基于多模式分离的S变换瑞雷波频散曲线提取

对多阶模式下的瑞雷波信号进行分离,利用S变换计算2道数据单模式的频散曲线并进行反演得到二维横波速度剖面,以提高瞬态瑞雷波法横向分辨率。对理论模型和实际瑞雷波数据进行处理和分析,研究结果表明:利用S变换计算2道数据的频散曲线时,采用F-K分离后的单模式瑞雷波数据可有效提高计算精度,在此基础上对多条频散曲线进行反演得到的二维横波速度剖面可提高瑞雷波法勘探的横向分辨率;采用该方法还可计算2道数据的高阶模式频散曲线。     

瑞雷波在滑动面探测中的应用效果讨论

针对滑坡体的滑动面地质模型讨论了多道瞬态瑞雷波法的应用效果.首先利用高精度交错网格技术与坐标变换方式实现瑞雷波全波场的模拟,再利用相移法提取炮记录频散曲线,最后进行线性反演,得出滑动面不同部位的多道瞬态瑞雷波勘探的效果.分析表明,在起伏地表条件下,单靠瑞雷波法较难得到确切的地下介质分布信息,但其结果却能反映滑动面的起伏形态.     

瞬态瑞雷波勘探中的数字处理技术

针对瞬态瑞雷波勘探中出现的干扰大、精度低等问题 ,通过对探测数据进行处理并与实际结果对比 ,给出了瞬态瑞雷波勘探的数字处理技术。对原始记录数据进行零漂校正、数字滤波、时空切除和极化分析等处理 ,可以明显改善低频段的畸变 ,增强信号的相关性 ,使相位差谱的可靠性及频散曲线的分辨率得以提高。通过这些处理 ,提高了瞬态瑞雷波勘探的精度和深度     

瑞雷波勘探在地铁车站中的应用分析

为了解决地铁车站洞桩法施工中地下空洞区的存在位置,采用了Fourier变换、滤波、小波分析等方法,研究了地下空洞区瑞雷波频散曲线的变化规律。结果表明:经过瑞雷波的频散曲线分析对整个场地地基土体工程地质性质的评价,选取了地下正常和地下有空洞的不同地层进行频散曲线对比,地下空洞区频散曲线图中拐点相当明显,由此确定频散曲线的不协调处为地下空洞区的位置,该方法证明了在浅层地下空洞区探测中的实用性和有效性,具有较好的应用效果和发展前景。     

基于快速标量传递算法的瑞雷波频散曲线反演研究

为了提高近地表瑞雷波频散曲线反演的效率和精度, 引入快速标量传递算法来计算瑞雷波频散曲线正演理论值。通过对比加入线性约束条件前后遗传算法(GA)与模拟退火法(SA)在反演瑞雷波频散曲线中的表现, 提出将计算速度快的蒙特卡洛法(MC)作为辅助手段来快速识别地层类型, 然后在GA和SA中加入线性约束条件来提高收敛速度, 并将GA得到的反演结果作为SA的初始状态, 同时适当地缩小搜索范围, 通过联合反演来克服GA的早熟问题。用上述方法计算和验证三层地层模型、含噪声数据以及工区实际模型, 结果表明该方法高效、准确、稳定性强, 有很强的全局寻优能力, 并具有一定的抗噪能力。     

瑞雷波在地基强夯检测中的应用

针对填海造地以及低丘整平等场地地基强夯工程中的质量检测问题，基于瑞雷波传播的波长与测试深度呈负相关的动力学特性，提出了态瑞雷波检测法工作原理与方法。瞬态法是激震时产生一定频率范围的瑞雷波，该波以复频波的形式传播，而检波器接收瞬态震动引发的地震波（地面波为主）并做信号处理，以形成由面波信号换算出的频散曲线。与传统方法比较，瞬态瑞雷波检测法能全面，直观和快速地检测强夯地基加固的效果，提高强夯地基工程建设质量，缩短质量检测周期。     

