爆破地震波作用下框架结构的非线性动力分析

对岩石爆破地震波作用下框架结构进行了动力分析，建立了爆破地震波作用下框架结构的非线性时程分析方法，利用福建周宁水电站地下厂房开挖爆破的地震波，对其周边的一栋七层钢筋混凝土框架结构进行了实例分析，通过与构造地震波作用下结构的动力反应的对比，对其安全性进行了评估，得到该框架结构在本次爆破地震波作用下安全度满足要求的结论。     

爆破地震波作用下底框结构的非线性动力分析

对岩石爆破地震波作用下底层框架砌体结构进行了动力分析，建立了爆破地震波作用下底层框架砌体结构的非线性时程分析方法。并利用某水电站地下厂房开挖爆破的地震波，对其周边的1栋1托5底层框架砌体结构，进行了实例分析，通过与构造地震波作用下结构的动力反应进行了对比，对其安全性进行了评估。     

深孔爆破对房屋结构的非线性动力反应

运用有限元分析软件模拟了岩石深孔爆破过程中，爆破对周边房屋结构的动力响应。建立了岩石深孔爆破的有限元模型，对爆破地震的产生过程进行模拟，获得距爆孔一定距离范围内某区域的加速度时程曲线，即爆破地震波；在此基础上，将所取得的爆破地震波输入地基、基础与框架的协同工作体系，对爆破地震波作用下框架与地基基础协同工作的反应进行了非线性动力时程分析。并与底部刚结的结构模型在爆破地震波作用下的动力反应进行了比较，分析了2种结构模型的特点。     

隔震体系结构地震反应分析

根据《建设抗震设计规范》的要求，采用人工地震波和实际地震波，对隔震结构进行时程分析计算；通过比较分析，得出了一些具有工程实践意义的结论。     

松辽盆地芳深901井建场VSP试验研究

双相介质动态形变会引起3种不同的震电效应，经地震波场施加外部电场，通过震电效应可以改善地震波传播环境，提高地震资料的信噪比。在芳深901井进行限以了解该井处的地震波场和电磁场相互作用为目的的VSP观测，并综合运用震电效应对该井进行了建场VSP的处理解释，所取得的结果表明建场VSP的应用效果明显地优于常规VSP。     

浅海舰船地震波识别方法研究

根据对舰船地震波相关性质的研究,为准确识别舰船地震波,提出基于无限冲激响应滤波器组(IIR)构造具有舰船地震波波形特征的Butterworth小波。通过单轴振动传感器进行地震波数据采集,利用构造的Butterworth小波对所采集数据进行滤波处理,结果证明所构造的Butterworth小波可准确识别舰船地震波。     

粘塑介质地震波传播模型及数字仿真

根据粘塑性理论，提出了一种粘塑介质地震波传播的数学模型及求解方法，并通过数字模拟得出了粘塑波波场．把地层介质视为粘塑介质可以更逼真地描述实际地层介质特性，粘塑波模型较声波模型、弹性波模型、粘弹波模型、塑性波模型更确切地描述实际地层介质中地震波的传播特性，尤其是地震波在近震源处及油气层中的传播特性，且上述模型都可以看为粘塑介质模型的特殊情况．数字结果表明，采用粘塑波模型比采用声波、弹性波、塑性波模型能反映出更多的符合实际地层介质的地震波传播特征，说明了采用简单地震模型对实际地震数据直接反演地下介质参数是不可靠的．     

计入衰减的地震波传播特性研究

在对多层无衰减介质中地震波传播特性研究的基础上,通过选取典型衰减系数,研究了地震波在多层有衰减介质中的传播特性。通过计算地震波在各层有无衰减介质中的幅值和位移以及绘制相应的传播位移图,对比分析了衰减因素对不同地质分布中地震波传播特性的影响。研究结果表明在不考虑衰减情况下,地震波从震源经过多个不同地质分布层传播到地表面时,地震波的幅值均有不同程度的放大;而计入地质层的衰减因素后,地震波经过与上相同的多个不同地质分布层时,地震波幅值的放大程度将明显减小。特别的对于＂表层-砾石层-岩石层-黏土层-基岩层＂地质分布层,将最大程度地衰减地震波对地表层的影响。     

