Transient response of a beam on viscoelastic foundation under an impact load during nondestructive testing

Beam responses under an impact NDT load are studied using the Fourier and Laplace transforms. Numerical computation is performed for a parametric study of beam and load parameters. It is shown that under an impact load, the time duration for displacement to vanish is ten times longer than that for velocity and acceleration. The maximum response is achieved first in acceleration, followed by velocity, and finally displacement, all of which occur before the impact load is removed. At the moment that the impact load is removed from the beam, there is a discontinuity in the velocity and acceleration responses, but not in displacement response. The effect of K and ph on beam response is much less significant than that of El and C, which have similar effect on beam response. As El increases, peak values of displacement, velocity and acceleration response decrease. The effect of K on beam response only becomes appreciable after the impact load is removed. While the peak of displacement remain almost unchanged as K increases, the displacement response decays to zero faster for large K values than for small K values.     

DPCM-based vibration sensor data compression and its effect on structural system identification

Due to the large scale and complexity of civil infrastructures, structural health monitoring typically requires a substantial number of sensors, which consequently generate huge volumes of sensor data. Innovative sensor data compression techniques are highly desired to facilitate efficient data storage and remote retrieval of sensor data. This paper presents a vibration sensor data compression algorithm based on the Differential Pulse Code Modulation (DPCM) method and the consideration of effects of signal distortion due to lossy data compression on structural system identification. The DPCM system concerned consists of two primary components: linear predictor and quantizer. For the DPCM system considered in this study, the Least Square method is used to derive the linear predictor coefficients and Jayant quantizer is used for scalar quantization. A 5-DOF model structure is used as the prototype structure in numerical study. Numerical simulation was carried out to study the performance of the proposed DPCM-based data compression algorithm as well as its effect on the accuracy of structural identification including modal parameters and second order structural parameters such as stiffness and damping coefficients. It is found that the DPCM-based sensor data compression method is capable of reducing the raw sensor data size to a significant extent while having a minor effect on the modal parameters as well as second order structural parameters identified from reconstructed sensor data.     

AVS/D半主动振动控制结构的抗震设计方法探讨

本文介绍了AVS／D半主动控制系统的工作原理,参照现行抗震设计规范的设计思想,提出了AVS／D半主动控振结构的抗震设计方法,并针对具体结构控制系统的工作性能,探讨了结构设计中关键参数：主体结构的地震力折减系数和薄弱层层间位移相对控制率的确定方法,最后通过实例分析验证了该方法的可行性。     

接收函数的曲波变换去噪

压制横向非均匀地壳介质引起的散射波场对于基于水平分层介质模型的接收函数地壳结构成像及其地震各向异性研究至关重要.虽然通过数据叠加和低通滤波,在一定程度上能够压制散射波场,但也有可能导致不希望的波形畸变、信息丢失或数据分辨率降低.为了避免上述问题,本文将近年来快速发展的曲波变换理论用于远震接收函数的散射噪声压制.与勘探地震学不同,我们面临的主要问题在于地震台站和震源的空间缺失导致的接收函数空间不均匀采样.为此,我们将压缩感知理论与曲波变换去噪相结合,在对缺失数据进行波场重建的同时,实现散射噪声的压制.为了论证方法的可行性,本文进行了噪声压制和波场重建的理论检验.并将本文方法用于处理IRIS全球台网固定台站和川西台阵远震接收函数.结果表明:1)地壳介质横向不均匀引起的散射噪声可以得到有效压制,接收函数的信噪比得到提高,震相的可追踪性得到改善,从而利于进一步的接收函数反演和地震各向异性研究;2)缺失数据可以正确重建;3)本文的方法既可用于单台-多事件的数据集,也可用于单个事件-阵列观测的数据去噪,但单台-多事件数据集的结果优于阵列观测的情况.     

河南老代仗沟铅锌矿床原生晕异常的赋存规律及找矿意义

老代仗沟矿床为伏牛山岩浆期后热液充填成因的脉状铅锌矿的代表性矿床。基于1∶20万和1∶5万水系沉积物地球化学综合异常,开展了1∶1万土壤地球化学测量和1∶5千岩石化探测量。土壤化探次生晕异常(Pb、Zn、Ag成矿元素)的分布面积大、强度高,且与矿带展布方向高度一致;岩石地球化学原生晕异常反映了矿带及矿体的浅、深部的铅锌工业矿体主元素的分布规律,其中Pb、Zn套叠好,Ag、Cu套叠差。矿带由内向外横向分带规律为:Pb-Zn-Ag-Cu→Mn-Sn→(Mo)-Co-Ni;轴向分带自上而下(高程750~450m,间隔60m)为:As-Ag→Sn→Zn-Pb→Be→MoCo-Ni→Cu-Mn;找矿指示元素:矿上为Be、Mn;矿中为Pb、Zn、Ag、(Cu);矿下为Co、Ni。该项研究成果可作为矿带、矿体深部勘查预测的依据。     

