饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性.     

常熟台倾斜仪降雨干扰定量分析

通过常熟地震台形变山洞内三套倾斜仪观测资料的对比分析,找到降雨、蓄水干扰对观测的影响,并利用弹性形变理论验证其可靠性,分析表明,每次强降雨均伴随有来自西南方向的倾斜干扰,其原因为雨水向湖中汇聚,水位上升产生弹性形变,从而引起地表倾斜.     

弹性层状半空间中无限长洞室对斜入射平面SH波的三维散射(Ⅰ)——方法及验证

利用间接边界元法,求解了弹性层状半空间中无限长洞室对斜入射平面SH波的三维散射问题.通过与文献结果进行对比,验证了本方法的正确性.与工程中常用的二维模型比较表明,工程中将三维散射问题简单地分解为平面内问题和平面外问题的做法存在较大误差.文中并研究了斜入射角度对散射的影响,表明斜入射角度对地表位移幅值有着重要影响.     

衰减补偿的黏弹性最小二乘逆时偏移

地震勘探是发现和认识油气藏的重要方法,随着国内油气勘探领域、勘探对象的日趋复杂化,油气勘探迫切需求地震成像的精准度、分辨率和保真度的大幅度提升.相比于常规逆时偏移方法,最小二乘逆时偏移成像有较少的伪像,成像振幅均衡,成像分辨率高.目前常用弹性最小二乘逆时偏移方法来对地下介质进行成像.但由于地下介质通常表现出黏弹性性质,...     

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼,可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言,常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到,增加标准线性体个数能有效提高模拟精度,但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法,详细分析了时域本构逼近误差的影响因素,清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度,与频带上下限取值无关这一特性,阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素,结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则,对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步,本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构,解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题,并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.

     

地震面波产生的地震动转动分量研究

本文利用弹性波动理论对地面转动分量，即瑞利（Rayleigh)波和乐夫（Love)波产生的转动分量进行了研究，给出了相应的计算公式和计算方法，特别注意到面波的散射效应对转动分量的影响，并将这一特性引入到转动分量的求取中，使问题的解决更切合于实际，最后选取实际地震记录，利用得到的公式计算出地震面波产生的转动分量。     

弹性纵波垂直通过非线性结构面的傅里叶级数分析法

利用傅里叶级数计算任意函数形式的弹性纵波垂直通过非线性结构面的透射波和反射波的速度波形。采用双曲模型描述结构面的变形特性,基于位移不连续模型,结合波振面处动量守恒定律,推导了弹性纵波垂直通过非线性结构面的基本方程。假设应力波在含结构面岩体中传播时,结构面的存在不改变应力波波形函数的最小正周期,运用傅里叶级数理论和周期延拓方法,得到了任意函数形式的弹性纵波垂直入射时透射波和反射波速度波形的傅里叶级数解,并验证了傅里叶级数解是合理的。利用傅里叶级数解,分析了单一频率的正弦谐波入射至结构面时,透射波中各阶谐波的振幅和相位与谐波阶数的关系。研究结果表明,各阶谐波的振幅与阶数呈负指数关系衰减,前7阶谐波振幅的衰减指数为谐波阶数的二次函数,当谐波阶数大于7时,衰减指数为谐波阶数的一次函数;各阶谐波的相位与谐波阶数呈线性关系。     

Elastic-plastic analysis for pile-anchor supporting system of deep foundation pit

By using numerical analysis methods to simulate the deep excavation, a lot of analyses are established on the basis of two-dimensional plane strain, ignoring the fact that foundation pit possesses three dimensions. For soil constitutive relation, people always take linear and nonlinear model, without considering the plastic behavior of soil. Using plastic-elastic hardening model to simulate constitutive relation of soil characteristics, the authors carried out mechanical analysis for pit excavation and support. The results show that the analysis for the stress state of pile anchor system is an effective way which provides theoretical basis for calculation of soil displacement.     

粘性可压缩流体中的波

本文在小扰动条件下,从粘性可压缩流体的运动方程、状态方程以及连续性方程导出了它的波动方程,从而表明粘性可压缩流体中能够存在有耗损的纵波与横波。文中还针对自由界面、刚性界面、粘性流体内部分界面、粘性流体与弹性固体分界面等,求出了平面波的反射系数和透射系数。     

弹性特征约束下的矿物成分页岩脆性评价方法研究

脆性评价对页岩储层可压裂性评估、设计压裂层段、提升压裂改造效果具有重要意义.但传统基于矿物成分的脆性评价方法将不同矿物成分对脆性指数贡献程度进行平均化, 忽略了不同矿物对岩石脆性影响的差异性.本文采用数字岩石物理实验来标定不同矿物成分对岩石脆性整体特征的影响程度, 定量分析了岩石弹性参数随矿物组分含量的变化关系, 采用基于弹性参数的脆性指数来建立不同矿物成分对页岩脆性的差异性影响关系, 建立不同矿物组分相较于黏土矿物与脆性指数的相对关系及敏感因子, 在弹性参数脆性指数的约束下确定了不同矿物成分在脆性指数中的权重, 提出了基于矿物成分贡献程度自适应变化的脆性评价方法.矿物脆性评价结果与弹性参数脆性评价结果的相关性分析及下寺湾地区岩样脆性评价测试表明, 考虑不同矿物成分的差异性所构建的脆性评价方法更加合理有效.