高层钢-混凝土混合结构抗震性能分析

目的研究结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对高层钢-混凝土混合结构抗震性能的影响．方法利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统，根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理建立计算机模型，采用时程分析法进行地震反应分析，计算输入两种地震波时结构最大楼层位移、最大层间位移角沿楼高的分布曲线．结果得到了该建筑物的自振特性，表明结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对结构的抗震性能均有较大影响．结论笔者的方法分析了对高层钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系抗震性能有影响的因素，结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对高层钢-混凝土混合结构的抗震性能均有较大影响．可以通过设置阻尼器来有效地减小建筑物的地震反应．可为工程实用计算提供可靠的理论依据．     

十字分形地震超材料隔震性能

为了解决基于表面波理论的地震超材料带隙窄的问题，设计了一种基于十字分形柱的低频宽带隙地震超材料，并通过数值模拟计算其频散曲线，发现三阶十字分形地震超材料的相对带宽高达60%.对不同阶数十字分形地震超材料的频散曲线进行比较研究，以阐明分形地震超材料带隙扩展的机理.通过材料参数分析，研究不同材料参数对带隙宽度及位置的影响.为验证所设计的地震超材料对实际地震波的屏蔽效果，进行频域和时域分析.通过对El Centro地震波和Taft地震波的瞬态动力学分析发现，三阶十字分形地震超材料可以将2种地震表面波位于带隙频率范围内的加速度幅值降低50%以上，具有良好的隔震性能.     

基于边界元法的地震波方程时间域数值模拟

研究了复杂地下介质情形地震波传播的数学模型,讨论了地震波数学模型数值求解的时间域边界元方法,构建了两个理论上的地震勘探模型并进行了合成地震记录的数值模拟计算。     

地震波方程频率域边界元法

分析了复杂地下介质情形地震波传播的数学模型，讨论了地震波数学模型数值求解的频率域边界元方法，并得到波动方程频率域边界元法的离散化计算公式。最后，针对波动方程边界元方法给出了一些实用性的结论。     

伪谱法地震波场数值模拟

从速度-应力弹性波动方程出发,利用基于快速傅立叶变换的伪谱法对地质模型进行波场模拟,旨在提高模拟的速度和精度.相应的方法可用于均匀介质和不均匀介质中地震波传播的模拟.模拟结果表明,伪谱法是一种有效的地震波数值模拟方法:易于实现,计算速度快、计算效率高,其计算速度是有限差分方法的数倍,能有效克服数值频散.     

砂岩双相介质孔隙度地震波场数值模拟研究

为了研究煤系含水砂岩的双相介质地震波场特性,用Biot双相介质数学模型描述煤系含水层。本文应用交错网格有限差分方法对煤系含水砂岩双相介质模型的孔隙度进行了地震波场数值模拟,模拟结果显示双相介质中孔隙率大小对慢纵波有较大的影响,主要表现在随着砂岩孔隙度的增大,慢纵波的传播速度也随着增大。利用双相介质理论探索地震波场对砂岩孔隙度响应特性,对了解煤系砂岩的富水性以及孔隙特性具有现实意义和理论价值。     

一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法

考虑地震波在坡体内的传播特征,基于拟动力法,结合传统静力边坡稳定性分析极限平衡法(瑞典条分法),推导了边坡地震力公式和地震边坡稳定性安全系数公式。在此基础上,借助MATLAB软件开发了最危险滑面搜索和安全系数求解程序,实现了一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法。通过探讨地震动特性对地震边坡稳定性的影响,得到了地震边坡稳定性安全系数随地震动参数的变化规律。对于既定边坡,其安全系数随地震波初始相位呈现周期性波动变化,存在最小安全系数; 并且此安全系数随地震系数和地震波波长与边坡坡高比的增大而减小。此外,从波动理论角度揭示了拟动力法与拟静力法的区别与联系,给出了两类方法的适用范围:当地震波波长与边坡坡高比大于10时,两类方法所得结果基本一致,均适用; 而当地震波波长与边坡坡高比小于10时,拟静力法所得结果较拟动力法相对保守,仅拟动力法适用。     

