单相与多相介质中弹性波波速相关问题对比研究

从单相介质到双相及三相多孔介质,通过研究Rayleigh波波速与体波波速之间的关系,得到了3种介质下半空间表面Rayleigh波存在所需满足的条件,以及分析了其理论求解过程之间的联系与差异。对由两种不同定义式得到的平面弹性波传播速度进行了理论分析,并以双相多孔介质为例,通过数值计算直观地对两者进行了比较,结果表明:(1)对于快纵波(P1)和剪切波(S),两种传播速度随频率的变化曲线(即弥散曲线)重叠;(2)对于慢纵波(P2)和Rayleigh波,两条弥散曲线分离,两种传播速度在数值上存在一定差异;(3)两者随频率的变化趋势基本一致。弹性波波数虚部与实部的比值的数值计算结果验证了上述结论。     

水泥搅拌土的弹性波速与强度相关性的试验研究

通过室内水泥搅拌土不同龄期、不同养护条件、不同灰土比条件下弹性波速和抗压强度的对比实验，探讨了波速、龄期和强度、灰土比之间的相关关系。通过对实验数据的统计分析，发现它们之间存在着非线性关系。分析了用纵波波速和横波波速反推强度及灰土比的可靠性大小，并提出了水泥土波速和强度及灰土比的关系式。研究发现，水泥土横波波速与抗压强度和灰土比有更好的相关关系，用横波波速来反演抗压强度和灰土比有更高的可靠性。     

黄河大柳树坝址岩体被地震破坏规律研究

黄河大柳树址位于地震高裂度区的中卫－同心活动断裂带内，坝址岩体在多次强地震力的作用下严重破坏，形成了极特殊的工程岩体，节理、理解隙张开地应力下降。弹性波测试中大范围低波速，其破坏现象与地震纵横波的传播规律关系密切。纵波作用下的裂缝拉张，横波作用下的剪张形成了地震力的综合型破坏，本研究为国家自然科学基金资助项目。     

混凝土截渗墙质量检测弹性波技术及问题研究

通过对弹性波在固体中传播的基本规律及无损检测常用方法的研究,指出:弹性波在固体内纵波传播速度是不相同的;弹性波在混凝土板(平面应力状态)边界上的反射规律与平面弹性波在三维固体边界上的反射规律相同;现有常用检测方法存在受多种类型波干扰大和有效信号微弱的缺点。     

单相与多相介质中弹性波波速相关问题对比研究

从单相介质到双相及三相多孔介质，通过研究Rayleigh波波速与体波波速之间的关系，得到了三种介质下半空间表面Rayleigh波存在所需满足的条件，以及分析了其理论求解过程之间的联系与差异。对由两种不同定义式得到的平面弹性波传播速度进行了理论分析，并以双相多孔介质为例，通过数值计算直观地对两者进行了比较，结果表明：（1）对于快纵波（P1）、剪切波（S），两种传播速度随频率的变化曲线（即弥散曲线）重叠；（2）对于慢纵波（P2）、Rayleigh波，两条弥散曲线分离，两种传播速度在数值上存在一定差异；（3）两者随频率的变化趋势基本一致。弹性波波数虚部与实部的比值的数值计算结果验证了上述结论。     

横观各向同性饱和两相介质弹塑性波动问题研究

针对横观各向同性饱和两相介质的弹塑性波动问题,建立了基于SMP 破坏准则的横观各向同性饱和两相介质弹塑性动力本构模型,并建立了横观各向同性饱和两相介质弹塑性波动问题求解的时域显式有限元方法。基于上述本构模型与时域显式有限元方法进行了横观各向同性饱和两相介质弹塑性波动问题的研究。研究结果表明：横观各向同性饱和两相介质的弹塑性动力反应与其弹性动力反应有较为显著的差异,表现在前者的反应峰值相对于后者有较为明显的增大,同时二者反应时程的波形也有较大的差异。数值计算工作同时表明,时域显式有限元方法是进行横观各向同性     

不同静应力作用下砂岩应力波波速及幅值衰减规律

为研究轴向应力对大长径比砂岩中应力波传播特性的影响,利用动静组合加载试验装置,对砂岩进行了小扰动冲击试验,研究了轴向应力对砂岩中应力波波形、纵波波速、应力波幅值衰减规律的影响。研究表明:同一轴向应力下,不同测点的应力波波形变化不大,而轴向应力的改变对应力波波形变化影响较大;存在轴向应力时,应力波中同时出现压缩波和拉伸波,且轴向应力越大,拉伸波越长;轴向应力对纵波波速变化影响较大,波速与轴向应力呈线性变化,而与传播距离呈指数函数衰减;轴向应力对幅值变化有明显影响,随着传播距离增加,应力波起跳时间点逐渐滞后,应力波幅值呈不同程度的衰减,这与波携带的能量被砂岩中孔隙吸收程度有关。结果表明轴向应力通过改变砂岩密度进而影响了应力波传播特性。     

