国家自然科学基金(40604012)
- 作品数：12 被引量：49H指数：5
- 相关作者：凡友华刘雪峰张智陈晓非李旭更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学中国科学技术大学沧州职业技术学院更多>>
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- 相关领域：天文地球交通运输工程理学一般工业技术更多>>
- Rayleigh波频散曲线“交叉”及多模式耦合作用研究被引量：7
- 2009年
- Rayleigh波可以用来反演近地表结构,在工程物探、石油物探、地球内部结构探测中均有重要意义.数值计算得到的含低速层的层状介质对应的Rayleigh波频散曲线会出现看似"交叉"的现象,但是对于这种现象目前还没有进行系统的研究.事实上可以验证,有些看似交叉的频散曲线实际上不相交.改变低速层的厚度和横波速度发现低速层越明显(即低速层速度越低或层厚越厚)频散曲线越不容易相交.凡友华等在2007年提出频散曲线对应着四种基本模式,在频散曲线发生"交叉"现象的区域实际上存在两个以上模式的频散曲线.本文主要研究了存在R模和S_2模的区域内频散曲线的"交叉"现象.首先利用竖直本征振动曲线研究R模和S_2模Rayleigh波的振动特点,发现R模对应的本征振动主要集中在地表,随着深度变化能量快速衰减,S_2模对应的本征振动主要集中在第2层.研究"交叉点"附近频散点对应的本征振动曲线发现这一区域有些Rayleigh波同时具有R模和S_2模的振动特点,对应着一种耦合模式.通过对实例的研究发现,在"交叉点"附近,若两条频散曲线不发生交叉,则每条曲线对应的模式会发生R模和S_2模之间经由耦合模式的转变,本文称这种现象为两种模式发生耦合;若两条频散曲线相交,则同一条频散曲线上的Rayleigh波模式几乎相同,只是在离交点很近的区域会存在一些耦合模式,本文称此时两种模式不发牛耦合.本文研究结果主要供Rayleigh波对低速层结构的反演研究参考.
- 刘雪峰凡友华陈晓非
- 关键词：RAYLEIGH波频散层状介质多模式
- 瑞利波探测公路路基中的空洞纵横向位置研究
- 2009年
- 采用有限元动力学软件ANSYS/LS-DYNA对公路路基模型作了数值模拟,对模型中含有空洞时不同测线所测得的频散曲线差异进行了分析,提出了现场检测通过改变测线的方法可以确定空洞的纵向与横向位置的方法。
- 唐海兵凡友华
- 关键词：瑞利波有限元频散曲线公路路基
- 测定堆石体密度的附加质量法理论分析研究被引量：8
- 2015年
- 附加质量法是一种新兴的堆石体密度检测方法,它具有方便、无损等优点,近年来有较为广泛的应用,但该方法的应用效果会受到震源、雨水、双峰频谱等因素的影响.本文则考虑堆石体系统振动的阻尼因素,以及附加质量块与堆石体之间的非刚性连接,分别基于质弹阻模型以及双自由度-质弹阻模型对这些因素的影响进行了理论分析.结果表明,质弹阻模型可以解释主频随震源频率和雨水而变化的现象;而双自由度-质弹阻模型则可以解释主频随质量块偏移距和触地面积而变化的现象.在此基础上,本文对附加质量法的测试过程提出了几点改进建议.
- 张智凡友华蔡加兴李旭马圣敏刘杨
- 关键词：堆石体附加质量法
- 测定堆石体密度的附加质量法的实验研究被引量：10
- 2013年
- 由于附加质量法具有方便,无损等优点,近年来在堆石体密度的检测中已经有了较为广泛的应用,但是目前对于该方法的研究仍不够深入,而且常用的附加质量法测试过程仍然有一定缺陷,需要进一步改进.本文以在糯扎渡水电站进行的一系列实验为基础,对附加质量法检测堆石体密度中存在的一些问题进行了研究并提出了改进建议,主要包括:1)通过公式推导和实验发现,当附加质量的级数较小时,主频提取的误差会对刚度的测试结果造成较大的影响,建议将附加质量的级数由常见的5级增加到10级以上;2)通过对实验数据的分析发现目前的主频数据确定方法包含较强的主观因素,容易造成较大的误差,而采用t检验准则剔除异常数据并求取算术平均值的主频统计确定方案更为合理;3)利用实验研究了测试参数及质量块旁边放置重物对主频提取的影响情况,发现偏移距和震源高度及质量块旁边放置重物对主频的数值都有一定的影响,而且震源高度较高,偏移距较小时主频提取的稳定性较高.因此建议测试过程中应保证震源参数不变,偏移距取20cm,震源高度取60cm.并且在距离质量块1m以内的区域内应尽量避免放置重物,尤其是尽量避免放置重量接近或超过质量块的重物.本文的研究结果有助于提高附加质量法在测定堆石体密度时的准确性.
- 张智刘雪峰蔡加兴凡友华马圣敏
- 关键词：堆石体附加质量法
- 瑞雷波勘探的f-k域能量最大模方法被引量：5
- 2009年
- 瑞雷波的频散特性已在地震勘探及工程勘察等领域得到了大量应用,但目前存在一些问题亟待解决,例如当层状介质中存在低速层时,提取的频散曲线会发生"之"字形回折,利用传统的基阶模反演不能得到正确的结果.本文主要针对"之"字形频散曲线问题,提出f-k域能量最大模的概念,并成功地将最大模应用于频散曲线的f-k域提取及对地层结构的反演分析.通过反演模拟以及实测数据发现,最大模方法可以较好地解决基阶模反演所不能解决的"之"字形频散曲线反演问题.
