列车荷载引起心形应力路径下软土非共轴应变特征研究

采用空心圆柱仪对重塑空心软黏土试样开展了一系列非破坏试验,研究了列车循环动荷载作用下的性状。试验中主要选取心形应力路径,以圆形应力路径为辅助,对比分析了两种应力路径下软土的非共轴应变特征,探究循环振次对非共轴特性的影响、荷载频率的大小对非共轴角与大主应力方向角关系曲线形态变化的影响,同时进行了机制分析,并与另一动应力水平下试验结果进行了对比论证。此外,在不考虑频率影响下建立了简化的非共轴角与大主应力方向角之间的关系模型。研究发现,在大主应力方向角旋转的任意周期内,心形与圆形两种应力路径下非共轴角随大主应力方向角变化趋势各自有明显特点,相同动应力水平下两种应力路径产生的偏应力增量引起的单位偏应变增量大小也有所区别,但在大主应力方向角旋转的局部角度内,两种应力路径下的偏应变增量相近;心形应力路径下的非共轴角以及偏应力增量引发的单位偏应变增量大小受循环振次的影响不明显,任意振次中大主应力方向角在[-30°,40°]弧度区间内对应的偏应变增量远大于该区间之外的偏应变增量;随着频率增大,非共轴角随大主应力方向角的变化呈现越来越明显的波动。     

三轴加载下煤岩脉冲水力压裂扩缝机制研究

为了研究煤岩脉冲水力压裂扩缝机制,利用三轴加载脉冲水力压裂试验系统,分别从改变脉冲频率和压裂液黏度两个方面对煤岩进行了水力压裂室内试验。试验结果表明:脉冲压力和声发射对压裂过程的响应情况可将煤岩脉冲水力压裂扩缝过程分为零散萌生、均匀扩展、突变贯通和破裂终止4个阶段,其中声发射定位点空间展布的平均速率在均匀扩展和突变贯通阶段较零散萌生阶段分别提高了4.6倍和9.6倍;声发射b值曲线的趋势显示,均匀扩展阶段煤岩内部以小尺度的微裂纹破裂为主,突变扩展阶段煤岩内部出现了较大尺度主裂缝扩展,并且部分b值曲线呈现出山脊线状与阶梯状相结合的特点;在达到最佳压裂脉冲频率前,高频脉冲压力作用的煤岩,扩缝过程的均匀扩展阶段和突变贯穿阶段的延续时间比低频对应的延续时间短;随着压裂液黏度增高,扩缝过程均匀扩展阶段的延续时间呈缩短趋势,但突变贯穿阶段的延续时间却有增长的趋势。     

深埋隧洞钻爆开挖围岩振动频率特性研究

针对深埋圆形隧洞全断面毫秒延迟钻爆开挖,通过建立开挖面上地应力瞬态卸荷与爆炸荷载激发围岩振动的理论计算模型,并结合实测振动信号分析,研究了影响围岩振动频率的因素及其频谱特性。研究结果表明,瞬态卸荷持续时间、爆炸荷载上升时间和开挖面大小是影响深埋隧洞钻爆开挖围岩振动频率的主要因素;在爆源近区围岩振动以爆炸荷载作用为主,但爆炸荷载上升时间远小于瞬态卸荷持续时间,由此导致爆炸荷载激发振动的频率高,其质点峰值振动速度衰减快,在中远区地应力瞬态卸荷可成为引起围岩振动的主要因素;瞬态卸荷与爆炸荷载共同作用产生的振动具有两个优势频带,其低频成分主要由瞬态卸荷引起,而高频成分主要由爆炸荷载引起。     

CSAMT一维全频视电阻率反演

本文采用全频率视电阻率反演,使用2~(-3)~2~(13)Hz频率,并且不做近区和过渡区校正,直接用卡尼亚视电阻率作为反演参数。正演采用虚界面法计算有限长导线在水平层状介质的电磁场分量,反演采用有限内存拟牛顿法。数值模拟采用三层模型和实测数据进行反演,得到了符合地下电性变化的反演模型结果,证实了CSAMT一维全频视电阻率反演具有可实施性。     

Grain-size characteristics of sediment in Daniugou peatland in Changbai Mountains,Northeast China: Implications for atmospheric dust deposition

