不可压饱和粘弹性多孔介质中的Rayleigh波

基于多孔介质和粘弹性理论,研究了不可压液体饱和粘弹性多孔半空间中的Rayleigh 波.在流相和固相物质微观不可压、固相骨架服从宏观积分型本构关系和小变形的假定下, 利用Helmholtz分解,得到了Rayleigh波的弥散方程.数值考察了表面透水和不透水两种情 形下,饱和标准线性粘弹性多孔介质中材料参数对Rayleigh波相速度、衰减率等的影响.发 现固相骨架的粘性对Rayleigh波的相速度和衰减率的数值有显著影响,但对于不同的表面透 水情况,其影响规律是不同的.     

海洋场地Rayleigh波传播特性及其影响因素分析

为研究饱和弹性半空间中Rayleigh波在不规则海床的传播与衰减特性及其对海床的影响,结合Zienkiewicz给出的土动力学基本方程,建立了简化的不规则海底场地动力模型. 通过改变边界条件,推导了水-土接触界面为平整界面时,有无上覆海水两个退化模型的Rayleigh方程,推演出了渗透系数、孔隙率、泊松比、界面条件等因素影响下不同场地条件中Rayleigh波的频散和衰减曲线,基于复杂海床模型,分析了各因素在Rayleigh波传播时对海床的孔压、变形等参数的动力响应影响规律. 结果表明：土体参数、弹性模量、渗透系数、孔隙率,以及上覆水、水土交界面等因素均会影响海床的动力响应. 不同Rayleigh波波速对土体力学参数沿土层深度的影响范围和影响程度不同;弹性模量和泊松比是决定土体性质的重要参数,是讨论Rayleigh波传播特性和土体动力响应的先决条件,它们的改变会改变渗透系数、孔隙率等参数的影响规律;在两个简化模型中,岩石地层E=6.017×1010 Pa,泊松比为0.38的条件下,孔隙率与渗透系数对Rayleigh波传播特性曲线有规律性影响.     

未饱和孔隙介质的声场响应

利用平面波分析方法,推导了Santos三相孔隙弹性理论的纵横波频散关系方程.考虑参考压力、高频影响校正以及孔隙中两种流体之间的牵引耦合,详细分析了含气饱和度和频率对Santos理论所预计的四类体波的相速度和衰减的影响.将理论结果与公开文献中的低频和高频实验数据分别进行了对比分析.结果显示,对于低频情况,纵横波速度的理论和实验结果的吻合令人满意.对于高频情况,Santos理论预计的纵波速度不理想.高频实验对比中,还比较了几种流行的孔隙介质模型,其中White模型与实验数据的匹配较好,但该模型中的参数b影响较大.利用线性黏弹性理论,对Santos模型进行了衰减机制的扩展,并与实验结果进行了对比.结果显示,含水饱和度低于90%,扩展模型给出了较好的横波衰减预计.纵波的理论衰减结果与实验数据之间存在一定的差别,但该差别可用已有的实验观测结果给予解释.     

Love波在预应力流体饱和双重孔隙介质层中传播的特性

基于扩展的Biot理论,研究了覆盖于各向异性不均匀弹性半空间上的受预应力流体饱和双重孔隙介质中Love波的传播.推导了速度的频散方程以及Love波速的上下界限,讨论了孔隙率、不均匀性、各向异性和预应力等参数对波速的影响.通过数值计算,结果发现孔隙介质层基质孔隙的孔隙率、裂隙孔隙率及基质孔隙的孔隙率占总孔隙率的比重越大,Love波的波速越大;随着不均匀程度的提高及各向异性系数的增大,Love波的波速增大.无论是在双重孔隙介质层中还是弹性半空间中,预拉应力会使Love波的波速提高,而预压应力会降低Love波的波速.     

BISQ模型中岩石喷射流对井孔声导波的影响

用Biot-喷射流统一模型(BISQ模型)模拟孔隙地层, 研究岩石喷射流对充流体井孔中声导波传播特点的影响. 数值结果表明, 顾及喷射流机制后, 单极、 偶极和四极声源激发的井孔导波的衰减都增大, 激发幅度变小, 但它们的频散特性几乎不受喷射流的影响.     

