天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果分析          下载免费PDF全文

栾明龙  刘增  刘爱友  魏定勇  孙雪松 《CT理论与应用研究》2020,29(6):651-662

天然源面波勘探技术具有无需震源、勘探深度大、抗干扰能力强等特点。目前天然源面波法的应用研究主要以空旷的远郊区为主，在城市勘察中的应用效果研究较少。本文分别以北京冬奥会综合管廊工程岩体接触带勘察、南水北调配套工程断层破碎带勘察、北京深部排蓄廊道工程覆盖层厚度勘察为例，分析天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果，说明天然源面波技术在中深部勘探中的应用潜力，在城市地球物理勘探中，尤其是地下空间勘探中更有着不可替代的重要作用。   相似文献   

礁坪上波浪传播的数值模拟     

何栋彬  房克照  孙家文  刘忠波 《海洋通报》2018,(2):129-138

本文基于具备间断捕捉能力的二阶全非线性Boussinesq数值模型,对规则波和随机波在礁坪地形上的传播变形进行了数值模拟。该模型采用高阶有限体积法和有限差分方法求解守恒格式的控制方程,将波浪破碎视为间断,同时采用静态重构技术处理了海岸动边界问题。重点针对礁坪上波浪传播过程中的波高空间分布和沿程衰减,礁坪上的平均水位变化,以及波浪能量频谱的移动和空间差异等典型水动力现象开展数值计算。将数值结果与实验结果对比,两者吻合情况良好,验证了模型具有良好的稳定性,具备模拟破碎波浪和海-岸动边界的能力,能较为准确地模拟波浪在礁坪地形上的传播过程中发生的各种水动力现象。  相似文献   

海岸波浪多次破碎波能耗散模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

闫圣  邹志利 《海洋学报》2020,42(9):30-37

在坡度很缓(接近或小于1∶100)的海岸，波浪在向海岸传播的过程中，可能经历多次破碎，而在两次波浪破碎之间将伴随着波浪恢复(波浪恢复到不破碎状态)。在现有海岸波高计算模型中，波浪破碎是通过波能耗散来模拟的，但所采用的波能耗散模型都不能自动考虑波浪出现多次破碎的过程，特别精确模拟这一过程中出现的波浪恢复。本文提出了解决这一问题的新的波能耗散模型，模型的建立是通过在Dally模型中重新建立稳定波能、饱和波高水深比和波能耗散系数，并引入了波浪恢复的判断条件实现的。该模型的波能耗散在波浪恢复区的值很小故能描述波浪恢复区的波浪运动。与实验结果的对比表明，新模型可以适合缓坡情况波浪多次破碎的波高模拟，而且对不同坡度的平坡和沙坝海岸(1∶100～1∶10)的破碎波模拟都可以给出与实验结果符合的结果，并且可以自动识别多次波浪破碎的存在和波浪恢复的发生。  相似文献   

斜坡平台波浪破碎数值模拟     

王红川  刘华帅  杨氾 《海洋工程》2020,38(4):54-60

波浪在斜坡地形上破碎,破波后稳定波高多采用物理模型试验方法进行研究,利用近岸波浪传播变形的抛物型缓坡方程和波能流平衡方程,导出了适用于斜坡上波浪破碎的数值模拟方法。首先根据波能流平衡方程和缓坡方程基本型式分析波浪在破波带内的波能变化和衰减率,推导了波浪传播模型中波能衰减因子和破波能量流衰减因子之间的关系;其次,利用陡坡地形上的高阶抛物型缓坡方程建立了波浪传播和波浪破碎数学模型;最后,根据物理模型试验实测数据对数值模拟的效果进行验证。数值计算与试验资料比较表明,该模型可以较好地模拟斜坡地形的波浪传播波高变化。  相似文献   

Boussinesq相位解析的海岸水动力学数学模型研究进展     

张尧  谢欣  陶爱峰  王岗  陈新平  郑金海 《海洋通报》2018,(5):481-493

由于在平衡计算效率和精度上具有优势,Boussinesq相位解析数学模型研究不断取得突破,已成为波浪和水流精细化模拟的较优解析方式,为海岸工程、环境、地质等问题提供了实用和高效的研究手段。本文对已有Boussinesq类模型的研究进行了评述,深入探讨其重要发展、实际应用和理论瓶颈,从高阶非静压修正、GPU准三维高性能算法编译、波浪破碎和泥沙运移沉积等4个方面提出未来可能的科学突破方向。  相似文献   

