超声振动测量的模型分析

基于Zener模型的超声振动检测方法可无损地定量测出材料或组织的剪切力学性质。其克服了Voigt模型不能描述应力松弛过程的局限性,能够准确地表达黏弹性介质的动态响应。基于Zener模型的本构关系和波动方程,推导出了基于此模型的剪切波传播速度公式,该公式将剪切波的相速度和介质的剪切力学性质关联了起来。在获得剪切波在多个频率上速度的前提下通过数学方法估计出介质的剪切模量。将凝胶模型和橡胶管作为实验对象,获得剪切波在两者中的传播速度,分别用Voigt模型和Zener模型对速度值进行拟合,结果均显示Zener模型更加适合于二者的描述,为材料检测和组织定征提供了更为准确的方法。     

地震剪切波测井在建筑场地勘察中的应用

地震剪切波测井是一种快速准确的原位测试技术,它通过获得剪切波经过不同地层的直达波旅行时间来求取地层的剪切波速度。本文介绍了剪切波测井的工作原理、现场工作方法及资料解释方法,并展示了一些原始记录,因为纵波、剪切波及密度是三个最基本最重要的参数,泊松比、剪切模量等参数都是根据这三个参数计算所得,所以地震波的原始记录的质量就显得非常重要。     

基于颗粒接触理论的深层砂土剪切波速度

为了研究深层砂土剪切波速度,首先假设深层砂土为不规则排列等球体颗粒的集合体,在颗粒接触理论以及细观颗粒弹性力学的研究成果上推导出砂土的等效剪切模量,继而得到宏观剪切波速计算公式;然后分析了孔隙率、饱和度、内摩擦角、土粒密度、应力大小以及砂土颗粒的弹性模量和泊松比等因素对剪切波速的影响,最后将理论方法计算结果与深层砂土实...     

超声辐射力弹性成像系统研究及仿体实验

用于进行超声辐射力弹性成像研究的系统主要包含激励与检测两个部分.激励探头在介质中产生聚焦声辐射力,激励组织振动并产生剪切波的传播,检测探头通过脉冲回波方式对剪切波信号进行检测.回波经放大、滤波和采样后,对离线数据进行卡尔曼滤波获得剪切波的相位,以此计算剪切波速度并得到介质的黏弹性系数.基于该系统进行了初步的琼脂仿体和离体大鼠肝脏仿体实验,结果显示通过该系统能有效检测仿体的黏弹性系数,可为后续研究提供系统支持.     

考虑剪切滑移效应时节理岩体中剪切S波的传播特性探析

基于一种优化时域算法,考虑岩石节理面剪切滑移效应,对弹性剪切S波在岩石节理中的传播特性进行理论分析.通过建立节理面剪切滑移理论模型,推导并获得了剪切S波斜入射岩体节理时波的传播方程,并对剪切S波斜入射岩石节理面时的数值解进行了参数研究.结果表明,在研究节理的剪切滑移效应对应力波传播规律的影响时,该时域方法避免了复杂的数学运算,如傅立叶变换和傅立叶逆变换,通过迭代计算即可方便求出透射波和反射波的数值解;参数研究表明节理面剪切滑移效应影响着波的传播规律以及能量的变化规律.在工程实际问题分析时,本文的理论模型可更有效的应用于岩体中应力波传播特性方面的研究.     

纵向剪切波作用下长型地下结构与Pasternak地基相互作用研究

为了研究在剪切波沿地下长型结构纵向传播情况下,惯性力对于结构与地基动力相互作用的影响,采用Pasternak地基模型,分别建立长型地下结构静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程.通过振型叠加法将偏微分方程简化为常微分方程,利用微分算子法分别求得静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程的解析解.通过算例计算,考虑地基土硬度对于地基基床系数k0、剪切波速vs、泊松比υ、地基土剪切模量G0的影响,比较并分析静力平衡方程解与强迫振动方程解的差别,得出当地基土硬度较大的情况下惯性力影响较小的结论.     

大跨越导线微风振动波的色散关系分析

为探索大跨越导线微风振动特性,在合理假设的基础上建立了导线横向微风振动的一般方程,从振动波的角度,分析了典型导线结构模型的复波数、相速度与频率之间的色散关系以及弹性刚度和阻尼对振动波的影响特性。研究结果表明:弹性刚度决定了激励频率能否引起导线振动波的传播,当激励频率大于临界频率时,弦模型导线的振动波为两列方向相反的传播行波;传播过程中各阶频率相速度主要由结构参数张力和线密度确定,弹性刚度使振动波中低频波传播速度快而高频波相速度基本一致,具有明显色散现象;阻尼决定了振动波在传播过程中的衰减特性,对结构的色散现象影响不大。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度‰的一种模型。传统理论认为当V50=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算‰取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

跨孔法中初至剪切波的传播路径

本文从理论上探讨了跨孔法现场动力测试中初至剪切波的传播路径,并就跨孔孔距、土层的物理力学特性和应力状态对波传播路径的影响进行了数值分析,提供了评价跨孔法测试结果的依据。本文最后提出了对现场跨孔法测试结果的修正公式和一组可供实际应用的修正系数曲线。 本文的结论似较适用于无粘性土层。     

饱和孔隙介质中的波

通过对饱和孔隙介质的运动方程的分解,证明了饱和孔隙介质体中存在两种类型的膨胀波和一种剪切波传播;给出了不同波型的传播运动方程;对饱和孔隙介质的几种特殊情形,讨论了波的传播物性以及波速计算公式。     

Cranny density parameters and porosity measured by elastic wave method in quasi-isotropic cranny rock masses

