Active control of MDOF structures with supplemental electrorheological fluid dampers

A method for design of an active control system for multistorey structures using Electrorheological (ER) dampers is presented. Incorporated at various levels of a structural frame, ER dampers are used to improve the response of the structure during earthquakes. Optimal control theory was used to design the ER devices. The aim of the design is to find the most suitable combination of the minimum required forces produced by the ER dampers to obtain the optimal structural response. The mechanical response of ER fluid dampers is regulated by an electric field, depending on the displacements and velocities of the frame. Numerical analysis of an ER damped seven-storey structure is represented as an example. Significant improvement of the structural response was obtained using optimal active controlled ER dampers compared to passive controlled and uncontrolled structures. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

海南异常高温的气候特征及其海气背景

分析1961～2001年海南5～7月异常高温频数的气候特征及其影响因子南海海温和北半球500hPa高度场特征,结果表明,5、6月异常高温频数分别存在3馏年和5年左右的显著周期;南海中部海域是影响同期异常高温频数的关键区域;异常高温频数偏多年,欧亚地区500hPa环流特征是中高纬度有阻塞高压存在,西风槽南压,西太平洋副热带高压位置长期偏南、偏西。     

基于黏度时变性的桩端压力浆液上返高度模型及工程应用

桩端后压浆浆液上返高度对后压浆桩承载力的计算影响较大。基于幂律型流体的黏度时变性特征,推导了考虑黏度时变性的桩端压力浆液上返的理论计算公式,并给出了参数的确定方法及成层土中浆液上返高度的迭代算法;结合台州湾大桥的接线工程,利用电磁波CT对桩基后压浆的加固效果进行了探测分析。结果表明,采用浆液沿压浆管道阻力损失的拟合值并考虑黏度时变性得到的浆液上返高度的计算结果与实测结果基本吻合且偏于安全,而忽略黏度时变性得到的计算结果偏大,会对后压浆桩的承载力设计造成不利影响。此外,电磁波CT能观测到桩体、水泥浆加固体及土体的分布情况,且能推测出水泥浆液在桩端的扩散范围和沿桩身的上返高度,可用于评价后压浆桩的压浆效果。研究成果可为后压浆桩的设计和效果检测提供参考和指导。     

含两组交叉贯通节理岩体的强度及破坏特征分析

天然岩体中常含有多组相互交叉的贯通节理,它们的存在极大地削弱了岩体的力学性质。为了研究含两组交叉贯通节理岩体的强度及破坏特征,基于弹塑性数值流形方法,对不同应力状态下,节理倾角和节理间距不同的岩体压缩试验进行数值模拟。结果表明：岩体强度随节理倾角的变化曲线呈现出多波峰、多波谷特点,岩体强度随节理间距变化曲线符合负指数函数形式。根据节理状态,两组节理岩体的破坏模式可以分为3种：岩块破坏、沿一组节理滑移和沿两组节理滑移。两组节理均会影响岩体强度,一组起主要作用,另一组起次要作用,并且节理组之间存在相互影响。通过对数值计算结果进行回归分析,基于一组节理岩体强度预测模型,量化节理组之间的相互影响,提出适用于含两组交叉贯通节理岩体的强度预测模型。模型形式简单,使用方便,可为实际工程中正确评估岩体强度提供指导性意见。     

松辽盆地齐家地区高台子致密油层包裹体古流体压力特征及其地质意义

流体包裹体热动力学（PVTx）模拟应用包裹体组分、均一温度和气液比,结合模拟软件可以恢复包裹体被捕获时的古流体压力,以松辽盆地齐家地区高台子致密油层为例,应用激光共聚焦扫描显微镜、显微荧光和显微测温等分析,划分了油气充注幕次并恢复了各幕次流体古压力,该应用有效区分了不同幕次流体古压力特征。研究结果表明:齐家地区高台子油层存在两期油气充注,第1期发生在晚白垩世嫩江晚期（79~75 Ma）,主要充注发黄色荧光的原油,古流体压力为16.13~16.97 MPa;第2期发生在晚白垩世明水期（69~65 Ma）,主要充注发黄绿色、蓝绿色荧光颜色的原油,古流体压力为22.14~26.13 MPa。研究结果有助于深化勘探区油气成藏规律的认识。      

流体晶、流体晶矿物组合、流体岩及其研究意义

流体是地球各圈层之间相互作用的纽带,在成岩、成矿过程中起着十分重要的作用。目前,流体的研究主要集中在流体对先存矿物岩石进行的交代作用方面,而对流体直接结晶形成的矿物领域研究较少。文中根据作者近几年的研究成果对从流体直接结晶而成的矿物——流体晶以及流体晶矿物组合、流体岩等的定义、特征进行了归纳总结。最新的研究结果显示：岩浆中可以含有大量的流体,这些流体来源既可以是岩浆演化富集、岩浆与围岩相互作用产生,亦可以是外部来源。因此,流体晶矿物、流体岩在自然界应该是普遍存在的。流体晶矿物的提出将深化人们对地质过程的理解,发展岩石学及矿床学的研究新领域,有利于矿床勘探和成矿预测。     