珠江三角洲河网与河口区CBOD 及TN和TP通量的模拟

建立横观各向同性土的破坏准则必须考虑其应力水平和材料横观各向同性的综合影响。本文通过分析横观各向同性土的试验规律,基于横观各向同性土的强度随SMP面(空间滑动面)和沉积面的夹角减小而变小这一假设,建立横观各向同性土的峰值强度表达式。提出了一个关于横观各向同性土的峰值强度和应力张量函数的各向异性变换应力张量。在各向异性变换应力空间,横观各向同性土体被认为是各向同性材料。将变换应力与SMP准Fra则nc结isc合o,海建湾立黏了土横真观三各轴向试同验性数土据的验三证维了破该坏破准坏则准。则分的别合采理用性具。有预横测观结各果向与同试性验的结S果an的ta对M比oni表ca明海,滩本砂文土提和出S的an横观各向同性破坏准则能够合理地描述横观各向同性对土体强度特性的影响。     

面波勘探技术

按照介质质点运动的特点和波传播的规律，地震波常常分为体波和面波两类。纵波和横波统称为体波，它们在地球介质内独立传播，遇到界面时会发生反射和透射。当介质中存在分界面时，在一定的条件下体波会形成相互干涉并叠加产生出一类频率较低、能量较强的次生波。这类地震波与界面有关，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加而迅速衰减，因而被称为面波。     

根据波速计算多相土石地基压实度的理论模型

本文基于多相复合介质的波动传播特性，导出介质内纵、横波速的理论计算公式。通过对影响因素分析，建立了横波波速与土石复合介质的干密度之间的近似理论关系。在此基础上，推导出土石地基压实度的波速计算理论模型的近似表达式。最后进行了现场地基的波速测试和灌砂法测试，通过理论计算和灌砂法测试结果的对比分析，表明该近似模型是可行的，并且其在对非均匀土石复合地基的压实质量评价中优越于传统的密度法。     

不同边界条件下非饱和土地基中的Rayleigh波传播

地球表面绝大部分土层并非处于完全饱和状态,故采用传统的饱和土两相介质理论进行动力学分析时,计算结果往往与实际情况不符。针对这一客观问题,以非饱和土为研究对象,在三相孔隙介质波动理论的基础上开展了非饱和土体半空间中Rayleigh波的弥散特性研究。分别考虑了两种不同的边界条件:(a)不透水不透气地基边界;(b)透水透气地基边界。根据边界条件及相关的本构关系式,推导出相应Rayleigh波的弥散方程,再通过Newton-Raphson法进行数值求解。最后讨论了在不同边界条件下,非饱和土地基表面附近Rayleigh波的弥散特性受到地基土饱和度、频率以及土体固有渗透系数的影响。计算结果表明:在两种边界条件下Rayleigh波的传播均受到地基土饱和度变化的影响。并且,频率及渗透系数在不同边界条件下对Rayleigh波特性的影响明显不同。     

有限深两层流体中内孤立波传播演化理论模型研究

该文对Choi和Camassa给出的一个内孤立波方程模型中的系数进行了修正,并给出了基于方程的内孤立波定态解表达式,将其称为内孤立波me Kd V理论解,进而采用有限体积/有限差分混合方法数值求解内孤立波的三类(Kd V、e Kd V和me Kd V型)非线性传播演化方程,分别以内孤立波的Kd V、e Kd V、MCC和me Kd V定态解作为初始输入波,研究其非线性传播演化特性,并获得其适用性条件。结果表明,三类非线性传播演化方程,只适合于相应内孤立波定态解初始波的定态传播,而对其他定态解初始波将发生波形变形、分裂等非线性现象。在此基础上,定量地给出了三类非线性传播演化方程的适用性条件,为采用何种非线性方程来研究实际海洋中内孤立波的传播演化问题提供了理论依据。     

不规则波抛物型缓底坡波动方程

使用Kubo近似，导出了不规则波抛物型缓底坡波动方程的折射绕射联合模型。对不规则波抛物型缓底坡波动方程进行数值模拟，并对结与实验进行比较。不规则波抛物型缓底坡波动方程能很好地描述波浪传播过程中的变化，由此，可以预测波浪在传播过程中受到地形及波浪间相互用作而发生的变化。     