According to the characteristic of elastic waves propagation in medium and the application of elastic waves method in rock mass engineering, the cranny mass with random crannies was regarded as quasi-isotropic cranny mass. In accordance with the rock rupture mechanics, principle of energy balance and Castiglano＇s theorem, the relationship of effective dynamic parameters of elasticity （E, v, G） and cranny density parameters or porosity was put forward. On this basis, through the theory of elastic waves propagation in isotropic medium, the relationship between the elastic wave velocity and cranny density parameters and porosity was set up. The theoretical research results show that, in this kind of cranny rock masses, there is nonlinear relationships between the effective dynamic parameters of elasticity and wave velocities and the cranny density parameter or porosity; and with the increase of cranny density parameter or porosity of cranny rock masses, the effective dynamic modulus and the elastic wave velocities of cranny rock masses will decrease; and at the same time, when the cranny density parameter or porosity is very small, the effective dynamic modulus of elasticity and the elastic wave velocities change with the cranny density parameter, which can explain the sensitivity of effective elastic parameters and elastic wave velocities to cranny rock masses.     

Influence of vibration on granular flowability and its mechanism of aided flow

Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｔｙｐｅｓｏｆｇｒａｎｕｌａｒａｉｄｅｄｆｌｏｗ ,ｉｎｗｈｉｃｈｖｉｂｒａｔｉｎｇａｉｄｅｄｆｌｏｗｉｓｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｂｅ ｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ ,ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎ ｃｙ .Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｎｇｏｒｅ ｄｒａｗｉｎｇｉｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｉｂｒａｔｉｎｇａｉｄｅｄｆｌｏｗｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ .Ｉｎ 1 957,ｔｈｅｆｉｒｓｔｖｉｂｒａｔｉｎｇｏｒｅ ｄｒａｗｉ…     

功能梯度材料静态断裂的CGS方法实验研究

利用相干梯度敏感方法对功能梯度材料I型静态断裂特性进行实验研究,并利用有限元软件进行数值模拟.假设材料性能沿裂纹方向分别按两种不同的规律变化:1)弹性模量和密度指数规律变化;2)弹性模量线性变化,密度保持常数.保持泊松比不变,首先推导两种变化规律功能梯度材料I型静态裂纹的相干梯度敏感方法控制方程;然后根据实验结果,提取应力强度因子等断裂参数,分析不同梯度变化规律对材料断裂性能的影响;最后与有限元模拟计算结果相结合,对功能梯度材料I型静态裂尖的K主导区范围进行了分析.     

TLA改性沥青的动态剪切模量及主曲线分析

采用动态剪切流变仪AR-2000对不同TLA掺量的改性沥青在线粘弹范围内进行了动态频率扫描,运用DMA时温等效原理,获得了不同TLA掺量的改性沥青在各个温度下的动态剪切模量主曲线族,结果表明:基于时温等效原理获得的材料宽温宽频范围内的主曲线族频率范围跨跃大,为准确描述不同TLA掺量的改性沥青动态剪切模量的变化趋势提供了条件;TLA改性沥青的动态剪切模量在相同温度下随频率的变化趋势与TLA掺量有关,在双对数坐标下,随TLA掺量的增加,动态剪切模量随频率的变化率逐渐减小,对频率的依赖性越来越好。     

用FDTD方法计算电磁波在各向异性介质中的散射

由于各向异性等离子体介质中的介质参数是张量形式,而在各向同性介质中为标量形式,故在研究各向异性等离子体与电磁波的相互作用与分析各向同性媒质的方法就不同.采用线性插值的方法给出各向异性等离子体介质中的FDTD离散式,编写了程序并进行了数值计算,给出与解析方法比较结果,两者符合的很好,并给出等离子体球的电磁散射的若干算例.结果可应用于等离子体的电波传播、天线等领域.     

弹性介质中SH波传播的三角形格子法

目的提出一种不规则边界非均匀弹性介质中反平面剪切(SH)波传播数值模拟方法,研究反平面剪切波入射时地表起伏及软弱层对场地的影响.方法将实际介质计算区域剖分成三角形网格,构造出控制体,给出积分形式的控制体运动方程;交替运用控制体运动方程和SH波的本构方程,在时间域上递推计算给出被研究区域内各节点的加速度、速度、位移和各格子的应力.结果给出了弹性介质中SH波传播数值模拟三角形格子法.数值算例结果与解析解比较,验证了方法的计算精度和有效性.瞬态反平面剪切波入射时,地表起伏、软弱层会引起场地的运动状态量和应力量的放大,有运动状态量和最大剪应力集中现象.结论SH波传播数值模拟三角形格子法计算精度较高,处理不规则边界非均匀介质波动问题的适应性强,算法实现简单、计算量小.是研究大规模、不规则边界非均匀介质中SH波传播问题的一种有力工具,为岩土动力学中的波动研究提供了一种新的数值方法.     

基于流变学方法的沥青中高温性能及胶浆抗剪强度研究

为了探究不同改性剂对基质沥青各项性能指标的改性效果,选取三种不同的改性沥青,SBS改性沥青、TPE改性沥青和高黏高弹改性沥青,进行室内试验研究对比。通过改性沥青胶浆锥入度试验、PG高温分级试验、温度扫描试验和MSCR试验,从抗剪强度、中高温性能、抗永久变形及变形恢复等方面系统地评估三种改性沥青的路用效果。研究结果表明:改性沥青及胶浆的制备,需要将制备时间、剪切速率、温度等参数严格控制在合理的范围之内,保证材料满足要求;各种沥青胶浆抗剪强度与温度呈现良好的相关性,并且各个回归方程的相关系数R²非常高,TPE改性沥青胶浆有着较高的抗剪强度;三种改性沥青流变试验显示,TPE改性沥青的中高温抗变性能力和高温蠕变恢复能力最佳,高黏高弹改性沥青次之,SBS改性沥青低于前两种沥青。