Rayleigh波方程解的渐近理论

对具初值问题的Ｒａｙｌｅｉｇｈ波方程,本文在Ｓｏｂｏｌｅｖ空间中给出了一个渐近方法。初值问题的适定性及形式近似解的合理性都在时间变量０≤ｔ≤０（｜ε｜－１）时成立,和结果０≤ｔ≤０（｜ε｜－１２）比较,本文的近似程度较好一些,从而在Ｓｏｂｏｌｅｖ空间Ｃ１（ＪＬ,Ｈｓ－１（Ｒ１）中部分地回答了关于具有初值Ｒａｙｌｅｉｇｈ波方程是否存在０（｜ε｜－１）近似解的问题     

圆弧形沉积谷地对Rayleigh波三维散射解析解

采用假定的大圆弧面来模拟半空间,利用波函数展开法和有限项Fourier级数展开技术,在频域内给出圆弧形沉积谷地对Rayleigh波三维散射的一个解析解．以此解答为基础,进一步分析入射波的频率和入射角度以及谷地深度对圆弧形沉积谷地场地反应的影响．数值结果表明,入射频率和入射角度以及沉积谷地深度对沉积谷地地表位移有重要影响．     

充粘滞流体的裸眼井中弹性波的传播

本文分析了在圆膜声源激励下充粘滞可压缩流体的裸眼井中的声场。在小扰动条件下,导出了粘滞流体的压缩波和切变波的波动方程,并求出了解析解。结果表明声波的波幅衰减指数与声源频率的平方和粘滞系数成正比,与声波的相速成反比。     

地下圆形衬砌洞室对SV及Rayleigh波的动应力集中(I):3-D级数解

为了研究地下圆形衬砌洞室在入射平面SV波和Rayleigh波作用下的动应力集中问题,利用波函数展开法,求解出三维条件下的级数解.当衬砌与半空间介质相同时,级数解将退化为无衬砌时的结果.级数解为进一步定量分析衬砌洞室对入射平面SV波和Rayleigh波的动力集中提供了理论基础.     

地下圆形衬砌洞室对SV及Rayleigh波的动应力集中(II):数值结果

为了解决在入射平面SV波和Rayleigh波作用下地下圆形衬砌洞室的动应力集中问题,利用文献[5]的级数解,分析了衬砌刚度、入射波长、入射角度诸因素对动应力集中系数(DSCF)的影响。数值结果表明:(1)衬砌刚度对DSCF有重要影响,柔性衬砌情况DSCF最小,刚性衬砌情况的最大;环向与轴向DSCF最大可分别达到32.31与16.12;(2)入射频率和入射角度对DSCF也有很大影响。     

非饱和多孔介质中弹性波的传播特性

基于混合物理论,引入Bishop有效应力公式,建立了非饱和土中的动力控制方程.经过理论推导,给出了体波的传播速度及衰减的解析表达式.同时发现,在非饱和土中存在3种压缩波(P1、P2和P3波)和1种剪切波(S波).数值分析表明:4种体波均具有不同程度的弥散性,在一定的频率范围,波速随着频率的升高而增大,其中P2、P3波的波速受频率的影响强烈;饱和度对波的传播速度亦有显著的影响,且在不同的频率范围,其影响规律不同,在有实际工程意义的低频段,饱和度的增高将导致P1、P3波的波速增大和P2、S波的波速减小.4种体波中P2、P3波的衰减较大,且随着频率的升高衰减迅速增加,而P1、S波的衰减则很小,受频率的影响也相对较小.     