一种用于波速测试的正演和反演算法

波速测试的正演和反演算法是通过地表或井间观测到的地震波走时,推算地下或井间的介质速度结构和地震波的传播路径。其步骤如下:(1)数据采集。(2)将地下介质离散成一定大小的网格并初始化慢度(速度的倒数)场,采用射线追踪技术推导各网格节点的射线路径和最小旅行时。(3)建立线性方程组。(4)反演求解线性方程组,并修正初始慢度模型。(5)重复(2)-(4)步骤,不断修正慢度场,直到满足精度要求为止。本文采用最短路径射线追踪正演算法和同时迭代重建(SIRT)反演算法在二维平面上进行求解计算,并且把得到的结果与传统单孔法比较,从而了解本文所采用的波速测试方法的可靠性、实用性及其精度情况。     

巷道超前探测中的地震波场特征与断层识别

运用Tesseral正演模拟软件分别对巷道探测前方的60°断层与楔状体(区别为有无填充物)进行正演模拟,对比分析巷道前方断层和楔状体的地震反射波波场特征。结果表明,地震记录道中含有断层异常体信息时,信号的高频成分衰减较快,主频明显向低频移动。断层造成的绕射、反射及多次反射构成了对信号的低通滤波,以此作为前方是否有异常体的识别依据。在包含断层异常体的地震记录中,地震波的频谱与功率谱具有一致性,符合高频衰减快的特性,但是功率谱对异常体的识别精度更高。     

起伏地表二维声波方程地震波场延拓

为了提高山地、沙漠、戈壁、黄土塬地区地震数据处理的效果,解决这些地区地表起伏变化对反射波地震波场的影响问题,提出将(x-z)域的曲网格映射成(ξ-η)域中的矩形网格的方法,推导出(ξ-η)域中的二维标量声波方程,并根据推导出来的波动方程采用逆时法将起伏地表上的地震波场在(ξ-η)域中向下延拓至一个水平面,从而校正地表起伏对地震波传播时间的影响.结果表明:对模型地震波场进行延拓计算,延拓前起伏表面上炮点位置处第1层的反射波旅行时间与延拓到平面上后该位置处第1层反射波的旅行时间差为59 ms,理论公式计算出的二者之差为61 ms,理论计算与实际延拓的结果相一致.在已知地表速度结构的前提下,该方法能够校正由于地表起伏变化对地震反射波造成的旅行时间的影响.     

弹性波动方程叠前逆时偏移

从弹性波动方程出发，推导了二维各向同性介质情况下弹性波塑时传播的高阶差分格式，实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓，从程函方程出发，采用逆风差分格式求取网格空间中各点的直达波旅行时，以此作为弹性波逆时偏移的成像条件（激发时间成橡条件），实现多波多分量资料的逆时偏移，文中给出了几个典型模型的理论记录的偏移结果，数值试验表明，逆时偏移能够使地表接收到的波场准确归位，提高资料处理精度。     

DDA方法在波动问题计算中的初步研究

采用DDA方法验证了一维应力波在不同边界的响应情况;在此基础上,实现了位移和应力两种地震波输入方式,并对两种方法进行了比较。基于DDA的一维计算模型,研究了在计算波动问题时块体单元尺寸和节理刚度的取值问题。研究结果表明：DDA模型网格在波传播方向的尺寸取最短波长的1/15～1/20;随着法向刚度的降低,节理对弹性纵波的衰减作用增大;当节理标准强度大于0.5时,DDA计算的节理面透射系数与理论透射系数的误差在5%以内。此外,基于DDA方法中波动问题的初步研究成果,对某地下厂房在正弦波作用下的动力响应情况进行了简单地分析,分析成果与有限元计算结果基本一致,这为DDA方法用于工程实例的动力响应分析奠定了基础。