地震波法隧道三维超前地质预报技术及应用

长距离超前地质预报是新建隧道施工工程中的重要工序。目前国内外采用的长距离地震波法超前探测技术数据采集方式单一,工程适应性差,工作效率较低,预报效果差。在地震波波动理论的基础上,结合隧道施工空间情况,提出了三维地质预报技术,建立了隧道三维预报观测系统,选取锤击法作为激振方式,并结合实际工程进行了应用。为隧道、地铁等工程安全施工提供了技术保障。     

岩溶地质超前预报方法研究

以某隧道的超前地质预报方法为例，根据与岩溶产生直接相关的断层破碎带的存在与否，论述了地质测绘法、断层参数法、TSP探测法等三种有效的超前地质预报方法，说明了几种超前地质预报方法综合运用于预报掌子面前方地质条件的可行性与必要性。     

TSP203超前地质预报系统在客运专线高风险隧道中的应用

客运专线中存在较多的长大隧道,其隧道断面大、埋深大,在地质情况复杂的地区给隧道施工带来安全隐患,因此,在隧道施工中开展超前地质预报工作十分有必要。本文基于TSP203技术在沪昆客专某隧道进行了超前地质预报,对掌子面前方的地质情况作出了较为精准的预测,为指导隧道施工提供了可靠的依据,保证了隧道施工的安全。     

GPR法在准池铁路隧道超前地质预报中的应用

通过超前预报,及时发现异常情况,预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性,为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据,并为预防隧洞涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息,使工程单位提前做好施工准备,保证施工安全。     

苍岭隧道断裂破碎带工程地质特征与围岩失稳特点

根据对苍岭隧道开挖过程中多次发生塌方的地段的工程地质调查的资料，采用现代地质工程的理论，系统地分析了引起苍岭隧道塌方的叠瓦状断裂带的构造特征、力学性质、以及控制该地区主要工程地质特征，重点分析了断层带活动对于隧道周围岩体中的岩石的力学性质所产生的影响，通过对比断层破碎带中及两侧的风化前后岩石的工程力学参数，发现了该隧道可能产生塌方的主要地段的识别标志，并结合现场的实际情况提出了对隧道施工中危险地段岩体加强长、短期地质超前预报工作，通过进行合理的喷浆、结合钢支撑的组合支护方式、控制隧道变形为主的行之有效的防治措施。     

材料刚度匹配关系在地下结构减震原理中作用的研究

前期研究和工程实践证明,围岩、抗减震层和隧道衬砌等材料关于刚度、阻尼和密度之间的匹配关系,对隧道在地震过程中的动态响应有至关重要的影响。为更深入了解隧道动态响应与相关材料匹配关系之间的内在联系,利用动力学振动理论给出了关于地下结构位移传递系数的一个解析解,并首次提出关于地下结构综合位移传递系数的概念。对计算公式进行验证后表明：在隧道的抗减震设计中,当不考虑抗减震层的材料阻尼时,抗减震措施的材料刚度对地震波中的低频部分具有较好的减震效果,而对于地震波中的高频部分,抗减震层的减震效果不明显;无论是抗震层刚度的     

基于虚拟样机技术的新型机械式激振器的仿真分析

基于传统机械式激振器的工作原理及结构特点,设计了一种新型机械式激振器,目的是为了实现当激振器从低频到高频变化时,激振力先增大后减小,但在一定范围内变化的效果。对新型机械式激振器的结构设计进行了介绍,运用Solidworks和ADAMS软件联合建立了新型机械式激振器的虚拟样机,并对其进行了动力学仿真与分析。仿真结果直观地显示了新型机械式激振器的激振力的变化情况,验证了激振器结构设计的合理性,同时为激振器的研究提供了新的方向。     

振动压实中跳振影响因素的分析

振动压实过程中跳振现象时有发生,使得土壤压实度不均匀,从而造成路面易产生裂缝、沉陷等伤损,影响行车安全。考虑随振土体的质量,建立3自由度振动压路机-土系统动力学模型,推导接地工况下的动力方程解,建立跳振工况下的动态力分段线性方程,分析改变振动压路机的激振力、激振频率以及土壤刚度的变化对振动压实的影响。结果表明,合理改变振动压路机的激振力、激振频率和土壤刚度,可有效抑制跳振产生。所建模型及研究方法为施工作业中合理配置工作参数提供参考和理论支持。     

我国全新世特大低频洪水事件研究

低频古洪水主要是指第四纪全新世以来的低频特大的极端洪水事件.目前,我国对这种洪水事件的研究主要集中在三种不同地质地貌特征的区域进行,即利用峡谷区古洪水平流沉积层恢复地质时期古水文要素;通过基岩河岸或历史遗迹上的古洪水痕迹研究过去特大洪水事件发生时间和频率;以历史考古和沉积学方法为主对平原和盆地区地质时期特大洪水事件发生时间和古环境变化进行研究.     

