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1.
地球介质普遍具有非弹性和各向异性特征,因此在研究地震波在地下空间传播时应该同时考虑各向异性和黏滞性。在各向异性介质波场模拟、偏移成像和波形反演中,目前主要采用的是伪声波方程,该类方程是在直接将横波速度设置为0的基础上发展的,当介质参数不满足假设条件时容易产生伪横波数值干扰及模拟不稳定。考虑到伪声波方程存在的问题,文中应用泊松算子和有限差分相结合的策略求解高精度的三维TTI介质纯声波方程。同时,考虑到衰减介质对地震波振幅和相位的影响,在各向同性黏滞声波方程的基础上,推导了一种简化的三维TTI介质黏滞纯声波方程,该方程能够模拟纯声波的相位畸变和振幅衰减。应用三维层状模型、TTI楔状体模型和改进的Marmousi模型验证了方法的有效性和适用性。  相似文献   
2.
《Soils and Foundations》2022,62(3):101156
In this paper, a newly developed 3-dimentional discrete element model (DEM) for gravel-rubber mixtures (GRMs), namely DEM4GRM, that is capable of accurately describing the macro-scale shear response (from small to large deformation) of GRMs in a direct shear box apparatus is presented. Rigid gravel grains are modelled as simple multi-shape clumps, while soft rubber particles are modeled by using deformable 35-ball body-centered-cubic clusters. Mixtures are prepared with different volumetric rubber content (VRC) at 0, 10, 25, 40 and 100%, statically compressed under 30, 60 and 100 kPa vertical stress and then sheared, by closely simulating a reference laboratory test procedure. The variation of micro-scale factors such as fabric, normal and tangential force anisotropy is carefully examined throughout the shearing process and described by means of novel micro-mechanical relationships valid for GRMs. Moreover, strong-force chains are scrutinized to identify the transition from rigid to soft granular skeleton and gain insights on the load transfer and deformation mechanisms of GRMs. It is shown that the development of the fabric and force anisotropy during shearing is closely related to the macro-scale shear strength of GRMs, and strongly depends on the VRC. Besides, strong-force chains appear to be primarily formed by gravel-gravel contacts (resulting in a rigid-like mechanical behavior) up to VRC = 30%, and by rubber-rubber contacts (causing a soft-like mechanical response) beyond VRC = 60%. Alternatively, at 30% < VRC < 60%, gravel-rubber contacts are predominant in the strong-force network and an intermediate mechanical behavior is observed. This is consistent with the behavioral trends observed in the macro- and micro-mechanical responses.  相似文献   
3.
As a new type of material for civil engineering projects, the rubber and sand mixture is widely used in roadbed fillers, offering environmental benefits over traditional tyre disposal methods. This study uses a large-scale direct shear apparatus to examine the interface shear properties of the geogrid-reinforced rubber and sand mixture, considering different particle size ratios (r), rubber contents, and normal stresses. Based on indoor tests, direct shear models of the mixture with different values of r are established in PFC3D, revealing the meso-mechanical mechanism of the mixture in the direct shear process. The results show that when r is greater than 1, incorporating a certain amount of rubber particles can increase the shear strength of the mixture. The r values of 15.78, 7.63, and 3.98 correspond to an optimal rubber content of 30%, 10%, and 20%, respectively. When r is less than 1, mixing rubber particles can only reduce the shear strength of the mixture. When the rubber content is low, the smaller the value of r, the greater is the thickness of the shear band. Furthermore, the normal and tangential contact forces are greater. The fabric anisotropy evolution law of the mixture is consistent with the change in the contact force distribution.  相似文献   
4.
