两相饱和介质中的集中力点源位移场解与应用   总被引：20，自引：4，他引：16       下载免费PDF全文

丁伯阳  樊良本  吴建华 《地球物理学报》1999,42(6):800-808

通过两相饱和介质Ｂｉｏｔ方程变换,利用势场分解较好地解决了饱和两相介质中Ｐ１和Ｐ２波的耦合问题．再由Ｐｏｉｓｓｏｎ方程和Ｈｅｌｍｈｏｔｚ方程的特性,求解得到两相饱和介质在集中力点源作用下的位移场Ｇｒｅｅｎ函数,进而通过阶跃函数和Ｆｏｕｒｉｅｒ逆变换,求得两相介质在集中力．作用下的波场．由上述结果,根据扩容进水模型,合理地解释了孕震前各主要阶段在地震记录中垂直向振幅与振幅比统计值的变化．最后结合工作实例,利用两相介质波场理论求得由一般弹性介质理论不易求得的骨架固体力学参数．  相似文献   

二维土坝的两相动力分析     

陈少林  秦小军  曾心传 《华南地震》1999,19(3):1-9

提出了一种分析饱和土坝动力反应的方法,考虑了土坝的两相介质特性,在固液耦联动力方程的基础上,选取固相位移,液相位移、孔隙水压作为场变量,采用伽辽金加权残数法进行有限元空间离散化,然后在时域上采用Ｗｉｌｓｏｎ－θ法进行逐步积分。该方法不仅能计算出固相位移和液相位移,而且能直接得到孔隙水压的反应过程。文中以一饱和土坝模型进行算例分析,并与将其作为单相介质时的结果进行了比较。该法可用于分析饱和介质的地震  相似文献   

二维饱和孔隙介质的三场有限元方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

秦小军  陈少林 《地壳形变与地震》1999,19(2):60-69

根据流固两相混合物连续介质力学理论,采用伽辽金加权残值法,选取固相位移,液相位移,孔隙不压作为场变量,对固液两相耦联方程进行有限元离散化,得到解耦方程组。然后在时域上采用Ｗｉｓｏｎ－θ进行了逐步积分,得到一种分析二维饱和孔隙介质地震反应的三场有限元方法。  相似文献   

关于两相饱和介质中流相Green函数的解析解   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

丁伯阳  宋新初  袁金华 《地球物理学报》2009,52(7):1858-1866

自然界中许多动力学问题需要用两相饱和介质Green函数求得解答,本文在两相饱和介质位移场Green函数解答的基础上,求得的有关饱和流体孔隙压力,进、排流体流量等三个Green函数.从而使两相饱和介质涉及流体问题的Lamb方程能完整地使用.论文在推导过程中详细地阐述了流体三个Green函数的物理意义,并将所得结果与Chen（1994）的纯数学的结果作了对比.最后文章讨论了解析解的稳定性.  相似文献   

二维非均匀饱和土体的地震反应分析     

秦小军  陈少林 《地震工程与工程振动》1999,19(1):7-14

将饱和土体视为由弹性骨架和不可压缩流体组成的两相孔隙介质,取固相位移,液相位移,孔隙水压力为场变量。从两相孔介质的动力耦合微分方程出发,利用伽辽金原理和Ｗｉｌｓｏｎ－θ法导出了三场有限元积分方法,该方法可进行二维非均匀饱和土体的地震反应分析,文中通过算例讨论了非均匀饱和土体地震反应的一些特征。  相似文献   

流体饱和多孔隙介质弹性波方程边界元解法研究   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

胡善政  符力耘  裴正林 《地球物理学报》2009,52(9):2364-2369

基于流体饱和多孔隙各向同性介质模型,本文首先推导了流体饱和多孔隙介质中弹性波传播的频率域系统动力方程及边界积分方程,然后给出了流体饱和多孔隙介质弹性波方程的基本解,最后,利用本文给出的边界元方法对流体饱和多孔隙各向同性介质中的弹性波传播进行了数值模拟.结果表明：不论是从固相位移,还是液相位移的地震合成记录都能看到明显的慢速P波,本文提出的流体饱和多孔隙介质弹性波边界元法是有效可行的.  相似文献   

层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应分析方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

