水下目标诱发低频舰船地震波传播特征简析

水下目标航行时所产生的低频振动噪声在水中向下传播,在海底界面处通过声-弹耦合作用诱发海底舰船地震波。其作为一种新型的舰船物理场,具有传播距离远、稳定性高、可预测性好且无低频截止干扰的优势,携带丰富的有效信息。为更清晰认识水下目标诱发的低频舰船地震波,在弹性波动理论下基于平面波基本假设,构建了水下目标航行激发产生的低频舰船地震波传播模型,对海底界面处地震波反射透射、界面波特征等进行定量研究,并结合特征方程的解析结果进一步认识舰船地震波场的模式组分、传播特征及敏感特性等,从而对低频舰船地震波场进一步定量认识。     

黄土塬地区聚能激发技术研究

黄土塬是中国特有的地貌结构,黄土塬地区石油资源丰富,开发潜力巨大,但复杂的表层地震地质条件严重制约了这类地区的石油勘探步伐。黄土塬干燥、疏松、巨厚的表层黄土结构对地震波能量产生强烈的吸收、衰减作用,以及黄土层下覆的高速层对地震波的屏蔽作用都使得地震波能量难以向下传导,从而造成了地震资料干扰波发育严重,信噪比极低等问题,针对这些问题,从增加下传能量入手,开展对新型激发震源的研究,主要研究内容包括常规炸药局限性研究、新型聚能炸药的研发与应用研究等。实验证明,新型的聚能炸药及聚能组合激发方式极大地增加了能量下传,改善了激发效果,提高了地震资料的品质。     

声源对浅海地震波传播特性的影响研究

为提升水雷的探测能力,利用浅海地震波识别水下目标声源,研究声源高度和频率对浅海地震波的影响。采用交错网格有限差分方法对波动方程进行离散求解,实现不同高度和不同频率声源形成的浅海地震波在砂岩介质中传播过程的仿真模拟,并利用f-k频散能量提取方法,获得浅海地震波的频散能量图。结果表明：声源高度和频率均会影响浅海地震波的传播特性,但对其波速、频率集中范围和极化特性影响较小,Scholte波稳定的波速为1 088 m/s, Scholte波振幅的频率范围在5～30 Hz之间;随着声源高度和频率的增加,形成的Scholte波在水下界面信号减弱。研究结果可为水雷引信的研制提供理论依据。     

煤与瓦斯突出冲击波传播规律研究

应用应力波理论研究了煤与瓦斯突出过程中产生的冲击波在煤体界面上的反射、透射现象,得到了入射、反射和透射超压解析解,根据空气动力学分析了冲击波沿巷道方向传播规律.结果表明：透射超压值为入射超压的两倍,而反射超压值略小于入射超压.冲击波超压与冲击气流、突出的膨胀能量成正比,与通风巷道的截面面积呈反比;当冲击波在单个层状煤体中传播时,它会在其两端自由界面上出现反射,反射波反向卸载,自由面上物体振动速度加倍,又将其撕裂成若干个更薄的层状体;当冲击波传播到构造煤和硬煤岩体的分界面上时,产生了强烈的透射和反射现象,透射波在分界面上叠加,其应力值加倍,煤体受到强烈压缩作用,当其超过软煤强度时,软煤被压裂破坏.     

考虑强余震影响的变形和能量地震损伤模型

根据主震和余震关系,合成强余震地震波,基于能量等效原理由主震波和两条强余震波拟合等效地震波.以某连续梁桥为研究对象,采用位移法和能量法,给出主震地震波和等效地震波作用下,桥墩的最大位移和滞回耗能,评估桥梁损伤情况,揭示强余震对结构损伤的影响规律.引入变形和能量损伤提高系数,对Park-Ang模型进行修正,提出了强余震影响下的变形和能量双参数地震损伤模型,通过算例分析验证了该模型的可靠性.     

