层状介质瑞利面波的波形模拟研究

对地质模型进行瑞利面波正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体瑞利面波记录特征。在瑞利面波资料解释过程中,对地质模型的正演计算可以对解释结果进行验证,并能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性。本文首先根据地震波叠加原理,模拟计算3种常见速度结构地层条件下的瑞利面波波形记录;然后分析讨论了不同速度和厚度结构地层的高阶和基阶面波的能量分布和面波波形记录特征,研究结果证明由于地层速度和厚度结构的差异,各阶模态面波的能量分布不同,形成特征不同的波形记录。模拟面波波形能够帮助判断地层速度特征、指导野外施工参数设计等工作。在面波勘探工作中,具有重要的实用价值。     

瑞利面波勘探在坝体隐患探测中的应用研究

瑞利面波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,并取得了良好的应用效果。瑞利面波是一类频率较低、能量较强的次生波,主要沿着介质的分界面传播,其能量随着与界面距离的增加迅速衰减。瑞利面波与反射波、折射波一样都含有地下介质的地质信息。本文介绍了瑞利面波的概念、工作原理及方法、频散特征、反演研究以及实际资料的应用等方面,用多道检波器测量来了解面波勘探在坝体隐患探测中的应用。     

锚固系统弹性波传播的能量特性研究

锚固系统各个组成部分是一个极其复杂的体系,尤其是在研究其振动特性时,外界激励往往与各个部分之间是相互影响相互制约的,因而非常有必要对锚固体系振动特性进行研究。通过理论推导,研究了理想状况下弹性波在锚杆中传播的各次谐振频率能量分配规律;分析得到了与振动波形相关的重要物理参量-能量之间关系;并依据波在锚杆-锚固介质中的传播机制以及衰减规律,对吸收衰减规律进行了相应的分析,重点计算了在一次行波周期散射衰减影响下,固端反射各次谐振频率所含能量,从而为建立固端反射振动波形和能量特性之间关系提供有利条件。定量分析的计算,可为振动信号分析提供较强的理论指导,同时为进一步研究低端反射能量特性奠定基础。     

锚杆锚固质量无损检测理论研究与应用

基于锚固体系的锚杆动力学及应力波运动学理论,研究了锚固体系的振动特征和锚固体系中瞬态应力波传播的能量衰减规律,进而提出瞬态应力波法是检测锚杆锚固质量的一种快速、便捷、可靠的无损检测方法。它是通过锚杆锚固质量检测仪接收瞬态应力波反射信号,通过数据信号分析,从而获得表征锚杆锚固质量的一系列参数,即锚固长度、波速及密实度。文章论述瞬态应力波法的基本原理及传播特征,并结合工程实例总结检测规律。     

金属表面各向异性涂层的反射系数

在各向异性分层介质条件下,得到了横向场传播的本征波解。给出了计算各向异性介质界面的反射和透射系数的解析表达式,最后对金属表面单轴各向异性涂层的反射特性进行了分析。     

弹性介质中平面P波通过弹性夹层时的传播特性

运用波的传播理论及Snell定律研究了平面P通过弹性层状介质时的传播特性,求得波动方程的解析解,在此基础上利用数值计算绘出了反射透射系数与介持参数及入射角的关系曲线。结果表明透射系数不仅与介质参数有关,而且与夹层厚度和入射角有关,严格控制夹层厚度和入射角可获得满意的隔振效果,为屏蔽隔振理论在工程中的应用提供了理论基础。     

多波动力学射线模型及制作

采用非均匀介质弹性波方程组解的零阶近似，得到了能量沿射线管传播的守恒定律，结合波前曲率的解析算法及Ｚｅｏｐｐｒｉｔｚ方程的精确解，较准确的算出了起伏层状介质中多种波的能量系数，并由程函方程出导出了射线射分方程组，用龙格－库塔法解此方程组，由打靶法迭代算出了固定炮检距上多波的走时及反射线路径参数，从而完成了多波模型正演计算。     

基于瑞利波法对混凝土表面裂缝检测的数值研究

基于瑞利波及衍射纵波的传播时间差法,利用有限元法分析了瑞利波在含不同长度及角度裂纹的混凝土介质中的传播规律,提出了混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算公式,并验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明：在传播过程中,瑞利波一部分沿着介质表面（含裂纹表面）传播,另一部分在裂缝尖端发生模式转换,形成衍射横波和衍射纵波,弹性波传播到介质边界时被粘弹性人工边界全部吸收,消除了反射波的影响;表面裂缝长度和角度的计算结果误差基本在5%以下,只有个别数据误差较大,在一定范围内,随着裂缝长度和角度值的增大,计算结果的准确度越高。     

各向异性分层介质的电磁波传播特性

为了分析电磁波在分层各向异性介质中的传播特性 ,从无源区域的Maxwell旋度方程出发研究了非均匀各向异性介质中的特征波 .导出了一般各向异性介质中电场和磁场横向分量的耦合矩阵 ,由此得到了传播矩阵 ,进而给出了计算分层各向异性材料的反射系数和透射系数的解析表达式 .这种方法对于分析分层各向异性介质的电磁反射和透射特性是有效的     

煤岩体结构构造特征的频谱分析与应用

地震波作为一种信息的载体,在煤岩介质中传播时携带了大量的地质体信息,并通过不同震波参数特性表达出来。频谱特性即是一种对煤岩体结构构造特征判定具有重要指导意义的参数。文章对频谱分析技术的基础和原理进行分析,利用反射共偏移探测法进行数据采集,对煤岩体介质中的柱状构造、空洞、注浆质量检测等结构构造特征进行实例探测,结果表明煤岩体介质中的各种地质特征可以利用频谱分析技术进行判定与解释,其应用效果显著。     

面波技术在高铁临近既有铁路路基检测中的应用

高铁在迅速发展,为我国经济的快速发展起到了巨大助推作用,但其对临近既有铁路路基也造成巨大的影响.瑞雷波法在分层介质中具有频散特性,以及瑞雷波传播速度与介质物理力学性质具有密切相关,为铁路路基的病害探测提供了理论基础,本文利用瑞雷面波法对高铁临近既有铁路路基勘探,并作出评估,为其在高铁临近既有铁路路基病害的确定、整治及预...     