平面拟合法校正多波束换能器横向安装偏差

针对多波束测深系统换能器横向安装偏差校正不完善的问题,提出了一种以近似平面估算换能器横向安装偏差的方法。分析了横向安装偏差对海底地形测量的影响,采用选权迭代的方式对子区平坦海底进行平面拟合,以平面拟合系数求解模型作为计算平面方程的推值模型,利用两近似平面夹角确定换能器横向安装偏差,将计算结果带入CARIS软件船配置文件中,完成对换能器横向安装偏差的二次校正。实验结果表明,该法能有效探测换能器横向安装偏差,且经二次校正后的主检测线交叉区域水深值具有较好一致性,满足海道测量规范要求。     

应用LAMP-LFD技术可视化检测河流弧菌(Vibrio fluvialis)的研究

以河流弧菌(Vibrio fluvialis)为检测对象,将环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)与横向流动试纸条(lateral flow dipstick,LFD)联合应用,建立了快速便捷的LAMP-LFD方法。该方法以河流弧菌的外膜蛋白omp U基因作为检测靶标,在其保守区域设计6条特异性引物(上游内引物由生物素标记),并在两条外引物的有效扩增区段内设计1条特异性探针,由异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)标记。使用引物进行有生物素标记的LAMP反应,产物与FITC标记的探针完成杂交,杂交产物在LFD上进行结果展示。结果表明,LAMP-LFD方法可特异性地检出河流弧菌,对近似物种如创伤弧菌等弧菌病原以及迟缓爱德华菌等其他水产养殖病原的检测均呈阴性。经优化,LAMP的反应条件为63°C反应25min,加上5min的探针杂交和3—5min的LFD显色,整个检测时程约35min。利用该方法最低可检测到1.0×10~2 CFU/m L的河流弧菌纯培养物,能够从污染强度为5.0×10~2 CFU/m L的组织样品中检测到该病原。该方法设备依赖性更低,仅需简单的恒温加热设备即可完成。因此,本研究建立的河流弧菌LAMP-LFD方法,具有操作便捷,设备依赖性低、灵敏度高和检测快速等优点,在河流弧菌的基层检测中具有良好的应用前景。     

平面外振动周期性高架桥失谐局部化问题分析

考虑周期性高架桥结构由桥墩及两相邻的水平梁组成,分析平面外振动失谐引起局部化现象。首先建立水平梁-桥墩连接处的传递矩阵,结合Wolf算法推导描述周期性高架桥波场局部化的Lyapunov正指数,并讨论高架桥结构的桥墩高度、桥梁跨度失谐及材料阻尼变化对描述局部化因子的Lyapunov指数影响。计算结果表明:低频时桥墩高度及桥梁跨度失谐对Lyapunov指数几乎没有影响,而随频率增加,周期高架桥结构失谐引起局部化现象明显;在通带域,振动波局部化更容易受结构材料阻尼变化的影响;在禁带域,高架桥的桥墩高度、桥梁跨度失谐对振动局部化影响要大于结构材料阻尼。     

超深厚覆盖层中深埋细粒土地震残余变形特性振动三轴试验研究

土石坝(超)深厚覆盖层地基中的深埋细粒土抗地震残余变形能力较差,尤其是在土层厚度较大时,覆盖层地基连同坝体在强震作用下可能会产生较大的地震沉陷。针对我国西部某大型土石坝工程,对超深厚覆盖层地基中深埋粉砂层土的地震残余变形特性进行三轴试验研究。研究表明:试验土料级配曲线与相应土层各钻孔平均级配曲线很接近,试验土料的颗粒级配对实际土层的颗粒组成特性具有代表性;试验土料的地震残余变形特性主要受土体密度、固结条件和围压力条件等控制,尤其是固结比对土体地震残余变形特性影响较大;各因素对土体残余体积变形特性和轴向变形特性的影响规律有所差异。     

设置黏滞阻尼器的连体高层结构的减振研究

研究采用阻尼器对连体高层结构的地震响应进行振动控制。首先从结构动力方程出发,推导了在主塔与连廊之间设置有黏滞阻尼器的有控结构的基本振动控制方程;进而通过数值模拟,以某实际工程为原型,尝试将连廊与主塔间的斜撑利用黏滞阻尼器进行替换,分别在不同地震激励下比较了有控结构和无控结构的地震响应。分析结果表明,采用黏滞阻尼器可以有效降低结构的层剪力、结构位移、加速度等地震响应;同时能量分析的结果也表明本文采用的减振方案在不同地震激励下都可以有效耗散地震能量,由此得出结论采用黏滞阻尼器提高连体高层结构的抗震安全性是可行的。