大直径SHPB弥散效应实验研究

实验分别采用铝片作为波形整形器和橡胶胶片作为软性介质,通过SHPB冲击实验研究了2种方法对改善加载波波形的效果影响.实验表明这2种方法都可以有效改善加载波的波形,减小和消除应力波的弥散效应.从加载波波形上来看,铝片的效果要优于橡胶胶片.     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步。由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法。该方法在时间-频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷。通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性。     

Lamb波频散曲线的数值计算及试验验证

Lamb波的频散曲线是进行超声Lamb波无损检测的重要依据.本文对Rayleigh-Lamb方程进行了分析,给出了无限大板中Lamb波频散曲线的数值计算方法,通过Matlab 软件对求解过程进行编程,绘制出Lamb波在铝板中传播的相速度和群速度曲线,并通过试验进行了验证,对推广应用Lamb波进行无损检测具有实际意义.     

粘弹性层合梁中弯曲波的弥散与衰减

本文借助于粘弹性动力学的相应原理,将层合梁的微结构理论引进到粘弹性层合梁。依据用应力波方法测定的粘弹性本构关系,计算了粘弹性层合梁中弯曲波的相速度谱与衰减谱。与实验结果的比较表明,本文方法对相速度谱的予测具有足够的精度,对衰减谱的予测有待于进一步验证。     

大直径桩荷载传递的桩端土效应

通过室内深基坑模型试验、深井荷载试验和桩的现场静载试验,系统地研究了大直径桩的桩端土效应,对桩端阻力深度效应的机理进行了深入分析。研究表明:桩端阻力的发挥不但与持力层强度有关,也与桩的入土深度、下卧层土的性质和强度、桩端直径、桩端位移及桩侧土的强度有关。     

大直径桩荷载传递的桩端土效应

通过室内深基坑模型试验、深井荷载试验和桩的现场静载试验，系统地研究了大直径桩的桩端土效应，对桩端阻力深度效应的机理进行了深入分析。研究表明：桩端阻力的发挥不但与持力层强度有关，也与桩的入土深度、下卧层土的性质和强度、桩端直径、桩端位移及桩侧土的强度有关。     

基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为:根据目的层探测深度(如20m)将地下介质分为若干个(20个)厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层(共21层),这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明:细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层(每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等)更接近实际情况。     

Influences of Stress Wave Propagation upon Studying Dynamic Response of Materials at High Strain Rates

How the wave propagation analysis plays a key role in the studies of dynamic response of materials at high strain rates is analyzed. For the wave propagation technique, the followings are important: the loading and unloading constitutive relation presumed, the positions of the sensors embedded, the interactions between loading waves and unloading waves. For the split Hopkinson pressure bar (SI-IPB) technique, the assumption of one-dimensional stress wave propagation and the assumption of stress uniformity along the specimen should be satisfied. When the larger diameter bars are employed, the wave dispersion effects should be considered, including the high frequency oscillations, non-uniform stress distribution across the bar section, increase of rise time, and amplitude attenuation. The stress uniformity along the specimen is influenced by the reflection times in specimen, the wave impedance ratio of the specimen and the bar, and the waveform.     

瑞利面波最大模频散曲线的反演解释方法

讨论了高阶模态面波位移幅度占优势并由于高阶模态面波的影响、难以提取完整的基阶模态面波的频散曲线的情况下,利用"最大模"频散曲线进行反演解释的必要性.对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波位移幅度较强的地层结构的理论和实测"最大模"频散曲线进行反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果.同时还讨论了初始模型建立和反演方法等问题.     

基于ZnO/金刚石/Si结构的瑞利波频散特性计算

结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频散曲线具有较高的精确性,能很好地反映出瑞利波的频散特性。本文从解基本的波动方程理论出发,得到了三层结构的有效介电常数数学模型,并且将其程序化,最终得到了声表面波器件设计中的两个重要参数,为多层薄膜器件的设计奠定了一定的基础。     

冲击过程的应力波分析

运用应力波理论讨论了冲击构件中两物体碰撞界面处反弹系数,引用应力波在界面处的反射、透射的波动理论,近似得出两物体碰撞后的反弹系数。     

各向异性媒质特征波数的计算

由麦克斯韦方程导出关于特征波的本征值问题，令本征矩阵的行列式为零，得到含参量的四次方程。特征波数的计算涉及到张量运算、矩阵运算、公式化简等。对于一般的各向异性媒质，给出了四次方程系数的简明算式，该算式完全适用于磁化等离子体、磁化铁氧体等回旋媒质。为使抽象的物理概念直观化，给出了特征波数的空间分布图形。该文结果可应用于分层各向异性媒质球的电磁散射、电波传播。     