松辽盆地北部地区地震虚反射对分辨率的影响分析

理论研究表明虚反射会降低分辨率。因此,在井深设计时,爆炸点尽可能靠近波阻抗界面（潜水面界面）,但是,在实际地震采集工程中,单从理论出发使炸药非常靠近波阻抗界面,结果会使爆炸后产生的破坏带炸穿波阻抗界面,使一部分上行波上传形成面波、声波等干扰,减少激发能量向地下传播。本文从虚反射地震波的频率响应分析出发,考虑表层反射系数、吸收衰减、几何扩散等因素影响,结合松辽盆地北部地区表层结构调查结果,对表层虚反射影响进行分析研究。提出了在考虑地层的吸收衰减、几何扩散的情况下,虚反射作用对有效反射波不会造成较大影响,相反,只要井深设计合理,虚反射对有效反射波起到相干加强的作用,对高分辨率地震勘探是有利的。说明了井深设计无需过多考虑虚反射影响,着重考虑药柱长度和爆炸破坏带范围,保证波阻抗界面不受破坏,使激发能量较多的向地下传播。     

黏接结构中超声波的能量反射与透射特性

针对黏接结构中超声波的能量反射与透射机理问题,研究了板状黏接结构界面为理想连接时,纵波以不同角度入射下的声波与界面的相互作用. 分析了入射角度、频厚积对声波能量反射与透射特性的影响. 结果表明:当纵波垂直入射时,不发生波型转换;随着频厚积的增大,纵波的能量反射与透射系数曲线出现明显的周期性谐振.当纵波倾斜入射时,波型转换会发生;随着频厚积的增大,纵波与横波的能量反射与透射系数无周期性谐振现象.当入射角小于90°时,纵波的位移势反射系数始终大于能量反射系数,而横波的位移势反射系数与能量反射系数曲线随着角度的增大会出现交叉.     

一种时-频分析算法识别Scholte波算法研究

在浅海域,舰船航行时会产生海底地震波,其中,Scholte波沿海水和海底交界处的流-固界面传播。本文分析了Scholte波的特性和质点运动轨迹的极化特性,提出匹配追踪算法和时-频分析方法中的魏格纳分布联合的新算法。用新算法对海底地震波信号的频率、能量和对应传播时间进行分析,识别出Scholte波,并用极化滤波的方法验证Scholte波。     

非均质炸药冲击起爆的临界判据研究

本文通过分析炸药内部侧向能量分配对热点能量传播的影响，提出了面积效应系数，纠正了以往判据中的不科学性，得到了更合理的透射冲击波起爆判据，并对透射冲击波起爆过程中爆轰界面的关键参数ｐ（ｔ）关系进行了推导     

焊接能量对Cu/Al超声波焊接接头组织与性能的影响

采用超声波焊接技术制备了Cu/Al异种金属搭接接头,运用UT-325型热电偶测温仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及万能试验机对Cu/Al搭接接头进行了系统的研究。结果表明:随焊接能量增加Cu/Al界面处应力增大,导致界面摩擦力增大,产热量增加,原子活度和金属塑性流动能力相应增大,界面成形逐渐得到改善。此外,由于界面处应力分布不均,致使界面处金属发生塑性流动,形成漩涡状塑性变形。随焊接能量增大界面应力不均性更加显著,漩涡状塑性变形的程度增大。这种塑性变形会造成金属互锁,增大接头剪切力,接头最大剪切力达到3.72 kN。当焊接能量达到或高于1700 J时,Cu/Al界面处出现金属间化合物层,其主要组织为Al2Cu,接头断裂形式为韧-脆混合断裂。     

Forward modeling to improve seismic reflection energy of a protective coal seam based on Zoeppritz equation

In seismic exploration for coal, seismic waves are very difficult to transmit downward because of high velocity protec-tive layers, making the reflection information very hard to receive above ground. Based on the Snell law and the Zoeppritz equation, we studied the relationship between the incidence angle and reflection seismic wave energy using a forward model of level media. The result shows that the seismic wave energy has a sudden increase at the critical angle. Based on the energy propagation rule, using big offset to receive the seismic wave energy under a protective layer can effectively reduce its protection effect.     