NUMERICAL SIMULATION OF PROPAGATION AND BREAKING PROCESSES OF A FOCUSED WAVES GROUP

A two-dimensional numerical wave flume is developed to study the focused waves group propagation and the consequent breaking processes. The numerical model is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, with the standard k-ε turbulence model to simulate the turbulence effects. To track the complicated and broken free-surface, the Volume Of Fluid (VOF) method is employed. The numerical model combines the "Partial Cell Treatment (PCT)" method with the "Locally Relative Stationary (LRS)" concept to treat the moving wave paddle so that various waves can be generated directly in a fixed Cartesian grid system. The theoretical results of the linear and nonlinear waves are used to validate the numerical wave flume firstly, and then a plunging breaking wave created by a focused waves group is simulated. The numerical results are compared to the experimental data and other simulation results, with very good agreements. The turbulence intensity, the flow field and the energy dissipation in the breaking processes are analyzed based on the numerical results. It is shown that the present numerical model is efficient and accurate for studying the waves group generation, the waves packet propagation, and the wave breaking processes.     

地震勘探爆破振动安全控制标准分析

地震勘探作业中众多保护物的安全控制标准并无规范可依,因此通过多种方法的分析和相互验证确定合理的振动安全控制标准尤为重要。以山东省胜利油田东部探区为例,首先基于应力波和破坏准则的理论对各类保护物的强度进行验算,然后考虑爆破振动对人居环境的影响和各类保护对象抗震设防要求,并采用现有规范进行校验,最后选取4种方法中的最小值作为胜利油田东部探区不同保护对象的地震勘探振动安全控制标准。研究结果表明:强度验算确定的控制标准值一般比抗震设防和规范控制标准宽松得多,抗震设防和规范要求具有较大的安全富余,瑞利波传播速度理论上为横波传播速度的0.87～0.95倍;对于地表建筑物,应采用面波进行受力分析,对传播介质内部建筑物应采用体波进行强度验算。     

断波及其在上荆江河段传播特性研究

三峡水库投入运行后,其下游荆江河段洪水传播特性发生了一系列变化,主要表现为洪水传播时间明显缩短。通过建立荆江河段水力学模型,对比分析不同类型洪水波的水力要素,模拟分析水库不同泄流条件时洪水波传播特性,揭示了水库调度对洪水波的影响规律。研究表明:洪水在荆江河段传播时间缩短的主要原因是洪水波波型的改变;当三峡水库下泄流量在较短时间内出现较大变化时,洪水波在荆江河段不同范围、不同程度地表现为断波特性;相同条件时,断波流量越大、维持时间越长,以断波特性向下游演进的距离越远,洪水传播时间缩短现象越明显。     

框架结构内环境振动波传播规律研究

以实测环境振动波作为输入波,采用有限元方法,以加速度作为指标,在时域和频域内深入研究各种振动波在框架结构内的传播规律。研究结果表明:环境振动波和地震波的主要频谱范围存在明显差异,环境振动波相互之间的频谱分布范围也有较大不同;由于输入振动波主要频率范围的不同,加速度在楼层间的传播特点不尽相同;振级在楼层间的分布特点与加速度峰值有不同;存在一个结构高宽比使得分析结构的竖向加速度峰值响应最大。     

多向聚焦破碎波的实验研究

该文采用两种不同频谱形式(等波陡和等波幅)、不同水深,通过波浪聚焦的方法在水池中产生多向聚焦波和破碎波,实验研究了破碎波的波面特性、破碎波的破碎指标及传播过程中的频谱变化,结果表明频谱形式、水深及方向分布对破碎波浪特性有明显的影响;波浪传播过程中频谱高频部分有明显的变化;波浪破碎过程中的能量损失主要来自波浪频谱高频部分。     

基于SWASH模型的近岸波浪传播变形数值模拟

SWASH模型是一种新型的非静压时域波浪模拟。为了探讨SWASH模型对于解决近岸波浪传播变形问题的适用性,在对其控制方程、边界条件、数值解法等进行介绍的基础上,采用该模型分别模拟了正向规则波、斜向规则波和斜向不规则波入射条件下L形防波堤附近水域的波浪场和波生流场,并与物理试验结果进行对比。结果表明,SWASH模型较好地复演了波浪在近岸区域所发生的浅水变形、折射、破碎,以及堤前反射、堤内绕射等物理现象,波高沿断面的定量分布与试验结果吻合良好,同时较好地模拟了不同波况下防波堤附近水域的波生流场,说明该模型适用于复杂岸线和地形条件下波浪传播变形的数值模拟。