Three-dimensional finite element simulation of fracture propagation in rock specimens with pre-existing fissure(s) under compression and their strength analysis     

Ramin Pakzad  Shanyong Wang  Scott W. Sloan 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(10):1472-1494

A FORTRAN program, consistent with the commercially available finite element (FE) code ABAQUS, is developed based on a three-dimensional (3D) linear elastic brittle damage constitutive model with two damage criteria. To consider the heterogeneity of rock, the developed FORTRAN program is used to set the stiffness and strength properties of each element of the FE model following a Weibull distribution function. The reliability of the program is assessed against available experimental results for granite cylindrical specimens with a throughgoing, flat and inclined fissure. The calibration procedure of the material parameters is explained in detail, and it is shown that the compressive to tensile strength ratio can have a substantial influence on the failure response of the specimens. Numerical simulations are conducted for models with different levels of heterogeneity. The results show a smaller load bearing capacity for models with less homogeneity, representing gradual coalescence of fully damaged elements forming throughout the models during loading. The maximum load bearing capacity is studied for various combinations of inclination angles of two centrally aligned, throughgoing and flat fissures of equal length embedded in cylindrical models under uniaxial and multiaxial loading conditions. The key role of the compressive to tensile strength ratio is highlighted by repeating certain simulations with a lower compressive to tensile strength ratio. It is proven that the peak loads of the rock models with sufficiently small compressive to tensile strength ratios containing two throughgoing fissures of equal length are similar, provided that the minimum inclination angles of the models are the same. The results are presented and discussed with respect to the existing experimental findings in the literature, suggesting that the numerical model applied in this study can provide useful insight into the failure behaviour of rock-like materials.  相似文献   

捷联式航空重力扰动矢量解算及误差补偿     

郭栋  孙中苗  吴富梅  张琪 《大地测量与地球动力学》2018,38(12):1295-1301

介绍捷联式航空重力矢量测量的基本原理，利用波数相关滤波（WCF）、比力线性校正的方法对重力扰动的水平和垂向分量进行误差补偿，评定内符合精度。对国产捷联式航空重力矢量仪的某次试验数据进行处理，以验证和评估航空重力矢量仪的性能。结果表明，在半波长分辨率为7.5 km时，6条重复测线的重力扰动水平分量经波数相关滤波处理后，东、北向分量的平均内符合精度分别从9.77 mGal、9.18 mGal提高到5.95 mGal、3.83 mGal；对比力的垂向分量线性校正后，将解算的重力扰动垂向分量再用WCF方法处理，其平均内符合精度从1.27 mGal提高到0.59 mGal。  相似文献   

近断层速度脉冲与震源机制的关系浅析   总被引：1，自引：1，他引：0  

罗全波  陈学良  高孟潭  李宗超  李铁飞  张振 《震灾防御技术》2018,13(3):646-661

本文初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点，主要包括方向性效应与滑冲效应，并通过中国台湾集集地震的脉冲记录，分析了断层破裂方向和位移大小等震源参数对脉冲强度的影响。此外，基于有限移动源理论，说明了断层辐射与速度脉冲分布的关系，并探讨了利用运动学震源模型研究近断层地震动对速度脉冲影响的技术路线；评述了7种典型的等效速度脉冲模型，建议进一步研究等效速度脉冲函数与震源机制之间的关系。最后，简述了不同类型的断层引起速度脉冲的差异，并推测了产生脉冲型地震动的下限条件，同时展望该研究在地震预警方面的可能性。  相似文献   

基于多元线性回归方法的砌体结构加固费用估算模型研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

郑山锁  丁明松  郑捷  侯丕吉 《地震工程学报》2018,40(1):6-13

为建立适用于砌体结构的加固费用快速估算模型,对中国陕西、山西、四川等地砌体结构建筑物的历史加固费用及相关建筑参数进行统计,建立涵盖35栋砌体结构建筑物加固费用估算模型的回归与验证数据库,同时对影响加固费用的各建筑参数作显著性分析,并基于后向消去的多元线性回归方法,利用SPSS统计分析软件对已采集的加固数据进行回归,得到4个费用估算模型;按照相应评价准则分别对各模型进行评价,提出一套最优的砌体结构加固费用快速估算模型,并对该回归模型进行验证分析。回归得到的费用估算模型满足精度要求,具有一定的工程应用价值。  相似文献   

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近          下载免费PDF全文

谢志南  郑永路  章旭斌 《地球物理学报》2018,61(10):4007-4020

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼，可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言，常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到，增加标准线性体个数能有效提高模拟精度，但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法，详细分析了时域本构逼近误差的影响因素，清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度，与频带上下限取值无关这一特性，阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素，结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则，对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步，本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构，解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题，并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.  相似文献   

A model‐based data‐driven dictionary learning for seismic data representation          下载免费PDF全文

Can Evren Yarman  Rajiv Kumar  James Rickett 《Geophysical Prospecting》2018,66(1):98-123