燃料抛散中液体颗粒尺寸的研究

利用激光散射仪和纹影仪观测了水的抛撒首次破碎和二次破碎中的液体颗粒尺寸,并对水的抛撤二次破碎中的液体颗粒尺寸进行了数值模拟计算。实验观测表明：水的抛撒二次破碎中,在固定位置测量到的云雾区液体颗粒Sauter平均直径随测量时间的增加呈现出减小的趋势;而云雾区的宽度随着抛散中心和距离增大而呈现出增加的趋势;云雾区前缘的液体颗粒Sauter平均直径则随着与抛撒中心的距离增大而呈现出先逐渐增大然后迅速减小的趋势,这与数值模拟计算结果基本一致;水的抛散首次破碎过程中,液体颗粒尺寸达到厘米数量级。     

城市带廊道街道峡谷内气流运动及污染物扩散的数值研究

目的研究城市带廊道峡谷内气流运动和污染物扩散特征等对污染物扩散的影响．方法采用二维不可压N-S方程、标准的k-ε湍流模型、污染物对流扩散方程和SIMPLE算法．并用CFD软件进行模拟仿真．结果当迎风面建筑物低于背风面建筑物时，峡谷内污染物浓度比等高街道和迎风面建筑物较高街道高；峡谷内的旋涡结构形态受人行道高度的影响，不受人行道宽度和屋顶来流风速的影响；峡谷内部污染物浓度随污染物源强的升高而增大，随屋顶来风的增大而降低．结论不同结构形式的峡谷呈现不同的污染物浓度分布形态．廊道内始终是污染物积聚的区域，这对城市街道的规划与设计具有重要指导意义．     

地震激发波中的瑞利波

本文从数理角度分析了瑞利波产生的原因和传播特性;从传播机理较深入地分析了瑞利波的频散特性;并且根据频谱分析的方法确定了瑞利波的频率分布范围。文中对瑞利波的分析论述将对实际物探工作有一定的指导意义。     

成层地基中Love波的弥散特性

本文结合有限元法与半无限元法研究了成层地基中土层的剪切波速度,质量密度和厚度对Love波速度弥散曲线以及相应的位移分布的影响。考虑到土的粘滞性,本文进一步讨论了阻尼比对Love波速度的弥散性及位移分布的影响,得到了一些有价值的结论。     

理想结合两层无限大弹性板中波的传播

针对理想结合的两层无限大弹性板，研究了Lamb波的传播特性.从基本特征方程式出发，理论上导出了两组非耦合的求解截止频率的方程式；利用泰勒展开技术，给出了长波区域弯曲振动模式和伸缩振动模式的弥散曲线渐近表达式；利用行列式运算规则，得到了弥散曲线在短波区域的渐近行为.数值计算表明，两层无限大弹性板频谱曲线图上存在且只有两个分支通过原点；在相速度谱曲线上，长波区域存在且只有一个极限相速度，在短波区域有两条分支分别趋近于两种板的Rayleigh波波速.     

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。     

浅层地震多阶模态瑞利面波的位移幅度特征

研究了地层速度随深度递增型、地层中有硬层或软夹层型、表层为高速的公路型等4种地层结构在15 m深度内,瑞利面波各阶模态的位移幅度分布特征、多阶模态面波的理论频散曲线特征以及不同地层结构上的"最大模"面波频散曲线的特征.这些特征的研究有助于提高面波资料解释的准确性,在高阶模态面波占优势时,判断地层结构的类型,设计合适的反演初始模型,并有助于利用多阶模态瑞利面波解决复杂的地质问题.     

柠檬酸修饰碳纳米管及其分散性能

采用硫酸和硝酸混合酸纯化碳纳米管,然后用氨水和柠檬酸处理纯化的碳纳米管,并运用透射电子显微镜和红外光谱表征碳纳米管的结构和形貌.另外,还研究了碳纳米管在水中的分散性能.光谱实验表明,经过混合酸处理不仅能够得到纯净的碳纳米管,而且能够在碳纳米管的表面引入丰富的羟基和羧基官能团.通过氨水处理和柠檬酸修饰,能够在碳纳米管表面引入氨基官能团和柠檬酸分子.分散实验显示,柠檬酸修饰提高了碳纳米管在水中的分散性能.