一种新型机械式激振器偏心装置的优化及分析

根据传统机械式激振器的工作原理,设计了一种新型机械式激振器,并对其工作原理及结构组成进行了介绍。通过对激振器的偏心装置进行受力分析,推导出了新型机械式激振器激振力的计算方程,建立了优化数学模型,并利用Matlab优化工具箱对偏心装置的主要设计参数进行了优化。最后运用Matlab软件编制了相应的程序对优化后的参数进行了算例分析。结果表明,优化后的参数达到了预期的目的,实现了激振器从低频到高频变化,激振力的最大幅值在一定范围内变化的效果。     

双电机驱动自同步振动磨动力响应研究

以双电机驱动自同步振动磨为研究对象,对其进行简化处理,建立力学模型。通过对其施加X,y方向的简谐激 振力,建立无阻尼系统强迫振动和有阻尼系统强迫振动的数学模型,在此基础上,确定Rayleigh阻尼的常数α和β,利用 有限元ANSYS软件进行瞬态动力学分析,研究其在动载荷作用下的变形情况。研究结果表明：在工况频率16 Hz下,节 点运动轨迹更接近圆形,距理想粉碎效果的圆形轨迹较近,粉碎效果较好,进入稳定期的时间较快;在共振频率42 Hz 下,节点轨迹振幅更大,进入稳定期较慢,阻尼对振动的衰减作用较强;不同阻尼比对振动的衰减作用成正比关系。因 此,可以通过控制阻尼比等参数获得更有利的研磨效果,提高研磨效率。     

钢筋混凝土损伤梁动力特性的有限元分析

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论和结构动力学理论,通过有限元分析,计算得到了不同裂纹状态下梁的固有频率和模态振型,研究了裂纹对梁振动响应的影响。结果表明,损伤结构动力特性对损伤的敏感性并不能简单的归结为高频一定敏感,低频一定不敏感,应视裂缝位置与振型节点关系而论。     

中国债券市场流动性度量方法的比较

债券市场作为非集中化场外交易市场,如何准确地度量其流动性是金融市场微观结构领域中的关键问题。基于2008—2014年中国公司债券市场的高频逐笔交易数据,计算了4种交易成本和一种价格响应指标作为高频流动性基准指标,拓展了Corwin和Schultz的High-Low估计方法,综合考虑更多的矩条件,进一步提出了新的基于价格极值的有效价差估计,通过比较多种低频流动性指标与高频基准指标间的估计误差和相关系数,研究不同的低频流动性指标对中国债券市场的适用性。实证结果表明,对于低频交易成本指标,FHT估计总是具有最小的估计误差和最强的相关性,拓展的基于价格极值的High-Low估计和Roll估计次之;对于低频价格响应指标,Amihud指标的相关性最强。不同流动性实证研究对流动性低频指标的要求侧重不同:交易策略和资产配置以及市场有效性等相关研究侧重于低频流动性指标的估计精度;资产定价等相关问题侧重于流动性指标的相关性强弱。实证研究中可以根据对中国债券市场研究问题的侧重点不同,选择恰当的流动性度量指标。     

基于改进广义S变换的井筒波压制

VSP资料中经常出现能量比较强的井筒波,目前其压制方法主要利用中值滤波和F-K滤波。由于中值滤波存在统计效应,而F-K变换经常存在空间假频,都很难取得理想效果。基于井筒波和有效信号的时频差异,提出利用改进的广义S变换(采用宽度可变的高斯窗函数,其时窗宽度随频率呈正比,在低频段时窗较窄,获得较高的时间分辨率;高频段时窗较宽,故可获得很高的频率分辨率)对井筒波进行分离和压制。理论推导和实际数据计算表明,基于吸收改进的广义S变换的井筒波压制明显突出了有效信号,提高了信噪比。      

重型汽车轮胎径向刚度实验研究

为研究重型汽车轮胎径向刚度的非线性特性,选取全钢丝10.00R20子午轮胎分别进行静态和动态实验。实验测试结果表明:轮胎静态径向刚度与轮胎变形量、充气压力之间存在非线性关系;动态径向刚度与轮胎变形量、充气压力和振动频率之间也存在非线性关系;且不同激振频率下轮胎所表现出的迟滞特性有所不同。基于实验数据分别建立了轮胎静态和动态径向刚度的非线性模型,可以反映轮胎变形量、充气压力、振动频率等因素对重型汽车轮胎径向刚度非线性特性的影响,该模型可进一步用于轮胎力学和车辆系统动力学的研究。     

