侵海退、多夹层等特点及某高速公路沉降观测资料,考虑复合地基段沉降效果良好、固结显著, 对水泥搅拌桩处理海相软土地基实测累计沉降的影响因素进行单因素和多因素分析。在正交设计理论的基础上, 提出似正交设计方法并重点对软土厚度、预压方式、填土高度、桩长和桩间距进行多因素分析, 计算证明了预压方式和填土高度对水泥土桩复合地基加固软土地基的实测累计沉降的显著影响, 建议在该工程软土厚度范围变化不大的地段, 应优先调整预压方式并控制填土高度。     

灵霓海堤拓宽沉降分析

本文结合监测资料,分析了现灵霓海堤的沉降规律。计算并比较了运用两种不同填筑方案将灵霓海堤加高拓宽后的总沉降、工后沉降和与现海堤的差异沉降量;分析了拓宽后地基的沉降变形规律,为灵霓海堤拓宽工程提供了初步的设计、施工依据。     

重叠区域伪谱法计算非均匀地球介质地震波传播

伪谱法是一种高效、高精度计算非均匀介质地震波传播的数值算法,由于它的微分算子的全局性,一般认为该方法不适于并行计算. 本文介绍了并行计算非均匀介质中地震波传播的重叠区域分解算法,给出了一种基于傅里叶伪谱法的并行算法. 文中给出的算法将介质划分为相互重叠的若干区域,在各个子域上单独求解,利用重叠部分的解的传递,将各个子域连接起来,实现了伪谱法在分布式并行处理机上的计算. 文中给出了一个将二维区域分解的算例,比较了并行算法和整体算法的结果,分析了并行算法的计算精度. 结果表明,并行算法会有效降低计算时间,并且保证计算精度. 该方法在大规模三维非均匀介质的地震波场模拟方面有应用价值.