典型海湾风暴潮增水特征与机理研究

以三门湾为例,基于经验模态分解方法 (EMD)将原始风暴潮增水过程进行分解,并对各个子模态进行能量谱分析,研究每种波动对应的生成机制。结果表明:半封闭海湾内的风暴潮增水较为严重,造成三门湾内强增水的台风为三门湾南侧的西北向登陆台风。EMD分解结果显示三门湾内的风暴潮增水包含6 h,12 h,20 h左右的波动,其中6 h左右的波动来源于海湾共振,共振的频率是由海湾的形状、水深等固有性质所决定的。12 h的波动是由于天文潮与风暴潮耦合作用导致,20 h左右的波动是由于台风移动过程中外海波动的传入。结果表明EMD方法为风暴潮波动增水特征的精细认知提供了一种新的思路和方法,可以加深对海湾内风暴潮波动增水特征的研究。     

三维弹性侧壁液舱内液体晃动波面的实验研究

通过物理模型实验,对弹性侧壁液舱和刚性液舱内液体晃荡问题进行了研究。由于流固耦合的影响,弹性侧壁液舱内液体晃荡的最低阶固有频率稍小于同尺寸的刚性液舱内液体晃荡的最低阶固有频率。液舱模型处于纵向简谐激励作用下,其中激励频率在最低阶固有频率附近。实验分析两种相对液深比h/L=0.167和h/L=0.333,在二阶模态的次共振和一阶模态的共振状况下,对弹性侧壁液舱与刚性液舱内不同测点的波面、振幅谱和晃动波高进行对比分析。结果表明:在浅液深(h/L=0.167)一阶共振下,流固耦合对波面形态的影响比较明显,弹性侧壁液舱内测点晃动波高明显大于刚性液舱内对应测点波高;而在一般液深(h/L=0.333)一阶共振下,水弹性效应减弱,弹性侧壁液舱与刚性液舱内对应测点处波高差异较小。     

Experimental and theoretical methods on determination of stress-dependent natural frequency of marine sedimentary clay

Excited by the vibration sources in dynamic engineering, the natural frequency and damping factor of the saturated marine sedimentary clay are key dynamic parameters that influence the responses under cyclic loads. Experimental and theoretical methods are proposed in this paper to analyze the natural frequency and the stress-dependent nonlinearity. The experimental method shows that the natural frequency of soils with specific stress state subjected to large cyclic shear strain can be estimated from the data of dynamic triaxial tests based on the amplitude–frequency response curve. Trial and error by the criterion from the half-power bandwidth method is used to determine the optimal fitting. The results of a theoretical study on the free vibration of soil layers are then presented to derive the analytic solution of natural frequency. In addition to the two frequency-independent elements (a lumped mass matrix and a stiffness matrix), the system’s equivalent damping coefficient matrix is iteratively determined based upon the forced vibration experimentally. Finally, the impacts of the resonance phenomenon on the dynamic shear modulus and hysteretic loop are discussed.     

Nonstationary stochastic response of structural systems equipped with nonlinear viscous dampers under seismic excitation

Nonlinear viscous dampers are supplemental devices widely used for enhancing the performance of structural systems exposed to seismic hazard. A rigorous evaluation of the effect of these damping devices on the seismic performance of a structural system should be based on a probabilistic approach and take into account the evolutionary characteristics of the earthquake input and of the corresponding system response. In this paper, an approximate analytical technique is proposed for studying the nonstationary stochastic response characteristics of hysteretic single degree of freedom systems equipped with viscous dampers subjected to a fully nonstationary random process representing the seismic input. In this regard, a stochastic averaging/linearization technique is utilized to cast the original nonlinear stochastic differential equation of motion into a simple first‐order nonlinear ordinary differential equation for the nonstationary system response variance. In comparison with standard linearization schemes, the herein proposed technique has the significant advantage that it allows to handle realistic seismic excitations with time‐varying frequency content. Further, it allows deriving a formula for determining the nonlinear system response evolutionary power spectrum. By this way, ‘moving resonance’ effects, related to both the evolutionary seismic excitation and the nonlinear system behavior, can be observed and quantified. Several applications involving various system and input properties are included. Furthermore, various response parameters of interest for the seismic performance assessment are considered as well. Comparisons with pertinent Monte Carlo simulations demonstrate the reliability of the proposed technique. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

膝关节痛风性关节炎的CT与MRI分析

目的：探讨膝关节痛风性关节炎的CT和MRI影像特征。方法：回顾分析经手术病理证实的21例膝关节痛风性关节炎的CT和MRI表现,其中12例CT,14例MRI。结果：所有病例均能发现痛风结节,CT显示45个,MRI显示48个,痛风结节位于肌腱和韧带共58个,滑膜或关节腔内15个,骨内11个,其他软组织9个。形态呈条块状31个,结节状31个,线状4个,不规则形27个。骨质破坏CT共发现21处,MRI发现24处,位于骨边缘共30处;MRI显示5处骨质破坏周围骨髓水肿。痛风结节在T1WI均呈低至中等信号;T2WI上39个呈混杂信号,6个呈高信号,3个呈低信号。在5例均行CT及MRI检查膝关节比较中：CT显示痛风结节21个,MRI显示痛风结节18个;CT和MRI在显示骨质破坏的部位均为12处,MRI显示骨髓水肿4处;MRI显示软骨异常共5处。结论：膝关节痛风性关节炎在影像上有一定的特征性,CT更容易发现痛风结节,而MRI更合适于评估软组织情况及炎性改变,综合分析两种影像资料有助于准确诊断痛风性关节炎。     