潜江凹陷潜江组页岩油因其独有的陆相盐湖沉积特征导致储层“甜点”预测困难,亟需开展基础性的岩石物理实验研究,以明确页岩油储层不同岩性、物性和地震弹性参数间的变化规律。为此,对研究区F井的47块岩心进行了岩石物理声学测试,并结合常规物性测试,系统地分析了盐间页岩油储层地震弹性性质的变化规律,研究了识别岩性的参数,确定了对有利储层敏感的弹性参数。结果表明,盐岩和大部分盐间页岩样品表现为各向同性,而具有矿物成层和层理裂缝发育的岩石则各向异性显著。纵、横波速度、杨氏模量、体积模量和纵波阻抗可用于识别岩性,而纵、横波速度比和泊松比等参数不适用于区分岩性。此外,发现石英含量与纵波速度和纵波阻抗具有相关性,也可用于岩性识别。最后确定了有利储层的敏感弹性参数,盐间页岩层:密度ρ大于2.2g/cm3、杨氏模量大于44.38GPa、纵波阻抗大于11.06g/cm3·km/s;利用纵波阻抗与纵、横波速度比的交会、杨氏模量与泊松比的交会方法区分有利储层时,会出现严重的叠置现象,而拉梅系数λ和密度ρ乘积(λρ)以及剪切模量μ和密度ρ乘积(μρ)可以相对较好地区分有利储层,其参数范围分别满足38.02GPa·g/cm3<λρ<67.38GPa·g/cm3和39.51GPa·g/cm3<μρ<53.84GPa·g/cm3。此结果与测井解释结果吻合度较好,说明了测井解释的可靠性。研究结果还可为岩石物理理论建模以及测井解释和地震“甜点”预测工作提供数据支撑。  相似文献   
5.
通过建立碳酸盐岩储层大斜度井双侧向测井响应三维有限元模型,分别模拟了井斜角、电各向异性系数对双侧向测井的影响,并制作了深、浅探测电阻率各向异性校正图板,该校正图板考虑了双侧向测井仪器的实际探测特性,比传统电各向异性校正公式具有更明确的物理意义。为了验证校正图板及校正方法的有效性,对四川盆地灯影组某碳酸盐岩储层钻取的水平方向和垂直方向岩心进行了高温、高压岩电实验,分别制作了该储层水平电阻率和垂直电阻率的温压校正图板,根据储层温度、围压条件分别校正水平、垂直电阻率,并求取储层温度、压力条件下电阻率各向异性系数。基于该校正方法对大斜度井储层双侧向测井数据进行电各向异性校正,结果表明,校正后大斜度井双侧向测井电阻率数据与邻近直井中对应储层段双侧向测井值具有更好的一致性,验证了该校正方法的有效性。  相似文献   
6.
杨燕  袁训锋  乔希民  范娜 《食品与机械》2018,34(12):108-114
针对食品速冻保鲜工艺因大冰晶破坏细胞结构造成品质下降的问题,将细胞溶液视为水和溶质二元系统,采用五重对称强界面能各向异性相场模型,再现冰晶生长演化过程,探讨了冷冻时间对冰晶生长行为的影响。结果表明:冰晶生长模拟结果与实际形貌一致,两者主枝中部具有发达的侧向分支,主枝根部出现缩颈,主枝和侧枝尖端具有棱角。在主枝和侧枝之间扩散通道不畅通,形成半封闭液相区其溶质浓度达到1.76%,冰晶生长受到抑制。固液界面区域的无量纲温度在冰晶主枝根部变化平缓,而在尖端变化急剧。随着冷冻时间延长,无量纲温度和溶质浓度先快速增加后逐渐趋于稳定,尖端生长速率和曲率半径先急剧减小后逐渐趋于稳定,冰晶从初期近似五边形经过5主枝结构向五重对称多分支小平面结构转变。  相似文献   
7.