张玉红  黄义  王忠建 《地震工程与工程振动》2002,22(4):47-52

将饱水软土地基视为两相介质、考虑水的渗流和土骨架9变形的耦合作用，用Fourier展开和Hankel积分变换分析三维非称对称饱和弹性土层波动方程，用刚度矩阵方法，建立了层状饱和软土地基三维非轴对称动力响应的解析分析方法。以数值算例对比分析了单相土介质与两相饱和土介质三维非轴对称稳态动力响应，结果表明：在饱水软土地基动力响应分析中应该考虑土体中孔隙流体的影响。  相似文献   

基于Comsol的饱和多孔介质动力方程的数值模拟及应用   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

杨贝贝  李伟华  赵成刚  李梦姿 《地震工程学报》2017,39(2):321-328

两相饱和多孔介质的动力响应问题在地震工程领域具有重要的研究意义,由于涉及到固相和液相的动力耦合,使得该问题的求解尤为复杂。本文利用Comsol在求解多场耦合问题上的优点,针对Biot饱和多孔介质u-U耦合形式下的波动方程特征,经过一系列微分算子运算和矩阵变换得到导数形式下的波动方程,基于Comsol Multiphysics提供的广义偏微分方程模式对变形后的波动方程进行求解,并把改进后的无限元边界应用到无限域动力问题的模拟中。通过与饱和多孔介质动力响应的解析解进行对比,验证模型求解技术的可行性和正确性,并在此基础上讨论饱和土地基中空沟隔振效果与饱和土体参数孔隙率、泊松比的关系。通过研究分析,可以为饱和土地基中空沟隔振设计提供一些有价值的参考。  相似文献   

两相饱和介质半无限空间位错位移场   总被引：2，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

丁伯阳  樊良本  孟凡丽  丁翠红  曹云中 《地球物理学报》2003,46(3):408-414

弹性位错理论是研究地震震源正演和反演的重要工具之一. 单相介质位错理论求得的地面变形场是稳定的、不变的，而实际地震后的地面变形场是变化的. 本文利用集中力作用下无限空间中两相饱和介质Green函数的柱函数表达式，通过弹性运动方程积分解的Helmholtz方程的Hansen矢量变换，再叠加自由表面影响场的方法求得两相饱和介质半无限空间位错位移场. 本文结果结合Nur的DD模式，在进水排水的假说下能解释地震后地面变形场的变化.  相似文献   

两相饱和介质的弹性位错震源矢量与静态位移场   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

丁伯阳  孟凡丽  胡敏云 《地震学报》2001,23(3):239-245

根据两相饱和介质Biot理论，利用函数与Green函数性质，求得集中力点源作用下的Green函数．通过两相饱和介质场中的Betti定理，对两相饱和介质的弹性位错震源矢量与静态位移场作了全面的探讨．   相似文献   

Combined effect of rheology and confining boundaries on spreading of gravity currents in porous media     

《Advances in water resources》2015

One-dimensional flows of gravity currents within horizontal and inclined porous channels are investigated combining theoretical and experimental analysis to evaluate the joint effects of channel shape and fluid rheology. The parameter $\beta$ governs the shape of the channel cross section, while the fluid rheology is characterised by a power-law model with behaviour index n. Self-similar scalings for current length and height are obtained for horizontal and inclined channels when the current volume increases with time as $t^{\alpha }$.For horizontal channels, the interplay of model parameters $\alpha \text{,}n$, and $\beta$ governs the front speed, height, and aspect ratio of the current (ratio between the average height and the length). The dependency is modulated by two critical values of $\alpha \text{,}{\alpha }_{\beta }=n/(n+1)$ and ${\alpha }_n=(2\beta +1)/\beta$. For all channel shapes, ${\alpha }_{\beta }$ discriminates between currents whose height decreases ($\alpha <{\alpha }_{\beta }$) or increases ($\alpha >{\alpha }_{\beta }$) with time at a particular point. For all power-law fluids, ${\alpha }_n$ discriminates between decelerated currents, with time-decreasing aspect ratio ($\alpha <{\alpha }_n$), and accelerated currents, with time-increasing aspect ratio ($\alpha >{\alpha }_n$). Only currents with time-decreasing height ($\alpha <{\alpha }_{\beta }$) and aspect ratio ($\alpha <{\alpha }_n$) respect model assumptions asymptotically; the former constraint is more restrictive than the latter.For inclined channels, a numerical solution in self-similar form is obtained under the hypothesis that the product of the channel inclination $\theta$ and the slope of the free-surface is much smaller than unity; this produces a negligible error for $\theta >2°$, and is acceptable for $\theta >0.5°$. The action of gravity in inclined channels is modulated by both the behaviour index n and the shape factor $\beta$. For constant flux, the current reaches at long times a steady state condition with a uniform thickness profile. In steep channels and for sufficiently long currents, the free-surface slope becomes entirely negligible with respect to channel inclination, and the constant thickness profile depends only on n.Theoretical results are validated by comparison with experiments (i) in horizontal and inclined channels with triangular or semicircular cross-section, (ii) with different shear-thinning fluids, and (iii) for constant volume and constant flux conditions. The experimental results show good agreement with theoretical predictions in the long-time regime.Our analysis demonstrates that self-similar solutions are able to capture the essential long-term behaviour of gravity currents in porous media, accounting for diverse effects such as non-Newtonian rheology, presence of boundaries, and channel inclination. This provides a relatively simple framework for sensitivity analysis, and a convenient benchmark for numerical studies.  相似文献   