地震属性分析在河流相储层预测中的应用

摘要：由河道砂岩体所形成的岩性油气藏的勘探越来越受到勘探家们的重视。但由于河流相储层形成的复杂性和多样性,依靠钻井是很难对其分布规律进行有效控制和预测的。必须充分发挥地震资料信息的横向连续性优势,在井资料的标定下,进行储层的横向预测与研究。通过地震属性分析,对渤海湾盆地冀中拗陷霸县凹陷文安斜坡古渐系沙一上亚段—东营组河流相储层进行了预测。研究表明：（1）地震波的波峰和波谷强振幅分别反映了河道边、心滩砂体的分布及河道水系的发育情况;（2）地震资料四阶导数振幅属性对振幅的微弱变化敏感,能较好地识别河道砂体分布,尤其是对整体河床分布的刻画非常逼真;（3）河道沉积以低频反射为特征,尤以小于 10 Hz 的频率分布区与河道砂体具有较好的对应关系;（4）基于神经网络的波形分类技术,可以极大地克服单一地震属性参数所带来的多解性或不确定性,当用井资料标定后,其分类预测结果与地质认识具有很高的符合率。     

高温超导钉扎磁悬浮系统分岔和混沌特性研究

高温超导钉扎磁悬浮系统的应用十分广泛,但由于其悬浮力的非线性特性,导致在实际应用中经常引起设备的异常振动。为了探究高温超导钉扎磁悬浮系统的非线性振动特性和寻找避免发生异常振动的措施,首先,通过实验装置测量不同悬浮间隙下的悬浮力数据,将其拟合成指数模型,然后,基于该模型建立简谐激励下高温超导钉扎磁悬浮系统的动力学模型,最后,研究系统的分岔和混沌特性。研究表明,系统存在丰富的非线性动力学行为;系统的混沌阈值随着激励频率的增大先减小后增大,即系统在低频阶段和高频阶段不易发生混沌运动,而在中频阶段易发生混沌运动;质量、阻尼和场冷高度对混沌阈值均存在一定影响。研究结果为高温超导钉扎磁悬浮系统的参数设计及其抑振方法提供参考。     

基于离散元法的隧道开挖过程动力学分析

基于离散元软件PFC3D建立了土壤盾构离散元三维模型,研究隧道埋深以及振动激励对推进力和扭矩的影响。对土壤模型施加初始应力以模拟隧道埋深,同时对刀盘的推进方向和旋转方向分别施加主动余弦激振,分析了掘进过程中刀盘在振动激励下的运动方程和受力机理,记录了掘进过程中刀盘推进力及扭矩。结果表明:随隧道埋深增加,刀盘所需推进力以及扭矩会相应增加,其中700 m埋深与300 m埋深相比,推进力相比增加了22.7%,扭矩增加了12.6%;隧道埋深一定的情况下,对刀盘的推进方向和旋转方向分别施加振动后,刀盘的推进力和扭矩与匀速掘削相比均有所减少,其中对旋转方向施加频率为15 Hz振幅为6.36e-3 rad的振动后,推进力减小了2.08%,扭矩减小了1.2%;对推进方向施加频率为15 Hz振幅为0.318 mm的振动后,推进力减小了1.67%,扭矩减小了3.28%;而且改变振幅后,刀盘受力呈现一定的变化规律,随着推进方向振幅的增加,扭矩呈明显的减小趋势;随着旋转方向的振幅增加,推进力呈减小趋势。隧道的埋深对开挖的推进力和扭矩影响比较大,而对刀盘施加振动可以在一定程度上减小推进力和扭矩。     

时变磁等离子体片中的电波传播

首次对时变磁等离子体片中的电波传播进行了分析。所得结果表明,沿正 z 轴传播的右旋圆极化平面波(入射波)在时变磁等离子体片中激励起11个波。有两个沿正 z 轴、一个沿负 z 轴方向传播的波的波数不变,频率与入射波的频率ω_0不同;另8个波的波数彼此相同,其大小由磁等离子体固有频率决定而与ω_0无关,除两个传播方向彼此相反的波的频率等于ω_0外,另6个波的频率均不等于ω_0.片两边的自由空间中各有一个与入射波相同的波,其余为衰减振荡场.当电子回旋角频率ω_0为0时,其结论与文献[6]给出的各向同性等离子体片中的结论一致;片厚 d→∞时,则可得到时变磁等离子体半空间中电波传播的结论.     

浅表层隧道爆破对临近古建振动影响的现场模拟试验研究

隧道掘进爆破施工威胁临近建筑物的安全,尤其是结构性能日益衰退的古建筑。为降低此类爆破施工的环境影响,结合南京地铁4号线鼓楼站爆破施工现场模拟试验,对比分析了单孔爆破和多孔孔间毫秒延迟爆破对省级木结构保护文物鼓楼的振动安全影响。根据现场地质资料,模拟爆破点选在离古建筑距离较远而地质条件相近的拟建风道口处。根据6种爆破强度的模拟结果,研究了地表振动衰减和古建筑振动响应规律,并以此预估实际爆破施工时古建筑的峰值振动速度。试验结果表明:2种爆破方式均未造成古建筑鼓楼的进一步损伤,但相比于单孔装药量为500 g的爆破结果,总装药量为1 100 g的6孔毫秒延时爆破能显著地减小峰值振速。文物鼓楼处地表的水平和竖直向振动衰减规律均符合萨道夫斯基公式,水平振动占主导地位;单孔爆破400 g装药量下共振效应最为显著,速度放大效应约为2.4倍。