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基于同轴差距测量法的南海深水海底沉积物声衰减特性研究 总被引：4，自引：3，他引：1
通过分析沉积物声波测量过程能量损失的实质，阐述平行轴差距衰减测量法和垂直轴差距衰减测量法的研究基础——差动式衰减测量方法原理，并推导了其衰减系数公式。根据南海沉积物的柱状样品分装的特点，结合以上两种方法，提出了同轴差距衰减测量法，这种方法具有原理上的合理性并且其可操作性强；运用此方法测量了沉积物在常温和温度控制变化条件下的声波信号，计算了衰减系数，研究了温度对沉积物声波传播能量的影响，得出南海深水海底沉积物具有以下声衰减特性：沉积物含砂量高，声衰减系数大；随着温度的升高，沉积物的声衰减系数变化具有不均匀性，整体呈非线性减小趋势。以上研究将为声学遥测和反演海底沉积物的物理力学特性提供数据和方法支持。 相似文献
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海底沉积物声衰减同轴差距衰减测量法与其他测量方法的对比研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以精度较高的现场测量Hamilton的原位测量所得数据为标准，对比研究了钱正明的直立同轴衰减测量法、刘强的垂直轴差距衰减测量法和我们课题组的同轴差距衰减测量法等3种研究海底沉积物声衰减的实验室测量方法。通过3种实验测量方法所得数据跟Hamilton原位测量所得数据进行对比，分析了以上实验室方法的优缺点，并分析了声衰减与样品长度和测量频率的关系。同轴差距衰减测量法与直立同轴衰减测量法相比，前者在消除测量仪器和耦合衰减误差方面，以及在实验样品长度方面更合理。同轴差距衰减测量法与垂直轴差距测量法相比，同轴差距衰减测量法在原理上保证了声波传播能量接收的同轴性和同指向性，其实验数据比利用相同实验仪器的垂直轴差距测量法的数据更准确。 相似文献
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报道了南海浅海海底沉积物的声衰减性质。给出了测量和计算海底沉积物声衰减的方法。分析讨论了不同频率下的声衰减以及与若干个海底沉积物物理参数的关系,结果表明,同一类型沉积物在高频段时的声衰减要比低频段的声衰减大;同一频段下粗颗粒沉积物的声衰减要比细颗粒的声衰减大;北部湾海底浅层沉积物声衰减在低频100kHz下为80~150dB/m,在高频1MHz下为150~360dB/m;海南岛南部外海海底浅层沉积物声衰减在低频下为66~160dB/m,在高频1MHz下为190~350dB/m;高频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据比较接近,而低频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据有较大的差别。 相似文献
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海底沉积物声衰减研究现状及展望 总被引：4，自引：0，他引：4
根据近年来海底沉积物声学物理研究发展的态势,介绍了与研究声衰减有关的海底沉积物样品采集装置和海洋沉积物声速结构模式,综合解析多种对海底沉积物声衰减等声学特性研究方法,并做出较为详细地比较和讨论,提出对海底沉积物声衰减研究在满足科研要求的同时也应符合国家标准和要求。同时,指出了研究海洋沉积物声衰减的必要性和重要性,强调了对海底沉积物声衰减研究的科学意义和应用意义。 相似文献
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为研究深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系,于2016年11月在实验室对水深3164～5 592 m的菲律宾海深海海底沉积物柱状样品的声学特性进行测量,获取了沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数等声学特性参数。结合沉积物的孔隙度和密度等物理性质参数,分析了海底沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数与孔隙度、密度的相关关系,建立了该海域海底沉积物声学特性回归方程。研究结果表明:研究区深海数据与浅海回归方程符合度较差,与深海回归方程符合度较好;Hamilton校正方法有助于修正实验室测量引起的温度和压力误差,声速比与Hamilton方程符合度比声速好;声阻抗和声阻抗指数与物理性质参数的相关性优于声速和声速比。此外,研究认为由于海底沉积物的沉积环境较为复杂,其声学特性回归方程存在差异。由于上述差异的存在,在使用基于不同海域数据建立的回归方程进行海底沉积物声学特性预测时,应加以区别对待。该研究丰富了深海海底沉积物声学数据,对促进深海海底沉积物声学深入研究具有一定的借鉴意义。 相似文献
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某海区陆架低声速底质的声学物理参数 总被引：5，自引：0，他引：5
1980年起,我们和中国科学院声学研究所一室海底组协作,在南海西北部一个有代表性的大陆架海区进行声学调查,配合海底声速和吸收系数的测量,获得一系列底质柱状样品。为了计算本区海底的各项声学物理参数,我们对沉积物柱状样品进行了实验室分柝测试。本文目的是试图给出底100厘米厚度以内的沉积物各项有关参数,作为利用沉积声学方法建立一个海区海底声学初模的示例。 相似文献
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Jian-Jun Long 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(2):176-189
Seabed sediment microstructure has an influence on its acousto-physical properties, and the properties in a length of the sediment column reflect an aspect of the macroscopic behavior of the microstructure. An original measurement method of the sound attenuation within small distance cross sections in a sediment column, and the corresponding approach in data processing to attain an attenuation factor are detailed in the paper. This method was used to measure the compressional wave in series of points with a small distance in the sediment column, and it is shown that exponential attenuation is a type of compressional wave attenuation model for a sediment column in its full length. It indicates that there are various models of compressional wave attenuation in seabed sediments in the South China Sea after comparison of data from other literature. The method of measuring sound attenuation satisfies the sampling space interval in the acoustical forward and inverse problems in seabed sediments, and the original method provides a new approach for finding out sound attenuation mechanism in seabed sediments on small length scale. 相似文献
