水位动态变化下水体驳岸渗流场及稳定性研究

目前水体驳岸设计只注重景观性与生态性,缺乏水位动态变化对驳岸渗流场及稳定性影响的研究。以澧水河2007-2012年水文地质资料为基础,从驳岸水位动态变化速度、岸坡安全系数两个角度,研究不同水位升降速度的驳岸稳定性变化规律。研究表明:水位动态变化对驳岸渗流场有明显影响,水位变化速度快,驳岸自由水面变化滞后越明显;驳岸水位上升时,其安全系数由大变小再到稳定;随着水位逐渐下降,驳岸安全系数先减小,当水位达到一定高度(此时安全系数最小)时,安全系数逐渐回升。研究结论用以指导水体驳岸设计,对水体驳岸在水位动态变化条件下安全运行具有现实意义。     

考虑3种非线性关系的径向排水固结解析解

大部分砂井及排水板固结解析解理论结合了太沙基一维固结理论, 把土体考虑成线弹性问题, 而研究发现, 软土在等向固结条件下平均有效应力和水平渗透系数与孔隙比成半对数线性关系。同时, 实验表明, 在塑料排水板周围的涂抹区中水平渗透系数成抛物线状分布。因此, 为了充分考虑这些非线性的影响, 推导出了该问题的解析解, 并通过退化验证了该解析解的正确性。同时, 还对参数Cc/Ck和对固结速率的影响进行了分析, 结果表明:当Cc/Ck1时, 固结速率较快; 当Cc/Ck1时, 固结速率较慢; 参数增加, 固结速率逐渐变小。     

基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移

相对于传统的逆时偏移,最小二乘逆时偏移具有更高的成像质量,这种改善是通过迭代反演来获得的,另外其精度与效率依赖于求解波动方程算法的精度与效率.本文给出了基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移的方法,该方法能够充分结合最小二乘算法与非结构化网格精细刻画地下界面以及随速度自适应剖分的优点;并采用带补偿的拉普拉斯滤波算法,来消除梯度计算中的低频噪声,从而加速目标函数的收敛速度.通过简单倾斜模型以及复杂Marmousi模型测试,显示了该方法的有效性和潜力.

     

三峡库区树坪滑坡地下水渗流场分析

库岸边坡的地下水分布对其稳定性影响重大。以三峡库区树坪滑坡为例,基于Visual Modflow软件,对不同工况下的地下水渗流场进行数值模拟。结论表明：滑坡地下水位随着库水位波动而变化; 滑坡体后缘地下水受到影响较小,中部和前缘水头变化明显; 在库水位下降过程中,滑坡体内地下水随时间变化呈现水位不变、加速下降、降速减缓、稳定水位的趋势,且不同库水降速只对地下水位变化速率产生影响,对最终地下水位没有影响; 库水位降速越大,滑坡前缘地下水位变化越强烈,水力梯度也越大,且在滑坡东西两侧边界处形成的水力梯度最大。其成果将为库岸滑坡渗流场变化及稳定性分析提供一定的参考价值。     

基于工业CT力学实验平台的建立及应用

将工业CT与数字体图像相关法相结合测量物体内部三维变形及应变已发展成为一种新的实验力学方法。本文介绍基于工业CT,自行研制的加载装置和数字体图像相关法(DVC)建立起的力学实验平台,该平台包括基本原理模块、数字虚拟实验模块、原位加载扫描实验模块、变形计算模块和结果输出模块,可以实现单轴压缩、三点弯曲、四点弯曲、点加载及拉伸实验试件内部三维变形场的测量。针对岩石材料与复合材料介绍该平台的应用。     

2021年云南漾濞Mw6.4级地震的InSAR监测与反演

2021年5月21日,云南漾濞地区发生M_w 6.4级地震,然而发震区的活动构造前期研究薄弱。针对此次地震开展监测与震源参数反演研究,对深入掌握漾濞地区及其邻近区域的孕震及发震机理和构造活动特征具有十分重要的科学意义。利用欧洲航天局两个轨道的Sentinel-1A SAR卫星影像获取了升、降轨的同震形变场,并利用Okada矩形弹性位错模型反演了震源参数以及同震的滑动分布。监测结果显示,同震破裂引发的最大隆升和最大下沉形变均超过10 cm。同震位错模型反演结果表明：漾濞M_w 6.4级地震是由长度12.2 km、宽度5.0 km、走向132°、倾角83°的断层引发的;此次地震是一次显著的右旋走滑运动的破裂事件,其平均滑动量为0.19 m,平均滑动角为-153.6°,矩震级为M_w 6.1,与美国地质调查局(USGS)、全球矩心矩张量(GCMT)计划等公布的震源机制解结果一致。同时,同震库伦应力变化计算结果显示,同震引发的库伦应力变化为4.21×10²⁵ dyne·cm^-1,相当于矩震级...     

高速非均质体多尺度散射的实验研究（英文）

地下介质内部存在着复杂的非均质体,其非均质尺度对地震波传播具有显著影响。本文设计了一组11种直径的玻璃珠高速非均质模型,研究了这种三维非均质体对纵波传播的影响。每个模型中玻璃珠的体积分数（10%）相同,玻璃珠直径在0.18-11mm范围内变化。通过三种基质频率（0.83、0.61和0.34MHz）的超声脉冲测试,分析了纵波随非均质体尺度变化的波场特征及基质波数与非均质尺度乘积（ka）对纵波速度的影响。实验发现,非均质尺度影响波的传播,其波场变化较为复杂,记录的波形、振幅、速度等的变化与非均质尺度有明显的相关性;对于非均质体尺度较大的前向散射,在实验室中观察到明显的直达波与衍射波,这表明对于大尺度非均匀体,不能忽略直达波与衍射波的影响;速度与ka的关系表现出频率依赖性,这主要是由波数k、非均质尺度a引起的速度变化率不同引起的;不论是依据波形、振幅变化规律,还是不同频率速度与非均质尺度a之间的关系,确定的射线近似转换点在ka=10附近;当ka小于1时,速度缓慢变化并逐渐接近有效介质速度;对于速度扰动较大的非均匀介质,实验室测量的射线速度要明显小于微扰理论预测的速度。     

基于初至走时层析的弱全变差约束波场重构反演（英文）

全波形反演的目标泛函是一个强非线性函数,反演过程非唯一性强,容易陷入局部极值。本文首先在波场重构过程中将波动方程作为惩罚项引入到目标函数构建中,拓宽了解的搜索空间降低陷入局部极小值的风险,且反演过程不需要计算伴随波场,可显著提升计算效率;其次,考虑到全变差约束可以有效重构速度模型中的不连续界面,本文引入弱全变差约束来避免强全变差约束下的模型过度平滑估计,该策略的缺点是对初始模型的依赖性较强。鉴于此,本文将初至走时层析获取长波长初始模型作为一种先验模型约束,提出了基于初至走时层析的弱全变差约束波场重构反演方法。数值实验结果表明：新方法降低了对初始模型的依赖性,界面刻画更为准确误差降低,迭代收敛效率也得到了显著提升。