利用声发射技术预测预报煤与瓦斯突出

针对煤与瓦斯突出的预测预报问题,开发了多道声发射实时监测系统及有关的软件系统;采用机械噪声抑制和多道相关处理技术、波形自动识别技术及动态数据统计分析中最小标准偏差理论等,成功地解决了井下不均匀介质情况下小尺度的声发射源的定位问题。     

Experimental research on critical point hy- pothesis

Introduction Earthquake is a kind of severe natural disaster. In order to predict earthquake effectively, thegeoscientists at home and abroad have carried out a great deal of studies on seismicity. For exam-ple,Willis, (1924) and Tocher (1959) made some early investigations on seismicity before largeearthquake. Chinese geoscientists performed even more studies in this field (CHEN, et al, 1981;HUANG, FENG, 1981; LIU, 1982; LU, 1985; LU, et al, 2001; MA, et al, 1982; MEI, 1960; …     

消除影响压实趋势线地质因素的方法--以莺歌海盆地为例

莺歌海盆地第四系和上第三系地层内除异常压力和压实作用外,影响声波时差的因素主要有岩性变化、成岩胶结作用、地层含天然气及裂缝的存在。这些因素在地层中往往同时存在,难以区分和辨识。借用地震处理过程中多道曲线叠合以增强信噪比的思路,通过局部区块上数口井声波时差压实曲线的叠合处理,反映地层孔隙特征的信息量得到增强,是可避开或消除影响声波速度地质因素的一种有效方法。进一步将这种方法移植到地震速度谱资料的处理中,获得的压力预测结果得到钻井实测压力的证实。     

阵列声波测井信号的时频局域相关能量分析

提出了一种基于信号时、频局域相关能量的新的时-频信号分析方法——Rihaczek分布,对多极子阵列声波测井信号进行了分析。该方法有着比较明确的物理意义,对不同岩性、构造的响应具有很好的区分和识别能力。声波的Rihaczek分布对不同的岩性,以及由不同岩性组成的构造破碎带具有明显不同的表现特征。利用相应的模式识别方法,可以对这些岩性、构造进行有效的区分和识别。     

全站仪对中整平方法探讨

在公路工程测量中,我们要使测量进行快而准,其全站仪的对中调平起着至关重要的作用。本篇采用数学方法和理论力学定量对全站仪的对中整平进行分析,讨论大家最为常用的对中方式整平方式,但却很少人明白其中的理论依据:为什么全站仪要用脚架的升降进行调平,而脚螺旋用于对中器的目标对中而不用脚螺旋调平。     

含有倾斜薄裂缝孔隙地层中的井孔声场

应用三维交错网格应力-速度有限差分方法,数值模拟了含有倾斜裂缝孔隙介质地层中点声源所激发的井孔声场问题.为满足薄裂缝计算需求,开发了不均匀网格有限差分算法,提高了计算精度及计算速度.利用将孔隙介质方程参数取为流体极限的办法来处理裂缝中的流体,实现了流体-孔隙介质界面处的差分方程统一,使界面处的计算更加灵活方便.在验证了方法正确性的基础上,分别考察了单裂缝宽度、裂缝带宽度、裂缝倾斜角度以及孔隙介质渗透率等参数的变化对井轴上阵列波形的影响并进行了分析.结果表明,声波经过裂缝时可能产生反射横波及斯通利波,后者随裂缝宽度的减小而减小,而前者随裂缝宽度的改变,变化不大,在裂缝很小(20μm)时依然存在;裂缝带的宽度、密度越大,反射斯通利波越强;当裂缝(裂缝带)倾斜时,反射横波消失,但反射斯通利波受裂缝倾斜角度的影响较小;渗透率的改变对斯通利波的衰减影响较为明显.     