小波变换在面波插值中的应用

利用瑞雷面波的频散信息可有效反演浅层横波速度结构.但在大时空采样地震记录中,由于瑞雷面波的速度很低,其记录中的高频成分容易出现严重假频,甚至出现超周期现象,这会降低其频率速度谱的信噪比,影响频散曲线的提取精度,在高频段更加如此.基于小波变换原理,实现对瑞雷面波的时空插值;根据瑞雷面波同相轴线性的特点,将线性动校正引入到插值中,改善高频信息的插值效果;进行理论模型数据和实际记录的试算与频率速度谱的提取以及插值前后频率速度谱的对比分析.研究结果表明:基于小波变换原理的插值方法是正确的;该方法可以有效提高频率速度谱的信噪比和频散曲线的提取精度,为大时空采样地震记录瑞雷面波频散曲线的提取提供理论基础.     

瞬态面波法检测路基压实度的研究与探讨

提出利用瞬态瑞雷面波频散特性、瞬态瑞雷波传播速度与路基土的干密度的关系，进行公路路基土的压实度的无损检测．通过现场工地的瞬态瑞雷波与灌砂法同位测试结果的对比分析，建立了瞬态瑞雷波波速与压实度的回归经验公式，并分析了瑞雷波波速测试路基土压实度的优缺点及今后的研究重点．     

浅地表面波频散曲线组合勘探方法

面波勘探方法因其分辨率高、能量强,而且成本低、操作便捷等优势,被广泛应用于浅地表S波速度结构探测。为了兼顾面波探测深度及浅层分辨率,通过不同道间距组合,不同主频检波器组合,主、被动源组合,获得宽频带的面波频散曲线,实现在提高探测深度的同时保持浅层分辨率。实测结果表明,面波频散曲线组合勘探有效拓宽了频散曲线的频带宽度,兼顾了横波波速度结构反演深度和浅部速度结构的分辨率。     

岩石边坡失稳的瑞利面波频散响应特征

根据边坡失稳的地球物理模型,系统研究了岩石边坡失稳的瑞利面波基阶模的相速度、波数响应特征,总结了边坡从稳定→失稳演化过程的瑞利面波基阶模频散特征变化规律,从中提取边坡失稳的瑞利面波基阶模相速度、波数、频散曲线等特征标志,使瑞利面波法不仅能用于探测边坡失稳的滑动面或结构面,而且还能评价边坡的稳定性,对边坡失稳进行综合预测预报.     

非饱和多孔介质层中Love波频散特性

为建立更准确的地层反演模型,基于非饱和多孔介质本构关系,用连通率处理上面两层间的边界条件,理论推导出三层非饱和多孔介质中Love波的频散方程,计算分析多阶模态Love波频散曲线。结果表明,Love波第1阶模态没有截止频率,对2阶以上模态,阶数越高截止频率越大。各阶模态的Love波最大速度趋近半空间层的横波速度,而最小速度趋近第1层横波速度。Love波速曲线以第2层横波速度为界分为上下两簇,各模态均在第2层横波波速处衔接。模态不同,衔接处曲线的光滑程度不同,模态越高,光滑程度越好。对各参数的敏感性分析表明,孔隙度、饱和度、连通率、黏滞系数和渗透率的变化对Love波相速度影响敏感性依次减小。     

瑞利波泄漏模式的模拟研究

瑞利导波相速度频散曲线有时会出现截止或截断现象,此时必须考虑泄漏模式波的存在,如何快速求取泄漏模式波的相速度大小是研究的核心问题．采用添加附加层的方法,使瑞利波实频散方程求根的范围包含所有的层速度区域,从而可用Abo—zena,Menke和Bixing Zhang等学者研究过的传递矩阵理论,利用二分法求解相速度大小,即用导波来模拟计算泄漏模式波相速度大小．从模拟计算结果来看,附加层法不仅能模拟出原模型的实数导波,而且还能计算出泄漏模式波的变化．由此可见,用附加层法来计算瑞利波的泄漏模式是可行的;同时,若将该方法应用于瑞利波勘探的反演,它不会增加未知数的个数。     

表面波测定涂层材料参数的反演方法

基于涂层结构中表面波的频散方程,提出了一种从实测的相速度频散数据计算材料参数的反演方法.通过引入以涂层参数、表面波相速度和频率作变量的目标函数,将实测的相速度频散数据代入目标函数,使其取最小值,从而反向计算出涂层的材料参数.为了解决单模态频散数据反演时的多值性问题,数值算例分别分析了采用表面波频散的二阶模态和三阶模态数据,同时反演3个材料参数(涂层密度、纵波速度和横波速度)的过程,验证了多模态反演方法的可行性.值得指出,该反演方法适用于任意多阶模态频散数据.     