The grain-size distribution characteristics and grain-size parameters of sediment in two vertical sections of Daniugou peatland in the Changbai Mountains were systematically investigated. A comparative analysis of the sediment granularity using a discriminative function with Hongyuan peat, red clay, loess-paleosol, fluvial deposit as well as lacustrine deposit was also conducted. It turns out that the vertical section of Daniugou peat ash is primarily constituted by clay and silt particles, and the content of sand is relatively small. Grain-size frequency curves generally show a single-peak modality while a bimodal pattern is detected in the upper layer. The grain-size component and peak pattern of grain-size frequency curves also illustrate that peat ash materials were transported to the peatland by long-range aeolian dust during the deposition process, while there existed short-distance dust influence in peat deposition of the upper layer. Comparisons of grain-size parameters and the discriminative Y-value of Daniugou peat ash with those of typical aeolian sediments show close similarities, suggesting the possibility that atmospheric dust transport processes were involved in the accumulation of peat again. Moreover, the variations of grain-size distribution suggest the local environmental deterioration which is just the driving force of local dust elevation. Grain-size analysis of peatland sediment is demonstrated to be one effective method to extract information about regional and global environmental evolution, and more attention should be paid to current local ecological environment and to seeking a balance between economic development and environmental protection in Northeast China.     

抚松M_L5.0级地震断层破裂参数的测定

本文根据地震波传播过程中的多谱勒效应,利用拐角频率的方位变化,用最小二乘法反演了抚松ML5.0级地震的破裂参数。结果表明,这次地震的断层破裂方向为226°,与震源机制解WS向节面、余震分布和震中附近的断层走向基本一致。地震马赫数为0.62,破裂长度为2.82km,破裂自北东向西南方向传播。     

磁芯感应线圈传感器综述

回顾了地球物理领域应用广泛的磁芯感应线圈传感器.详细介绍了它的工作原理;给出了详细的设计公式和步骤;分析了三种形式的磁芯损耗,表明了材料是影响传感器性能的主要因素之一,比较了铁氧体、坡莫合金和无定形材料三种材料的不同特点;分析了传感器频率特性及频率补偿电路对频率特性的改善;介绍了两种不同的输出信号处理方法;指出了磁芯线圈传感器的设计难点在于磁芯的制造工艺和绕线方法;标定是传感器研制的一个关键步骤,标定对环境要求极高,需要在磁屏蔽室内进行,介绍了中国地震局地球物理研究所的大型磁屏蔽室结构;地磁场的补偿是标定系统的一个难点,一般采用一个单独的参考磁力仪对地磁场进行补偿.     

零偏VSP反演Q值CFS方法及影响因素研究

当地震波在地层中传播时,能量的衰减是传播介质非弹性性质的反映.这种介质所固有的衰减特性通常用品质因子(Quality Factor, Q)来描述.本文基于地震波在传播过程中主频降低的衰减特性,利用质心频率偏移法(Centroid Frequency Shift,简称 CFS)对零偏VSP正演模型进行Q值计算,分析薄层、上下行波场、频带宽度、反演波速、震源位置等因素的影响.模型结果显示:CFS法比频谱比法、振幅衰减法能更加准确识别薄层界面,可准确反演出厚度10m的地层;上行波场的加入降低反演结果准确度,尤其对高Q值层;当有效波频带增宽时,高频部分衰减明显,Q值反演结果接近理论值;反演波速误差对反演准确性影响很大.最后,利用CFS对实际井旁地面地震资料进行Q值反演,反Q滤波后其主频由25Hz提高到35Hz,分辨率得到改善,证明了CFS方法的实用性.     

频率对K_0固结饱和粘土动力特性影响的试验分析

通过循环三轴试验,研究了k0固结饱和粘土在0.5 Hz、0.1 Hz与0.01 Hz循环应力作用下,循环强度与土样破坏时最终累积孔压的变化。结果表明,当循环频率从0.1 Hz减少至0.01 Hz时,若循环应力作用下三轴土样发生应力反向,k0固结饱和粘土循环强度大约降低3%左右;若没有应力反向,且当循环破坏次数从10变化至1 000时,循环强度的降低不超过1%,若循环破坏次数大于1 000时,循环频率的改变对循环强度基本没有影响。对于有应力反向情况,循环频率减小将导致最终累积孔压比增加;对于无应力反向情况,循环频率改变对最终累积孔压比的影响并不显著。循环频率对最终累积孔压比的影响与其对循环强度的影响一致。     

干砂土高频振动下压缩变形特性试验研究

在自行改装高频振动系统基础上,通过对干砂土进行高频振动压缩室内试验,研究了干砂土变形特性。试验研究表明:在18~27 Hz的频率范围内,塑性压缩变形随着频率的增加而减少速度很快;在27~37 Hz的频率范围内,塑性压缩变形随着频率的增加而减少速度减缓。重点分析了相对密实度、动应力幅值等因素对高频振动下频率与塑性压缩变形之间关系的影响。分析结果表明,虽然在频率较低时,这2个因素对塑性压缩变形影响很大,在高频时,塑性压缩变形对这2个因素不敏感;但是它们并不会改变频率与塑性压缩变形关系曲线变化的趋势。