瞬态瑞雷波法在地基加固检测中的应用

从瑞雷面波在具有表面层介质中的传播情况入手,得出成层介质中的瑞雷波具有频散特性.利用二维傅式变换可以将时间—空间域的瑞雷波信号转换为二维频率波数谱,从中选择和提取瑞雷基波,有效地压制干扰波.加固前后瑞雷波波速在纵向和横向的变化,直接反映出地基的加固程度和均匀性,从而简单、有效地评价地基加固效果     

瑞利面波频散曲线的理论计算研究

通过定义一种新的位移应力矢量和势矢量,导出了一种新的传递矩阵,其形式简单明了,而且所有的矩阵元素均为实数值且为无量纲量,这种独到的优点使得本文的方法在数值稳定性上得到了很好的改善,在此基础上本文还对表面位移及短波、长波近似进行了研究,数值计算结果验证了本文方法的有效性,且表明了本文的方法完全适用于平面瑞利面波频散曲线的理论计算,扩宽了本文方法的应用范围。     

用广义Rayleigh波测量压电薄膜结构的初应力

通过求解考虑初应力进的耦合波动方程,研究了覆盖层为各向同性材料,基底灯英俊同各向同性压电材料的压电层状结构中广义Ｒａｙｌｅｉｇｈ波传播时初应力和相速度的关系,结果表明,对于给定的材料参数和薄膜厚度,通过测量薄膜结构中的声表面波传播速度即可确定薄膜中的初应力,这对声表面波器件设计及结构的力学性能分析具有理论意义和实际应用价值。     

瑞雷面波在地下空洞探测中的应用

在公路建设、民用建筑改造过程中,地下空洞是工程安全的潜在威胁,弄清地下空洞、洞穴的分布情况是工程进行设计施工前需要解决的重要问题之一,而选择合适的探测方法则对勘察结果的准确程度有着重要的影响。瑞雷波检测的物理基础是瑞雷波传播速度VR与岩土体物理力学性质的密切相关性和VR与频率f的相关性,即瑞雷波的频散特性。与常规物探方法相比较,瑞雷波勘探具有分辨率高、应用范围广、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快等优点,能够胜任大面积地下空洞的检测。本文从理论和方法上介绍了利用瑞雷波检测地下空洞的可行性,并应用这种方法对北京某库房建设工程场地进行了地下空洞检测,检测结果表明瑞雷面波方法探测结果准确可靠,操作简便易行,拥有广阔的应用前景。     

液饱和多孔介质中Rayleigh型波的传播

研究了由多孔固体骨架和无粘流体构成的多孔介质的瑞利型表面波的传播 ,获得了联系着复波数对频率的依赖关系的弥散方程 ,结果表明 :其表面波是弥散和非均匀的 ,表面波沿多孔介质表面衰减 ,同时其振幅远离介质表面呈指数衰减     

粘弹性HTI介质中地震波的传播特征

为了提高地质勘探的精度,本文主要通过理论推导和数值模型计算研究了粘弹性HTI介质中地震波的传播特征,其参数包括相速度、慢度、偏振向量等,并基于依据传播方向定义的慢度向量和分量定义的慢度向量,通过求解Christoffel方程推导出粘弹性HTI介质中均匀波的相速度、偏振向量、慢度、群速度的精确计算公式,经过对比分析得出：特殊分量法在给定传播方向 的情况下提供了一种更为简单的求取无约束粘弹性各向异性介质中均匀、非均匀波波动参数的方法。采用特殊分量法,推导了粘弹性HTI介质中非均匀波的二维、三维波动参数表达式,并采用数值模型计算,研究了粘弹性HTI介质中非均匀SH波的相速度随非均匀系数D及弹性参数虚部k值的变化规律,结果表明D影响了地震波的相速度大小,但对其方位特性无影响,可见在粘弹性HTI介质中相速度随方位角变化的规律可指明介质的对称轴方向,k值的大小也对相速度的各向异性产生影响,但沿对称轴方向速度大小不变。     

瑞雷波法的发展及研究现状

瑞雷波法是一种新兴的岩土工程地球物理勘探与测试方法,具有其他方法所无法比拟的优越性,国内外关于瑞雷波法的研究日益增多。文中对瑞雷波法的发展与正反演等方面的研究现状进行了较详细的总结,并指出了该方法目前理论和实践中存在的问题,对其发展前景作了展望。     

圆柱螺旋压缩弹簧的瑞利波检测

以两端磨平的某型飞机燃油柱塞弹簧为例，研究了用瑞利波对其进行检测的方法，原理及可靠性，通过利用不同频率的探头在内表面，外表面缺陷试样上的检测研究表明，改用内表面缺陷试样，调整起始灵敏度和采用5MHz入射声波，可明显提高检测可靠性。