- 凡友华刘雪峰陈晓非刘家琦
- 关键词：瑞雷波频散反演
- 广义S变换在瑞利波频散曲线提取中的应用被引量：3
- 2012年
- 虽然一些时频分析方法已经被用于频散曲线提取中,但是它们自身时频窗的缺陷使的所得频散曲线信息缺失或错误.本文首次尝试利用广义S变换分析瑞利波的频散特性.以半空间模型为例确定方法的可行性,频散曲线变化准确反映地层变化情况.不同炮检距设置对频散曲线有一定影响,采用大于勘测深度,小于4倍勘测深度可以得到较稳定的结果.最后,为了得到更加光滑稳定的频散曲线,提出了一种基于多道瑞利波的改进方法.用此方法对四种典型地层模型下的多道瑞利波数据进行分析,得到频散曲线光滑稳定,且比理论频散曲线和基于单道法获得频散曲线更能准确反映地层变化情况.这就为瑞利波勘探中的反演解释提供了更可靠依据.
- 王佳文柴冬梅凡友华刘忠诚
- 关键词：瑞利波广义S变换
- Rayleigh波勘探中“之”字形频散曲线“起跳点”频率研究被引量：9
- 2011年
- 当层状介质中存在低速层的时候,实际提取到的Rayleigh波频散曲线往往会发生"之"字形回折.已有研究表明,"之"字形回折与各模式的激发能量有关.特别的,"之"字形回折的"起跳点"(发生"之"字形回折的点)与介质参数有一定关系,因此在应用中它反映了介质的一些特征.但是,这一关系是怎样的还没有人进行详细研究.本文计算了三种不同震源下"之"字形频散曲线起跳点的位置随介质参数的变化情况,发现:"之"字形频散曲线的起跳点频率与震源类型有关,但是对于同一震源,都有相同的规律:对频散曲线的起跳点频率影响最大的是低速层和低速层以上层的横波速度,其次是层厚;而纵波速度、密度、与震源的距离以及低速层以下各层的参数对频散曲线的起跳点频率影响较小;起跳点频率随低速层横波速度的减小或低速层以上层横波速度的增大而降低,反之升高;起跳点频率随低速层厚度或埋深(低速层以上层的总厚度)的增大而降低,反之升高.本文的结论可以作为地下低速层存在情况的定性分析应用于路基压实度检测等.
- 刘雪峰凡友华
- 关键词：RAYLEIGH波低速层
- 测定堆石体密度的附加质量法数值模拟研究被引量：2
- 2014年
- 在堆石体的密度检测中,附加质量法具有方便、无损等优点,近年来有较为广泛的应用.本文以糯扎渡水电站堆石坝的密度附加质量法检测为参考,对附加质量法检测密度的过程进行了有限元数值模拟.通过对6组荷载参数、7组介质参数、2组偏移距以及2组附加质量块半径等情况下堆石体参振范围、接收信号频谱以及Δm-D曲线的计算和对比分析,得到了参振体形状及深度、接收信号主频以及参振质量m0的影响因素,在此基础上对附加质量法实际应用中各测试参数的设定提出了建议.
- 张智李旭蔡加兴凡友华马圣敏谢海粟
- 关键词：堆石体附加质量法数值模拟
- 两道瑞雷波法在路基密实度检测中的应用被引量：3
- 2007年
- 基于瑞雷波在层状介质中的传播理论,可以对地表实测瑞雷波进行频散分析,从而对地下岩土介质的物性差异给予判断分析。这种方法在岩土工程勘察检测领域得到了越来越多的应用。本文将两道瑞雷波应用于路基压实度检测问题。利用Matlab软件中的绝对相位展开技术,提取了两道瑞雷波之间的相位差信息,进而提取频散曲线。再根据半波长理论以及瑞雷波相速度与路基土的干密度关系,给出了干密度随深度变化的曲线,最后将多个测点的干密度曲线排列在一起,为检测路基的压实程度提供了很好的参照。另外,基于Matlab和Vc++开发了一套界面友好的两道瑞雷波路基密实度检测软件。本文的研究说明两道瑞雷波法用于检测路基压实度是行之有效的。
- 黄健凡友华高夕超刘雪峰
- 关键词：瑞雷波压实度频散曲线
- 四种典型地层的瑞雷波“之”字型频散曲线数值模拟研究被引量：9
- 2009年
- 虽然MASW技术已经广泛地应用于地基榆测中,但由于缺少大量理论指导,特别是数值模拟方面的研究,其应用受到限制.本文基于有限元软件LS-DYNA,通过数值模拟研究了四种典型地层(递增型地层、含软弱下伏层地层、含软弱夹层地层和硬夹层地层)由MASW方法提取的瑞雷波频散曲线的"之"字型特征.发现对于递增型地层,频散曲线不会出现"之"字型,对于其他三种地层,频散曲线则会出现不同类型的"之"字型,其中含软弱夹层地层"之"字型的位置和尺寸与软夹层的位置和层厚有较好的对应关系,本文的研究结果为实际工程中利用瑞雷波频散曲线的形状判定地层类型和软弱夹层位置提供了重要参考.
- 刘雪明凡友华翟佳羽刘雪峰
- 关键词：瑞雷波有限元频散曲线