一种基于圆弧片状压电振子的相控圆弧阵随钻声波测井辐射器

随钻三维反射声波成像测井技术可以实时地对井周围的地层构造和地质体进行成像,为地质导向钻井提供必要的信息,是下一代声波测井技术的发展方向.针对该项技术,提出了一种基于圆弧片状压电振子的相控圆弧阵声波测井辐射器,推导了该辐射器的声学性能在波数-频率域的数学描述,并采用了实轴积分的方法对该辐射器在无限大液体、井旁地层中产生的波场进行了求解.研究结果显示,无论在无限大液体中还是在充液井孔内,该声源均可以向任意方位定向辐射能量,其水平指向性图主瓣明显,旁瓣级低,具有较高的方位分辨率;相控阵技术能够使得即使在较低的频率下,该声源辐射的声场仍具有较好的方位特征;与传统的单极子反射成像技术相比,有希望利用该声源发展一种具有较好的方位分辨能力和更深径向探测深度的随钻反射成像测井方法;与偶极子反射成像技术相比,采用该声源可以在周向上360°范围内确定反射体的方位,能够消除井旁地层界面方位测量的多解性.     

三门湾沿海声层析潮流观测实验

2009年9月6日至9日在三门湾进行了沿海声层析(Coastal Acoustic Tomography,CAT)潮流观测实验.实验由7台沿海声层析仪组网进行,并分别由渔船定点抛锚于7个站位.实验期间,还进行了定点ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)观测.通过建立逆模式对声传播时间差进行解析,引入权重因子,用L-curve法确定阻尼因子的最佳值,继而根据阻尼最小二乘法得到流速的最佳解.根据逆模式得到的流速分布可知该海区的潮流以半日潮(M2)为主,M2潮流椭圆呈东南-西北走向,潮流基本都是顺着水道,即涨潮为西北流向,退潮为东南流向.西北向与东南向最大流速分别为1.03m·s-1和1.09m·s-1.实验期间该区域的余流是从湾外流入湾内,平均流速约为0.05m·s-1.CAT与定点ADCP流速的东分量和北分量的均方差均小于0.18m·s-1.这样大面积的潮流和余流水平分布的同步观测,用传统观测手段很难实现.通过以上结果可以得出,沿海声层析技术可以作为一种新的测流方法对强潮海区进行大面积潮流观测,可在我国沿海的海洋环境监测等方面发挥重要作用.     

不同应力路径下绢云母片岩粗粒料声发射特征

粗粒料在变形和颗粒破碎过程中伴随着明显的声发射（AE）,通过监测粗粒料在外力作用下的声发射信号特征可用来研究其力学机制。为探讨不同应力路径下绢云母片岩粗粒料声发射规律,采用改装设计的大型三轴试验机,对绢云母片岩粗粒料分别开展了常规三轴固结排水、等p（体应力）和等q（偏应力）应力路径试验,同时监测其声发射信号。研究表明,对于粗粒料的声发射必须考虑颗粒间的滑动摩擦、翻滚摩擦、颗粒破碎这3种细观机制。不同围压、不同应力水平对颗粒间的滑移、翻滚以及颗粒破碎活动影响较大,因此,在不同阶段,摩擦型AE与破碎型AE所占比例各不相同。在等p路径下,当累计声发射信号出现拐点时,可判断其为应变软化点。等q试验产生的累计AE计数与累计AE能量计数要比等p试验的累计AE计数和累计AE能量计数少一个量级,说明等p试验状态下的声发射要比等q试验活跃。等p试验中,随着体应力逐渐增大,累计AE参量增长率逐渐增大,而等q试验中,随着偏应力逐渐增大,累计AE参量增长率逐渐降低。     

A phenomenological contact‐element model considering slight non‐uniform contact for pounding analysis of highway bridges under seismic excitations

Impact stiffness is an important parameter of the contact‐element models for the analysis and prediction of the pounding responses of highway bridges subjected to seismic excitations. This paper presents a pounding experiment to investigate the inconsistencies between the theoretical and experimental values of the impact stiffness both for the linear impact model and Kelvin impact model presented in literature. The analysis of the impact acceleration and acoustic emission signals indicates that accelerometer performance and the non‐uniform pounding are two important factors that affect the pounding responses. Based on this observation, a phenomenological contact‐element model is proposed based on the actual contact state of highway bridges during the impact. To evaluate the effectiveness of the proposed impact model, a numerical simulation is subsequently conducted. A comparison of the results indicates that the proposed impact model can effectively predict the pounding responses of highway bridges. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.