Effects of interlayer on SH wave propagations

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｔｈａｔｉｔｉｓｖｅｒｙｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｕｎｄｅｒ ｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｎａｔｕｒａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａａｎｄｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｗａｖｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｓｉｎｌａｙｅｒｍｅｄｉａ .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｔｈｅｐｅｏｐｌｅｈａｓｐａｉｄａｇｏｏｄｄｅａｌｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｉｔａｎｄｍａｄｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｒｅｓｅａｒｃｈ .Ｂｕｔ,ｉｎｔｈｅ…     

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。     

鄂尔多斯盆地南部山地几种单炮特征分析

在鄂尔多斯盆地南部山地进行地震采集的过程中,发现了三种特征非常明显的单炮--正常炮、帽子炮、高频炮,通过模型正演和大量的模型模拟后发现"帽子炮"和"高频炮"产生的原因主要与表层的速度和浅层存在一个强反射层有关系。当初至将与浅层的折射波基本平行,表层速度非常高,同时由于浅层比较薄的低速层衰减,导致后面的能量变弱被折射波所压制,形成帽子;当表层浮土缺失或者极薄,没能使其高频衰减,出高频,在致密砂岩和泥岩环境中激发形成高频炮。     

Energy flux characteristics of seismic waves at the interface between soil layers with different saturations

Based on the multiphase poroelasticity theory describing the propagation of waves in the unsaturated fluid-saturated porous medium, the reflection and transmission coefficients of the seismic waves at the interface between soil layers with different saturations are obtained. Our unsaturated model consists of a deformable skeleton in which two compressible and viscous fluids (i.e., water and gas) flow in the interstices. Three compressional waves (i.e., P1, P2, and P3 waves) and one shear (i.e., S wave) wave exist in the unsaturated soils. The expressions for the energy ratios of the various reflected and transmitted waves at the interface during the transmission and reflection processes are presented in explicit forms accordingly. At last, numerical computations are performed and the results obtained are respectively depicted graphically. The variation of the energy ratios with the incident angle, wave frequency and saturation degrees of the upper and lower soil layers is illustrated in detail. The calculation results show that the allocation of incident seismic waves at the interface is influenced not only by the angle and frequency of the incident seismic waves, but also by the saturations of the upper and lower soil layers. It is also verified that, at the interface, the sum of energy ratios of the reflected and transmitted waves is approximately equal to unity as was expected. This study is of importance to several fields such as geotechnical engineering, seismology, and geophysics.     

Reflected Characteristics of Interface between Ceramic and Ceramic／Metal Graded Materials on Elastic Wave

The propagation characteristics of impact waves across a planar interface between a ceramic layer and a ceramic/metal ( C/ M ) composite layer were investigated. Two interfacial boundary conditions were considered : one was a shear coupling boundary condition that simulated a perfectly bonded interface between the ceramic and composite, and the other was a slip boundary condition that only allowed a transmission of the transverse motion and normal stress at the interface. The ceramic was subjected to an inchtent impact wave. The ceramic and composite was assumed to be elastic during impact. The stndy was based on a basic method provided by Furlong, Westburg and Phillips for predicting the reflection and refraction of spherical waves across a planar interface separating two elastic solids. Emphasis was put on the effect of the metal volume fraction in the composite, ceramic thickness and interfacial boundary condition on the reflected waves. New and interesting results are obtained that provide a very useful guidance for design of a ceramic/composite armor and of a C/M functionally graded applique.     

恶劣环境下的高性价比数据采集系统

选用TLC2543串行A/D芯片、6N137高速光隔芯片和其它一些外围辅助芯片设计了一个串行A/D转换装置，构造了一个能够抵御恶劣环境的高性价比数据采集系统，文中给出电路主要芯片的管脚图、接口电路图以及软件的流程图。实践表明，该系统成本低、精度高、可靠性好、接口简便，在抗过程通道干扰应用方面有一定的实用价值。     

加层半空间交界裂纹的弹性波散射—弹性层表面位移的远场研究

本文导出了加层半空间交界裂纹的弹性波散射表面位移的表达式,利用围道积分技术及付里叶积分的渐近分析研究了远场情况下,弹性层表面位移的渐近形式,这些结果表明远场情况下弹性层表面位移主要由Rayleigh—Like—Mode波组成。本文的分析方法直接可以用于多层半空间交界裂纹的弹性波散射问题。     

喇叭型隧道入口的空气动力学特性的试验研究

为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的压力波和向外辐射出去的微压波的规律,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置。通过模型试验系统对高速列车突入带喇叭型入口隧道产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对喇叭型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,结果表明:喇叭型隧道入口能够有效地减小压缩波和微压波的影响,其削减效果依赖于入口长度。