Determining anti-plane responses induced by oblique-truncated semicircular canyon using systematic hybrid method with mapping function     

《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2015

This paper proposes a novel strategy for the investigation of displacement amplitude ($\left|u_y\right|$) near and along an oblique-truncated semicircular canyon subjected to shear horizontal (SH) waves. Transfinite interpolation (TFI) was used to obtain the coordinates of nodes and determine the sequence of node numbering in the inner finite region including the canyon. The hybrid method, comprising finite element method and a Lamb series, was applied in conjunction with TFI to study the effects of canyon geometry, incident angle of SH waves ($\theta$), and dimensionless frequency ($\eta$) on $\left|u_y\right|$. We detailed the amplification of $\left|u_y\right|$ in the illuminated zone and variations in $\left|u_y\right|$ due to canyon-decay-effect along the canyon surface as well as the decay of $\left|u_y\right|$ resulting from the shield effect in the shadow zone. Interestingly, oblique-effects play an important role in the magnification of $\left|u_y\right|$ along the inclined bottom of canyons, and variations in $\theta$ and $\eta$ dominate the patterns of $\left|u_y\right|$.  相似文献   

On the effect of mantle conductivity on the super-rotating jets near the liquid core surface     

K.A. Mizerski  K. Bajer 《Physics of the Earth and Planetary Interiors》2007,160(3-4):245-268

  相似文献   

离石北部北川河阶地特征及其新构造指示          下载免费PDF全文

扈桂让  曾金艳  赵晋泉  闫小兵  高利敏 《地震工程学报》2018,40(1):86-91

详细研究了离石北部一带阶地的地层地貌特征,并尝试对吕梁山山体的隆升进行分析探讨。结果表明,晚更新世以来该区有过三次间歇性隆升,并且三级阶地形成以来即晚更新世早期山体隆升相对快速强烈,二级阶地形成以来即晚更新世晚期至全新世时期山体隆升处于相对缓慢的过程。  相似文献   

TMD多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法     

朱以文  吴春秋 《地震工程与工程振动》2003,23(6):174-178

对于频率分布密集或受频带较宽的地震激励的结构，其响应不再以某一单一振型为主，须考虑采用多点控制。本文对受TMD多点控制的结构进行了研究。文中建立了带有多个子结构系统的以模态坐标和子结构自由度为未知量的统一运动方程。针对所得方程为非对称质量、非对称刚度、非经典阻尼的情况，本文给出了使用直接法求解的格式。地震随机响应分析采用了虚拟激励法，可以考虑各振型之间的耦合项，计算量小且精度高。本文的方法适用于带有多个子结构的系统的一般性问题，具有广泛的应用价值。  相似文献   

地震和波浪作用下表面波条件对海水动水压力的影响     

郭康康  赵密  杜修力  许成顺  王亚东 《震灾防御技术》2017,12(1):166-176

地震动斜入射条件下海洋场地简化为理想流体海水-两相介质海床-弹性固体基岩系统模型,通常假定为静水液面条件。本文以地震动SV波为例,推导了表面波条件下海洋场地动力反应解析解,研究了表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,表面波频率在大于0.5Hz时对海水动水压力几乎无影响,在小于0.5Hz范围内有影响,且越接近水面、频率越低时影响越显著。实际地震动卓越频率通常大于0.5Hz,因而地震动作用下采用忽略表面波条件的静水液面假定是合理的。进一步结合线性波浪理论,研究SV波和波浪联合作用下表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,由于波浪属于低频荷载且频率通常小于0.5Hz,在地震和波浪联合作用下表面波条件的影响较地震单独作用更为显著。  相似文献   

