利用弹性波频率进行地质勘探的思考

弹性波频率勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法,具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点,已在许多领域得到应用,并取得良好的应用效果。通过对弹性波频率勘探技术的发展概况、探测原理、主要特点及其野外测试方法进行深入思考,能够有效地了解其应用范围及目前存在的问题,使之更好地用于地质勘探之中。     

载荷作用下EPS混凝土中弹性波传播特性研究

应用EPS混凝土来模拟含缺陷的岩石材料。对EPS粒径分别为1、2和3mm的三种EPS混凝土试样进行了载荷作用下不同频率的弹性波传播实验研究。采用单一频率脉冲叠合的方法来精确确定材料的波速,结果表明：EPS混凝土的p波波速随载荷增加在试件的开始压密实阶段有较明显的增大趋势,当试件相对密实,波速增加不是很明显;s波波速随载荷增加有一定程度增加,但幅度比p波波速增加得小得多。应用一种相对波速的方法,即将波速与当前载荷下材料的声波速度进行对比,可以较好地分析波速与载荷和频率的关系。最后对波速与载荷和频率的关系进行了理论模拟分析。此研究对于应用弹性波进行材料和结构的无损检测等技术方面有很好的参考意义。     

弹性波在对称准周期结构固/液声子晶体中的传播

基于准周期Fibonacci序列,提出了一维对称准周期序列固液介质声子晶体。利用传输矩阵法,数值研究了弹性波在其中的透射特性,以及局域谐振模的基本特征。弹性波正入射时,对低序列声子晶体,在声子带隙的中心频率处出现局域谐振模,且在其左右对称地出现两条局域谐振模。在较高序列结构的声子晶体中,仅在中心频率处出现一条局域谐振模。当弹性波斜入射时,声子带隙和谐振模都略微向高频方向移动。弹性波以较大角度斜入射时,只有低频弹性波透射。     

弹性波在横向受限的固态声子晶体中的传输特性

对横向受限的一维固态声子晶体，得出了弹性波在其中传输时的模式数所满足的条件，并利用多层介质的转移矩阵计算了纵波入射时，不同模式下透射波的透射系数随弹性波频率变化的特点：出现声子禁带；不同模式的禁带宽度并不完全相同。横波入射时中心频率以下全为禁带，1倍中心频率以下没有透射峰出现。     

密度正弦变化声子晶体中弹性波的带隙

利用转移矩阵和离散方法研究了密度正弦变化的一维声子晶体中弹性波的禁带.研究声明,密度按正弦规律变化的一维声子晶体中的弹性波会出现禁带.禁带频率的宽度随密度幅值的增加而增大,但密度幅值的变化对主禁带的频率中心没有影响.禁带的频率宽度和频率中心都随周期厚度呈反比变化.     

固-液结构声子晶体中弹性波的能带

为了研究弹性波在固-液结构声子晶体中的能带特性,推导出了弹性渡斜入射固-液结构声子晶体的转移矩阵.利用它计算了固-液结构声子晶体中弹性波的透射系数.结果表明,当介质的分层厚度固定时,在透射渡中出现了多级禁带,禁带的频率中心随入射角的增加而向高频方向移动.当入射角固定时,禁带的频率宽度随介质的分层厚度近似呈反比变化,禁带的频率中心也随介质的分层厚度近似呈反比变化.     

位于弹性半空间上的理想流体层动力反应--平面SV波入射

根据弹性固体与理想流体动力学方程,导出了固-液介质交界面上波的透射与反射系数的理论公式,分析了平面SV波从弹性半空间入射到与理想流体层的交界面时,弹性半空间的弹性模量和密度,平面SV波的入射角和频率,以及流体的体积模量和密度对理想流体层动压力的影响。     

弹性波在蜂窝纸板蜂窝结构中传播的研究

通过对弹性波在蜂窝结构中传播的研究,建立了弹性力学基本方程,得出了截止频率;再根据吻合效应产生的频率,从理论上得出了影响蜂窝结构的隔音因素,为蜂窝纸板的隔音性研究提供理论依据。     

表面弹性波马达的工作机理和优化设计研究

探讨了表面弹性波马达的工作机理和优化设计。采用具有能量循环功能的表现弹性波换能器结构，提高了表面弹性波马达效率，将马达的驱动电压阈值从100V降到了10V以下。在频率10MHz，峰峰值为10V的正弦的电压激励下，获得振动幅度为20nm的表面性波，马达的无负载速度达到0．34m/s，最大推动力输出达到0．06N。     