Rayleigh表面波理论频散曲线的特征方程解法

根据弹性波在层状地基中的传播方程，求出介质中的位移和应力分布，然后按照边界条件和各层面之间法向和切向作用力的连续条件，导出Ｒａｙｌｅｉｇｈ表面波传播的特征方程，求解该特征方程，得到表面波的理论频散曲线，这一方法不仅简单有效，计算速度快，而且避免了其他方程在数值计算中出现的困难，因而在无损伤检测的表面波谱分析方法中具有重要的作用。     

基于导波模态分析的高强钢丝腐蚀评估

为提高桥梁缆索损伤声发射监测的精度和可靠度,将小波变换的用于导波模态分析,提出了基于导波模态特征的高强钢丝腐蚀评估方法。通过有限元方法模拟多模态导波在索内单根高强钢丝中的传播过程,采用小波变换对节点振动加速度信号进行模态分析,并与柱波导理论时频曲线对比。通过在不同腐蚀程度高强钢丝上进行导波传播实验,分析了腐蚀损伤对导波模态特征的影响,并根据导波模态的频率分布特征构建评估指标,进行腐蚀评估。结果表明：有限元节点不同方向振动所包含的模态存在差异,数值计算结果与理论值吻合较好。高阶纵向导波频率更高,能量衰减更快,波形在反射过程中迅速消失。随腐蚀程度增加,高频高阶导波衰减严重,导波模态逐渐向低频低阶转移。基于导波模态特征的评估指标随腐蚀程度的增加单调上升,理想情况下,腐蚀率在7.6%以内的高强钢丝腐蚀损伤均可被有效识别。可见小波变换能够有效提取导波模态特征,基于导波模态特征构建评估指标可有效识别腐蚀损伤。     

瑞雷波数值模拟中的数值频散校正策略及实例分析

为寻求快速、高精度的瑞雷波数值模拟方法,将常用于流体动力学中的通量校正传输技术(FCT)与交错网格有限差分方法相结合,对浅层各向同性弹性介质进行包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。模拟结果表明:该方法有效地压制了粗网格条件下的数值频散现象,并保留了真实的波场振荡,特别是层状介质中瑞雷波的频散特征被凸显;在同一精度下,该方法与细化网格方法相比,计算效率提高1.3倍。     

地下空洞的面波探测

 利用有限元方法对Rayleigh 面波的波场特征进行数值模拟,比较不同网格长度对Rayleigh 面波频散的影响,针对20 Hz的主频震源,确定当网格划分长度为0.5 m 时可满足要求。由于Rayleigh 面波散射的时距关系为双曲线,在地面布置检波器可接收到地震信号,根据地震记录所携带的地质信息对非均匀地质体进行查找,通过数值模拟验证其有效性。以Lafayette 体育馆的空洞为例,研究表明Rayleigh 面波勘探结果与电法探测的结果吻合。通过频散数据按等效半空间法,反演得到V-H 频散曲线排列和x-H-V 速度等值线图,在勘探深度范围内,能较准确地确定地下空洞的位置。     

三模导引头复合探测系统研究

为满足精确制导弹药智能化及通用化的发展需求,导引头需要采用双模或多模复合体制.复合导引头设计是一项复杂的系统工作,既要满足导弹总体的战技术要求,又要综合平衡各模式的耦合和竞争关系,而复合探测系统设计是其中的关键.文章讨论了半主动激光/红外成像/主动毫米波三模导引头总体及复合探测系统设计包含的关键技术,重点分析了几种复合探测系统方案的优劣.利用作用距离指标反推口面尺寸的方法对一种复合探测系统进行了总体设计.仿真结果表明,三种模式的性能满足系统使用要求,该复合探测方案合理可行.