页岩储层具有较强的各向异性特征,忽略页岩各向异性对被动源微地震波(水力压裂产生)传播的影响,可能会降低储层表征结果的可信度。为此,提出一种定量评估地震波场旅行时和振幅偏差的方法,并基于理论数值算例,研究页岩各向异性对被动源微地震波场的影响。首先,利用矩张量模型描述爆炸型和剪切型微地震震源,并基于三维各向异性介质弹性波动方程和交错网格有限差分算法,正演模拟被动源的微地震波场;然后,对比不同震源、不同程度各向异性介质的理论波场,计算其P波和S波相对于各向同性介质波场的旅行时及振幅偏差,定性分析和定量评估不同震源机制下页岩各向异性对微地震波场特征的具体影响。数值算例的结果表明:对于所采用的地面微地震监测系统和平层VTI介质模型,页岩各向异性对微地震波场旅行时和振幅的影响均较为显著,旅行时偏差可达子波周期的30%,振幅相对偏差则高达60%,且旅行时偏差随炮检距增加而增大。此外,不同震源机制下,微地震波场特征受页岩各向异性影响的规律相似。  相似文献   
8.
肖宏  徐子安  张春杰 《钢铁》2020,55(2):82-87
 带钢卷取过程由于张力的作用会在钢卷内部产生内应力,内应力的大小和分布直接影响轧后钢卷塌卷和内凸等缺陷的产生。考虑钢卷径向和周向弹性模量的差异,以及径向弹性模量的非线性,根据平面轴对称弹性理论,推导带钢卷取过程中内应力的逐层增量求解方程,引入相应的边界条件得到了卷取任意层数时钢卷内每一层带钢径向应力增量和位移增量方程组。基于逐层增量求解方法研究了带钢厚度、卷取张力、卸卷对卷筒压力和钢卷内应力分布的影响,并与试验结果进行了比较,验证了提出方法的正确性。  相似文献   
9.
In this context,we experimentally studied the anisotropic mechanical behaviors of rough-walled plaster joints using a servo-controlled direct shear apparatus under both constant normal load(CNL)and constant normal stiffness(CNS)conditions.The shear-induced variations in the normal displacement,shear stress,normal stress and sheared-off asperity mass are analyzed and correlated with the inclination angle of the critical waviness of joint surfaces.The results show that CNS condition gives rise to a smaller normal displacement due to the larger normal stress during shearing,compared with CNL condition.Under CNL conditions,there is one peak shear stress during shearing,whereas there are no peak shear stress for some cases and two peaks for other cases under CNS conditions depending on the geometry of joint surfaces.The inclination angle of the critical waviness has been verified to be capable of describing the joint surface roughness and anisotropy.The joint surface is more significantly damaged under CNS conditions than that under CNL conditions.With increment of the inclination angle of the critical waviness,both the normal displaceme nt and shea red-off asperity mass increase,following power law functions;yet the coefficient of deternination under CNL conditions is larger than that under CNS conditions.This is because the CNS condition significantly decreases the inclination angle of the critical waviness during shearing due to the larger degree of asperity degradation.  相似文献   
10.
为了探究液晶材料的介电性能,本文研究了4PPTGS和4PUTGS两种含氟三环NCS类液晶材料的介电各向异性和介电损耗。首先用精密LCR表(Agilent E4980A)测量液晶盒的电容并用双盒模型和液晶盒电容模型得到4PPTGS和4PUTGS两种液晶材料的平行和垂直介电常数,再由电压-电容特性曲线得到它们的阈值电压,并进一步探讨了介电各向异性和阈值电压对温度的依耐性;然后,在20 Hz~10kHz范围内研究了外加电压频率对液晶材料介电损耗的影响,两种液晶材料在1kHz左右都存在介电损耗峰值,为了减小器件的功耗和提升器件的质量,液晶材料应选择在介电损耗小的频率下工作;最后,通过对平行和垂直排列向列相盒中液晶材料在不同电压下介电损耗的测试与分析,介电损耗的变化是由于在外加电场下液晶分子固有偶极矩的取向极化引起的,介电损耗值的大小与液晶分子的排列状态密切相关。此项研究对提升液晶材料在应用中的介电性能具有一定的指导意义。  相似文献   
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