多层框架结构弹性和弹塑性动力响应比较分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

张鹏  周德源 《地震工程与工程振动》2007,27(5):40-47

结构在静荷载作用下,考虑材料塑性变形所得到的结构某点的位移响应大于不考虑塑性变形(即认为结构为完全弹性)所得到的位移响应。通过基于LSDYNA程序的计算分析发现,相同的结论并不适用于结构在动力荷载作用下的响应。进入弹塑性阶段后,可以认为结构的动力响应受两个因素影响:(1)刚度降低引起结构振动特性的改变;(2)塑性变形引起的位移增长。这两个因素的影响程度决定了结构在动力荷载作用下由弹性阶段过渡到塑性阶段后的各种响应的改变。  相似文献   

井-含水层系统对前驱波响应能力的分析   总被引：9，自引：0，他引：9       下载免费PDF全文

张淑亮  李媛媛  李冬梅  范雪芳  赵晓云 《地震学报》2006,28(3):259-268

对山西、河北、北京和江苏地区14口观测井的前驱波记录次数进行了统计分析,并给出了前驱波记录次数占统计年份地震总次数的百分比;利用Cooper等人推导的井-含水层系统放大因子表达式,分析了井-含水层系统的特征参数与前驱波响应能力之间的关系. 研究结果表明,井-含水层系统对前驱波的响应能力大小与含水层的固有周期存在一定关系,即固有周期越大,记录前驱波的能力越强; 井-含水层系统对前驱波的响应能力大小还与导水系数和井孔半径平方的比值大小有关,该比值越大,响应能力越强.   相似文献   

波列振幅衰减测桩法的研究与应用(Ⅱ)——桩身成型质量的检测   总被引：5，自引：1，他引：5       下载免费PDF全文

段永康  胡毅力  许峻  许昭永  杨润海  赵晋明 《地球物理学进展》2005,20(1):239-245

通过对波动、振动和尾波的特征分析，提出以足够大的力冲击桩顶，在桩顶附近记录综合波列图，利用其振幅衰减、周期变化和反射波震相等判断桩身成型质量：波列周期均匀且较小，同时波列振幅衰减较快，而又未见明显反射波震相者桩身成型良好；而有缺陷如断裂、缩径等时波列振幅衰减变慢，反射波震相明显，且有大周期出现.它对桩的浅部（特别是桩顶下5米以内的）缺陷检测特别有效.另外利用动态PS曲线也可判断桩身成型质量：曲线较平滑者，桩身成型良好；曲线出现弯折者桩身存在缺陷，缺陷程度可参照承载力受影响大小确定.  相似文献   

海南岛北西部新构造特征及其演化研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

张军龙  田勤俭  李峰  高站武  苏刚 《地震》2008,28(3):85-94

利用DGPS系统测量海南岛西部阶地, 绘制地质地貌综合剖面, 将西部阶地分为海成阶地和河流阶地两种。 其中海成地貌包括一条砂堤和四级阶地: 砂堤宽2～10 m, 高程约10 m, 形成于5 ka以来; 海成一级阶地发育较好, 阶地面高程21～22 m, 形成于晚更新世至全新世之间; 海成二级阶地顶面高程约32 m左右, 形成于晚更新世晚期; 海成三级阶地较为发育, 阶地面高程40～42 m, 形成于121.8 ka; 海成四级阶地零星分布, 阶地面高程约57 m, 形成于中更新世晚期。 河流阶地也可分出四级: 一级阶地高程约20 m, 局部发育, 形成于11.4 ka; 二级阶地高程约34 m, 形成于47.2 ka; 三级阶地高约50 m, 其基座顶面标高约41 m, 形成于晚更新世早期; 四级阶地高程约71 m, 基座面标高约60 m, 形成于中更新世晚期。 这些阶地中均以二级最为发育。 晚更新世以来全区处于整体加速抬升的状态。 依据阶地面的综合剖面特征, 认为王五-文教断裂晚更新世以来的活动性较弱。  相似文献