基于动态增强磁共振的T1WI定量灌注参数伪彩图在导管源性乳腺癌中的诊断价值

目的：探讨基于动态增强的MRTIWI定量灌注参数伪彩图对导管源性乳腺癌的诊断价值。方法：16例女性手术前行双侧乳腺动态高分辨对比增强MR成像（DCE～MRI）,绘制时间一信号强度曲线（TIC）,基于乳腺动态增强磁共振的数据资料,通过灌注软件获得五种灌注伪彩图,分别为Wash—in、Wash—out、TTP、MIPt及PEI。选取病变的中央（1个）边缘（2个）及对侧相应部位正常乳腺组织（1个）为感兴趣区域,测得其各种灌注参数值,并研究探讨导管源性乳腺癌的灌注特点。结果：16例女性患者经病理学证实为13例浸润性导管癌、3例导管内癌。16个病灶中13例呈非肿块样强化,其中线状／导管样强化7例,斑片样强化5例,斑点状强化1例,另有3例为肿块样强化。16例患者TIC曲线均显示为II型。Wash—in、Wash—out、TTP、MIPt及PEI五种灌注参数图的阳性发现分别为13个、10个、9个、15个、16个病灶,检出率分别为81．25％、62．50％、56．25％、93．75％、100％。对各组灌注参数值进行统计学分析,得出导管源性乳腺癌与对侧相应部位正常乳腺组织之间各参数值具有显著性差异（．=P〈0．001）;除TTP图参数外,病灶周边及病变中心各组参数值对比在统计学上亦具有显著性差异（P〈0．001）。13例浸润性导管癌及3例导管内癌两种疾病的各种灌注参数值对比显示无统计学意义。结论：基于乳腺动态高分辨对比增强的TIWI定量灌注参数图对导管源性乳腺癌的检出率高,可为其诊断和鉴别诊断提供重要的补充信息。     

均匀介质中MRS方法三维模型的核磁共振响应

MRS方法三维含水体的核磁共振正演计算涉及两个难点：①激发场表达式的快速计算,该表达式为包含双重Bessel函数乘积的积分式,将该表达式分为两个积分区间,第一积分区间应用贝塞尔函数的汉克尔函数表述式及其大宗量渐近特性,将其转化为Fourier正（余）弦变换,采用快速计算方法实现数值计算;另一积分区间的计算直接应用一般的数值积分算法即能获得较高的计算精度。②三维含水体的空间离散化,提供柱坐标和直角坐标中的两种离散方法,可对任意形状的三维含水体进行构建。在此基础上,开发出相应的正演程序,并进行几种常见的三维含水体的MRS正演,对其初始振幅曲线进行规律总结。结果表明,三维含水体的MRS振幅响应与层状含水层振幅响应类似,使用收发共圈的工作模式将难以辨别地下含水体的空间形态。     

压实黏质砂土脱湿过程影响机制的核磁共振分析

通过对具有不同初始含水率和干密度的两种压实黏质砂土的脱湿曲线进行测试、分析和对比,并结合核磁共振技术,探讨了干密度、初始含水率和土样组分对压实黏质砂土脱湿过程的影响规律。利用核磁共振测得了试样在各级吸力下的T2时间（横向弛豫时间）分布曲线,定性地探讨了不同吸力下试样中的水分分布特征,揭示了干密度、初始含水率和土样组分对试样脱湿过程的微观机制影响。试验结果表明：干密度仅在低基质吸力条件下对试样脱湿过程产生重要影响,而在高吸力条件下初始含水率和试样组分起主导作用;核磁共振结果证实在压实黏质砂土中,小孔隙结构主要由初始含水率和试样组分控制,而大孔隙的结构主要取决于干密度;试样组分对压实土的内部结构和孔隙大小分布的影响比初始含水率大。     

音频大地电磁法与核磁共振法结合划分含水层的试验

为提高应用地球物理方法划分含水层的准确性,提出将音频大地电磁法与核磁共振法结合运用的综合方法。运用该方法在内蒙古巴彦宝力格盆地某区开展野外试验,并将试验结果与该区域供水水文地质详查报告中的水文地质剖面图进行了比对。结果表明：①试验区100 m深度范围内,该方法所揭示的含水层深度、厚度分布与水文地质剖面图基本一致;②据该方法,介质岩性为泥岩、粉质黏土、粉土、气孔状玄武岩和砂砾时,其衰减时间分别为≤30、30～60、60～120、120～260和260～600 ms,据此得到的介质岩性分布与水文地质剖面图高度吻合;③该方法得到的含水层含水量变化与水文地质剖面图的涌水量变化规律一致。因此,运用该方法划分含水层具有很强的可行性,在生产实践中具有推广价值。