Planar waves events recorded in a seismic array can be represented as lines in the Fourier domain. However, in the real world, seismic events usually have curvature or amplitude variability, which means that their Fourier transforms are no longer strictly linear but rather occupy conic regions of the Fourier domain that are narrow at low frequencies but broaden at high frequencies where the effect of curvature becomes more pronounced. One can consider these regions as localised “signal cones”. In this work, we consider a space–time variable signal cone to model the seismic data. The variability of the signal cone is obtained through scaling, slanting, and translation of the kernel for cone‐limited (C‐limited) functions (functions whose Fourier transform lives within a cone) or C‐Gaussian function (a multivariate function whose Fourier transform decays exponentially with respect to slowness and frequency), which constitutes our dictionary. We find a discrete number of scaling, slanting, and translation parameters from a continuum by optimally matching the data. This is a non‐linear optimisation problem, which we address by a fixed‐point method that utilises a variable projection method with ?₁ constraints on the linear parameters and bound constraints on the non‐linear parameters. We observe that slow decay and oscillatory behaviour of the kernel for C‐limited functions constitute bottlenecks for the optimisation problem, which we partially overcome by the C‐Gaussian function. We demonstrate our method through an interpolation example. We present the interpolation result using the estimated parameters obtained from the proposed method and compare it with those obtained using sparsity‐promoting curvelet decomposition, matching pursuit Fourier interpolation, and sparsity‐promoting plane‐wave decomposition methods.  相似文献   

加权混合估计中权值的确定方法     

宋迎春  宋采薇  左廷英 《测绘学报》2020,49(1):34-41

综合了大地测量中各种异方差多源观测模型和联合平差方法,说明了混合估计方法可以用于测量数据融合,平衡附加信息和样本信息对参数估计的影响。通过求取权值使参数估计的协方差阵的迹最小的方法,给出了一个权的最优选择方法。本文扩展了已有的加权混合估计方法,使得新方法中的权不受验前单位权方差的限制,能有效应用于大地测量数据处理。  相似文献   

大别山及其周边现今垂直形变研究     

宋尚武  王庆良  郝明  周琳  刘立炜  胡亚轩 《大地测量与地球动力学》2018,38(1):32-35

基于1980年、2005年和2015年3期区域精密水准网观测资料，利用线性动态平差模型计算获取大别山地区水准网长期垂直运动速度场图像。研究发现，淮河平原地表下沉较为严重，大别山呈现弱隆升趋势运动，长江谷地边缘地区较大别山区呈现明显的隆升运动。跨郯庐断裂带水准剖面结果显示，垂直运动与地形呈负相关和弱相关。  相似文献   

产卵迁徙对金沙江黑水河下游鱼类群聚结构变动的影响     

杨志  唐会元  龚云  朱迪  赵娜 《湖泊科学》2018,30(3):753-762

鱼类作为河流生物的重要组成部分,其在干支流之间的迁徙或移动不仅是常见的,而且通常与鱼类的繁殖活动相联系.金沙江下游支流作为金沙江下游河流网络的重要组成部分,分布有较为丰富的集合生境以及较高的鱼类物种多样性.研究鱼类在金沙江下游干支流的产卵迁徙对支流鱼类群聚结构变动的影响以及支流生境维持对区域鱼类种群维系的意义,对金沙江下游干支流鱼类的保护具有重要的意义.本文拟选择黑水河下游江段作为典型研究区域,通过2014年在该区域的逐月渔获物调查,采用聚类分析、基于距离的线性模型以及基于距离的冗余分析等多种多元分析方法,确定黑水河下游群聚结构的逐月变动是否严重依赖于鱼类在干支流之间的产卵迁徙以及黑水河下游自然生境的维持对区域鱼类种群的维系是否具有重要的意义.结果表明:黑水河下游鱼类群聚结构在金沙江雨季和旱季显著分离的同时,表征这种分离的8种指示种的性成熟个体丰度也在雨季和旱季间发生不同程度的变动.7种指示种鱼类性成熟个体丰度的变动能够解释黑水河下游鱼类群聚结构变动77.20%的变异,其中齐口裂腹鱼、大鳞副泥鳅和犁头鳅性成熟个体丰度的变动是影响黑水河下游鱼类群聚结构变动的3个最显著的因素,7种指示种鱼类在干支流的产卵迁徙对黑水河下游鱼类群聚结构的变动造成了明显的影响.研究表明:在金沙江干支流严重水电开发背景下,维持黑水河现有的自然生境面积对区域鱼类种群的维持具有重要意义.为实行上述目标,建议在白鹤滩水电站蓄水运行后,拆除黑水河的部分小型水坝,并采取其他河流再自然化措施以维持黑水河现有的自然生境面积.  相似文献   

城市创意产业空间动态集聚演化的计算与可视优化方法     

周琦  高长春 《地球信息科学学报》2020,22(5):1033-1048

基于人文地理视角下的城市创意产业图像可视化分析对城市深层次空间综合和区域创新发展具有重大意义。但Swarm群智能动态时空建模难以满足创意产业空间集聚的可视化发展。本文研究目标是,从城市区域创意产业空间聚类影响因素指标出发,创新性地提出区域空间动态集聚轨迹算法（Density-Based Interest Spatial Clustering of Path,DBICP）,并与计算机浏览器共建聚类可视化图像,为城市管理提供决策依据。首先,根据影响因素指标体系,利用2014—2018年空间卡口流量数据和产业指标数据进行预处理,构建空间标准聚类算法DBSCAN。然后,对其进行聚类密度分级优化形成全新DBICP算法并得出初步轨迹图像。最后,通过源码转译实现了浏览器界面下空间动态集聚轨迹图像的输出。结果表明：以上海市为例,普陀区、浦东新区、徐汇地区的创意产业空间分布形成了3种不同的聚类模式,并相应提出了分摊、均布、虹吸的管控策略。此方法克服了传统图像的聚类分级和轨迹测量的缺失,可以有效地从指标数据中发现图像轨迹聚类信息,体现了地理信息科学和人文社会学科的交叉融合。也为大数据动态图像的集聚方法提供了全新视角和借鉴价值。  相似文献