地震资料采集噪音的压制方法

在人工激发地震波时，会产生很多弹性波，那么在反射波法勘探中，凡是反射波以外的地震波都可以视为干扰波，即噪音这些噪音可分为三类，即：环境噪音、激发噪音和仪器噪音。     

在桩基检测中弹性波反射法的应用

桩基在建筑工程中采用广泛,对桩基质量无损检测显得尤为重要。本文基于弹性波在桩中传播的基本原理,阐述了弹性波反射法在桩基无损检测中的应用。     

位于弹性半空间上的理想流体层动力反应—平面P波入射

根据弹性介质与理想流体交界面的边界条件以及理想流体层自由表面的边界条件,基于位移势函数,推导了平面P波从弹性半空间入射到与理想流体层的交界面时,确定交界面波的透射与反射系数的理论方程。根据该方程,通过数值算例,分析了弹性半空间的弹性模量和密度、平面P波的入射角以及入射频率对理想流体层动压力的影响。     

波阻板对平面P-SV波的散射及其隔振性能分析

在二维弹性地基的有限深度处埋设波阻板,采用复弹性理论分析波阻板对平面P-SV 波的散射及其隔振效果。首先,通过保角映射技术给出矩形波阻板的映射表达式;其次,根据复弹性理论建立问题在复数域上的动力学控制方程和应力边界条件,并结合波函数展开法得到动力响应解答;最后,引入振幅衰减系数,并通过其变化曲线分析平面P-SV波作用下埋置深度、剪切模量比、弹性波入射角度以及弹性波频率等对隔振效果的影响。结果表明：剪切模量比对波阻板隔振效果影响显著,且随着模量比增大,隔振效果增强;波阻板埋深越大,隔振效果越差;随着入射波角度和频率增大,隔振效果也随之降低。     

结构振动控制中的弹性波主动控制技术

本文概述了结构振动主动控制中模态控制方法的局限性,讨论了弹性波主动控制技术的发展过程,重点总结和评述了近年来弹性波主动控制技术的一些特点。     

Lamb波传播特性研究

应用三维弹性理论对Lamb波频散曲线进行理论建模.在Lamb波主动监测系统中,应用Gabor小波变换理论分析Lamb波信号的时延及相位角,获得了板中Lamb波的相群速度频散曲线.比较理论曲线与实验数据,证明了三维弹性理论建模方法的有效性.     

悬浮弹性圆柱壳体散射回波分析

从实验角度，对悬浮的弹性圆柱壳体和沙袋的回波进行比较和分析。分析结果表明，弹性圆柱壳体的回波只有在垂直入射时有明显的共振波存在，而沙袋的回波中观祭不到共振波。共振波的出现与入射信号的波形及入射角度有关。     

材料塑性损伤的共轴异向波束混频定位及表征方法

共线波束混频方法是一种有效的非线性超声检测方法.当满足共振条件时,一对频率为f1的剪切波和频率为f2的纵波发生共振,产生频率为f2-f1(假设f2大于f1)的共振波.共振波的幅值与超声非线性参数βT成正比.通过调整两激励主波的时延,使得它们在试样中的不同位置混合,可以获得超声非线性参数βT在试样中的分布.试样的塑性变形会引起材料内部三阶弹性常数的变化,而由上述方法得到的超声非线性参数βT恰恰对三阶弹性常数的变化比较敏感.因此,本文利用上述特性实现了对试样塑性变形的定位与表征.     

S波由饱和土入射于弹性土时在界面上的反射与透射

从地震工程实际出发，借助Biot多孔介质中的波动方程，根据各种界面条件导出了S波从饱和土入射于弹性土时在交界面上反射与透射的一般计算公式。作为算例，数值计算分析了S波从饱和土入射于饱和土与弹性土交界面时，饱和土中P1、P2和S波的反射系数以及弹性土中P波、SV射系数与界面排水条件、入射角以及频率之间的关系。结果表明：各种波的反射、透射系数与入射角、入射频率以及界面排水条件有关系。     

利用弹性波频率进行地质勘探的思考

弹性波是应力波的一种,扰动或外力作用引起的应力和应变在弹性介质中传递的形式。弹性介质中质点间存在着相互作用的弹性力。某一质点因受到扰动或外力的作用而离开平衡位置后,弹性恢复力使该质点发生振动,从而引起周围质点的位移和振动,于是振动就在弹性介质中传播,并伴随有能量的传递。     

轴向冲击载荷下有限长圆柱壳的动态屈曲研究

本文总结了许多学者的经验和理论,应用屈曲理论,将弹性屈曲和动力屈曲作为重点。主要讨论了弹性结构一端受轴向冲击载荷作用下的动态屈曲问题,应用应力波传播理论讨论无限长圆柱壳的动态屈曲,以及在有限长情况下应用应力波传播和反射理论研究有限长圆柱壳的屈曲问题。