考虑结构性的冻融作用对黄土湿陷系数的影响

结构性是黄土的基本属性,黄土的湿陷特性与其结构性之间有着必然的联系。针对冻融作用对不同结构性黄土湿陷性的影响,以水泥作为模拟土颗粒间的联结材料制备了人工结构性土,开展了不同水泥含量的人工结构性土与相应的原状土、重塑土的湿陷试验,分析了结构性、冻融作用、初始含水率、湿重度及荷载大小对湿陷系数的影响规律。试验结果表明：冻融前后,人工结构性黄土的湿陷系数均比原状土、重塑土的湿陷系数小,且随着水泥含量的增加,湿陷系数有所减小;冻融之后,各土样的湿陷系数几乎均有所增加,但增加的程度和土样初始结构、含水率、干密度（压实系数）及竖向荷载关系密切,尤其当含水率接近最优含水率和土样为重塑土或水泥含量较低的人工结构性土时,冻融后湿陷系数增大幅度显著。在标准荷载200 kPa下,冻融前后原状土、重塑土的湿陷系数与其湿重度之间基本呈较好的线性负相关关系,而人工结构性黄土湿陷系数与湿重度之间并不呈线性关系;竖向荷载为50 kPa时,重塑黄土和5%水泥含量黄土的湿陷系数与冻融次数之间存在着较好的对数关系。以水泥作为土颗粒间联结材料,制备的人工结构性土是否能很好地代替原状土反映结构性黄土的湿陷特性,还需更进一步深入研究。     

厦门花岗岩残积土物理力学指标关联性定量表征初探

厦门地区花岗岩残积土的颗分试验表明其粒度呈“两头多,中间少”的特征,级配较独特。孔隙比等物性指标与压缩模量等设计中常用指标定量关联性不强,离散性大且没有明显规律。结合厦门地铁工程地质勘察资料,通过粒间状态参量、级配控制模式确定所研究土体的关键物理状态参量,分析该参量与岩土工程设计中常用指标之间的相关关系。结果表明,引入Thevanayagam提出的粒间孔隙比作为参变量,压缩模量随粒间孔隙比的增大而减小,建立了估计残积砾质黏性土、残积砂质黏性土压缩模量的经验公式。级配控制模式下的特征粒径比可以作为估计花岗岩残积土抗剪强度指标的关键参变量,黏聚力随特征粒径比的增大而增大,内摩擦角随特征粒径比的增大而减小,且线性相关性较好。文中建立的预测花岗岩残积土压缩模量、抗剪强度指标经验公式,可供厦门地区工程设计时参考。     

西天山小于赞金矿成矿流体、成矿年代学特征及其地质意义

小于赞金矿床是产于新疆西天山也列莫顿盆地的浅成低温热液型金矿床,赋存于晚古生代大哈拉军山组火山岩中。矿石类型主要为蚀变岩型和石英脉型,主要发育硅化、黄铁绢英岩化、伊利石化、青磐岩化蚀变。流体成矿过程可分为3个阶段,分别为石英黄铁矿、石英玉髓黄铁矿和石英方解石黄铁矿阶段。小于赞金矿床流体包裹体类型单一,主要为水溶液包裹体,可分为纯液相水溶液包裹体(PL类)、富液相水溶液包裹体(L类)和富气相水溶液包裹体(V类)。石英黄铁矿阶段包裹体均一温度集中于130~190 ℃,盐度w(NaCleqv.)为0.2%~8.0%;石英玉髓黄铁矿阶段均一温度介于115~161 ℃,盐度w(NaCleqv.)为0.7%~3.4%;石英方解石黄铁矿阶段均一温度介于110~138 ℃,盐度w(NaCleqv.)为0.2%~3.4%。鉴于赋矿角砾凝灰岩的锆石U-Pb年龄为(353.8±1.8) Ma,且被下石炭统阿恰勒河组不整合覆盖,故可将小于赞金矿床的成矿时代限定在(353.8±1.8) Ma至早石炭世维宪期。锆石εHf(t)变化范围为+4.1~+8.4,平均值+6.1,两阶段Hf模式年龄tDM2变化范围为822~1 095 Ma,指示该区岩浆演化过程中有少量地幔物质的加入。综合考量矿床地质特征、流体包裹体特征和成矿时代,认为小于赞矿床为早石炭世低硫型浅成低温热液型金矿。     

天然气水合物区多相流体运移模型：以南海神狐海域为例

天然气水合物是重要的海洋油气资源,近年来利用孔隙水地球化学手段结合流体反应运移模型对水合物进行勘探已 成为研究热点。文章针对南海神狐海域钻探GMGS-1航次的数据资料,用孔隙水溴碘摩尔数比值拟合全新世流体运移速率, 构建了二期次非稳态水合物多相流体运移模型,并以SH7站位作为应用,发现自更新世以来研究区水合物成藏系统处于衰 退状态。通过模型参数敏感性分析,了解到影响模型输出的参数权重从高到低依次是沉积物孔隙度、有机质含量和沉积埋 藏速率。进一步数值分析表明,在水合物成藏系统中,有机质含量与水合物饱和度满足线性相关,其他主要参数与饱和度 的关系并非单调函数,且主导水合物稳定区内的甲烷物源是深部外源流体所携带的甲烷。多相流体运移模型对水合物资源 勘查具有一定的理论意义。