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Lei Sun Xiangmei Meng Guanbao Li Guangming Kan Baohua Liu 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(5):595-603
AbstractThe high-frequency acoustic properties of seafloor sediments are very significant in seafloor study and underwater acoustic study field. In order to measure the sound speed and the attenuation for the small-scale sediment cores more accurately, this study developed a water coupled acoustic laboratory measurement system based on Richardson-Briggs technique. This method used the correlation comparison of waveforms received in sediment core and in identical reference tubes filled with water to measure sound speed and attenuation. The sound speed and attenuation of a clayey silt sediment sample were measured using the water coupled acoustic laboratory measurement system. This frequency dependence of the sound speed and attenuation showed that the clayey silt sediment has a weak positive sound speed dispersion, while the attenuation increases with a strong positive gradient within the measurement frequency range. This study also noted that the measured sound speed ratio match well with the empirical equations from literature. The measured attenuation factor data can fall in the Hamilton’s empirical prediction range. 相似文献
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原位测量技术在黄海沉积声学调查中的应用 总被引：8，自引：3，他引：8
介绍了最新研制的基于液压驱动贯入的自容式海底沉积声学原位测量系统及其在南黄海中部海底沉积声学调查中的应用。该系统可以实现对海底沉积物声速和声衰减系数进行原位测量,通过液压驱动装置将四根声学探杆匀速贯入到海底沉积物中,减少了对沉积物的扰动,可按照预设的工作参数在海底全自动工作,无需甲板上人员实时控制,采集的声波信号自容式存储于存储单元。系统工作水深为500 m,测量深度为1 m,测量频率为30 kHz,采样频率为10 MHz。使用该系统在南黄海中部获得了40个站位不同类型沉积物的声学特性原位测量数据,并使用CTD剖面仪对该系统声速测量进行了标定,相对误差均小于0.5%,表明该系统测量数据准确、可靠。 相似文献
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介绍了一种液压驱动贯入式海底沉积声学原位测量系统的电路控制单元的研究实现过程,以及该控制单元在南海北部海底沉积声学调查中的应用。该电路控制单元以Cortex-A8处理器为核心,集成大容量FLASH存储器,与单片机接口控制板进行串口通讯,实现对声学发射采集单元和机械液压贯入单元的可视化控制和监测。基于该电路控制单元,海底底质声学原位测量系统兼具自容式和在线式两种工作模式,可自容记录或实时采集声学原位测量单元在海底的工作状态数据、海底沉积物声速和声衰减系数等声学特性数据。该声学原位测量系统的实验室联调及南海海试结果表明,使用该电路控制单元对海底底质声学测量过程的监测与控制是有效的,对精确获取海底底质的原位声学特性有重要作用,可以促进海底底质声学原位测量系统的产品化。 相似文献
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基于海底表层沉积物声速特征的南海地声模型 总被引：1，自引：1，他引：0
在由垂直声速梯度建立的地声模型基础上,通过引入沉积物与海水声速比和沉积物压缩波与切变波声速比两个表征沉积物声学特征参数得到更全面和有实际指导意义的地声模型。在沉积物声波传播FCMCM模型基础上,基于热作用和重力作用下沉积物两相介质的应力应变分析,建立TFCMCM和DFCFCM模型,运用模型校正表层沉积物声速特征来计算和解释地声模型。根据海底表层沉积物存在低声速和高声速两种类型,结合沉积物沿纵深孔隙度不变和变化两种类型,得到南海海底沉积物的两类四种典型地声模型:低声速孔隙度不变型、低声速孔隙度减小型、高声速不变型和高声速孔隙度减小型。运用这四种典型地声模型的组合解释了卢博提出的南海三种典型声速结构。认知声速结构将为南海声学探测海底、划分海底区域提供模型支持。 相似文献
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本文通过对南海海底沉积物样品的声学物理参数和沉积粒度特征统计分析，发现了高、低含砂量沉积物的声学物理特征存在明显差异，建立了海底沉积物的含砂量与压缩波速度、孔隙度、含水量和密度等经验公式，分析了含砂量变化与沉积物的体积压缩模量和密度变化的关系，从声速理论基础上阐明了含砂量变化引起沉积物压缩波速度变化的内在原因是含砂量变化引起了体积压缩模量和密度发生了变化，说明了含砂量增大引起沉积物压缩波速度增大的内在原因是含砂量增大引起了体积压缩模量变化量大于密度变化量，从而在数据统计和理论分析结合基础上，论证了含砂量是影响海底沉积物压缩波速度的重要因素之一。这一研究对声学方法反演海底沉积物粒度参数和沉积物类型、地声参数转换模型的建立，以及对水声反演海底和海底资源勘探等方面都具有重要理论意义和应用价值。 相似文献