铝基玻璃棉层合板中Lamb波的频散特性及分层缺陷检测数值模拟

针对铝基玻璃棉层合板分层缺陷定位检测困难的问题,发展有限元特征频率法分析该结构中Lamb波的频散特性,得到层合板中对称模态与反对称模态的频散曲线,发现Lamb波在层合板中的传播特性呈类周期性分布,且存在铝基层与玻璃棉层模态混合而成的奇异模态.为进一步分析铝基玻璃棉层合板Lamb波的传播特性及与分层缺陷的交互作用,基于有限元瞬态分析模拟了Lamb波在其中的传播特性及与缺陷的交互作用.结果表明:模拟结果与有限元特征频率法计算结果得到了很好的吻合;A2模态在53 k Hz时,得到了理想的回波信号,且波结构能量分布较为均匀,可利用该类频点定位缺陷位置;利用健康信号与缺陷信号的差分计算,通过波包形心法可以较准确地定位缺陷位置,证实了本文方法的可行性.     

瑞雷面波勘探法的资料处理与解释

瑞雷波常称为面波。瑞雷面波勘探方法是一种新型的地球物理勘探方法,是近期发展起来的一种浅层工程地球物理新方法。瑞雷面波勘探法最基本的理论是其频散特性。当介质为半无限弹性介质时,在自由空间和弹性介质分界面上将会出现一种波,这就是瑞雷波。面波勘探法主要有稳态法和瞬态法,两种勘探方法的区别在于震源不同,前者是以一单频率的瑞雷波来获取速度曲线,而后者需要分析叠加在一起的瑞雷波。两种方法最后得到的结果相同,但实现的技术路径截然不同,表现出各自的特点。     

基于复小波变换的超声信号分析技术研究

超声信号中标志实际测量目标的回波信号常常因受到由材料内部微缺陷(如裂纹、空穴、夹杂等)引起的众多回波干扰信号的干扰而难以识别。另外，由于超声波能量传递的各向异性特征，在同一位置不同方向测得的超声信号中，有效回波信号出现的位置常常会在一定范围内出现漂移，从而极大地影响超声检测结果的准确性。为此，本文利用复小波分析方法对实测超声信号进行了分析，并提出了小波包络检测及互相关分析技术。试验表明，该技术成功解决了上述难题，并充分提高了超声检测的准确性。     

高阶模态面波在软弱薄层探测中的应用

面波勘探在浅地层波速测试及速度分层工作中取得了较好的地质效果．在一般情况下主要利用面波的基阶模态．有低速薄层存在时,瑞利面波的能量不仅分配在基阶面波中,有些高阶模态的面波还具有较高的能量,高阶模态面波的高能量反映了低速层的存在．在以高能量为标准的方法合成频散曲线时,各阶面波的综合作用使频散曲线上出现“之”字形特征．根据这些特征可以确定软弱薄层的空间位置．在实测资料解释中,注意利用高阶模态面波。取得了较好的地质效果．证明地震瞬态面波法对低速薄层有较高的探测能力。     

弹性介质瑞雷面波交错网格有限差分法数值模拟

为了研究瑞雷面波在复杂地质条件下的传播规律和波场特征,采用交错网格高阶有限差分方法对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟.通过均匀半空间模型和层状介质模型的模拟,验证了含有瑞雷面波的全波场理论的正确性.     

黏弹性层状介质中瑞雷波的本征值求解

为解决黏弹性层状介质中瑞雷波本征值求解中的漏根问题,提出了一种新的求解方法.通过分析以往方法中漏根和多根的原因,提出采用一系列初值虚部进行搜根后将结果合并,并去掉虚部大于实部的根.由此给出了本征值求解的流程图,在实例计算中采用此方法成功求解了黏弹性层状介质中瑞雷波的本征值.结果表明,在利用该方法在求解过程中不存在漏根和多根问题.在黏弹性层状介质中瑞雷波的本征值求解时采用搜根初值加密并剔除虚部大于实部的根的方法可以有效避免漏根和多根问题.     

瑞雷面波在弹性楔状体中的传播特性研究

瑞雷面波在弹性楔状体中传播特性的研究,由于其涉及地形对面波传播的影响等,因而是一个长期受到地球物理学家关注的问题。瑞雷波在弹性楔状体中传播时,不仅与介质的性质有关,而且与楔状体的角度（地形起伏）有关。由于人射面波总是和体波耦合在一起,精确而完备的分析方法目前尚处于探索之中。本文着重对负地形进行了分析,以势函数表示波的传播,并使其交替地满足楔状体两侧界面的边界条件。通过模型正演分析,得到了不同楔状体角度与泊松比、透射能量的定量关系以及剩余场位移的极化曲线。正、负地形的数值计算结果,可以在实际应用中分析地形对瑞雷面波的影响时参考。