PDC破岩条件下的岩石研磨性评价     

王昶皓  李士斌  张立刚 《地质与勘探》2019,55(3):850-861

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性，建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型，从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先，通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件，建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况，获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后，根据PDC复合片磨损的几何原理，建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正，分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律，揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为：弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标，对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。  相似文献   

水中丝爆等离子体破岩机理研究          下载免费PDF全文

马瑞  周世生  胡燕川  孙西濛  薛启龙  曲骏 《探矿工程》2019,46(11):1-7

在隧道开挖、矿山开采等基础工程建设中，岩石爆破技术发挥着重要作用。等离子体碎岩技术具有无污染，破碎过程中无飞石、无有害气体的产生，使用方便，作业效率高，是替代炸药碎岩的最有效可行的方法。本文研究了水中丝爆产生等离子体破碎岩石的机理，分析了高电压脉冲放电过程中的铜丝融化过程，建立了铜丝在各阶段变化的电阻模型，利用MATLAB对不同阶段放电电路的电流进行了数值仿真分析，并与实验得到的电流波形进行对比。研究发现，电流波形，上升沿时间越短，脉冲放电效果越好。铜丝变化产生等离子体的过程中，等离子体通道具有一定的电阻性。实验数据结果与模型数值计算结果基本相符。  相似文献   

基于对数几率回归模型的粗颗粒土颗粒破碎过程演化研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

丁建源  陈晓斌  张家生  刘怡吟  肖源杰 《岩土力学》2019,(4):1465-1473

掌握粗颗粒土颗粒破碎过程演化具有重要的现实意义,但已有研究未能对颗粒级配的演化中间过程进行预测。为弥补粗颗粒土颗粒破碎演化中间过程预测研究的不足,引入存活概率与破碎概率比值,采用对数几率回归方法,建立了基于对数几率回归的颗粒级配曲线演化模型,分析了模型参数的敏感性。基于所建立的演化模型,推导了相对颗粒破碎指标的数学计算公式,并讨论了土体颗粒破碎的有界性。最后,基于已有试验数据进行了模型的应用分析。应用结果显示:模型预测值与实测值吻合,论证了基于对数几率回归预测模型与相对破碎率预测值公式的合理性。该研究成果将有助于对粗颗粒土材料颗粒破碎演化中间过程的理解。  相似文献   

应力路径和干湿状态对堆石料颗粒破碎的影响研究     

孔宪京  宁凡伟  刘京茂  邹德高  周晨光 《岩土力学》2019,40(6):2059-2065

堆石料颗粒破碎是引起高土石坝变形的重要因素。在大坝填筑、蓄水期，堆石料的应力路径和干湿状态均是变化的。通过大型三轴试验，系统地研究了应力路径和干湿状态对堆石料颗粒破碎规律的影响。试验结果表明：（1）相同初始条件下，按不同应力路径达到同一轴向应变停机时测定的颗粒破碎率是不同的，等围压?3试验产生的颗粒破碎最大，等平均主应力p试验的次之，等最大主应力?1试验的最小，但不同应力路径下的颗粒级配演化规律是一致的。（2）相同初始条件下，湿样的颗粒破碎率明显高于干样，且二者的差距随着围压的增大而增大，不同干湿条件下的颗粒级配演化规律同样是一致的。（3）建立的考虑母岩强度的颗粒破碎率与塑性功的关系可以较好地统一描述不同应力路径及干湿状态下的颗粒破碎。该研究成果可为建立复杂应力路径及干湿变化条件下考虑颗粒破碎的堆石料弹塑性本构模型提供依据。  相似文献   

考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型     

张凌凯  王睿  张建民  唐新军 《岩土力学》2019,40(7):2547-2554

为合理反映颗粒破碎对堆石料力学特性的影响，基于试验结果分析，得出了堆石料在压缩和剪切作用下的颗粒破碎特性规律。通过引入压缩破碎和剪切破碎的相关参数，借鉴已有本构模型的合理定义，吸收临界状态理论和边界面理论的优点，发展了考虑颗粒破碎和状态相关的堆石料静动力统一弹塑性本构模型，并阐述了模型参数的确定方法。该模型不仅能够反映堆石料在静力荷载作用下的低压剪胀、高压剪缩、应变软化和硬化等特性，还能够反映在循环荷载作用下应力-应变的滞回特性和残余变形的累积效应。最后为验证模型的合理性，分别对堆石料的静力三轴和循环三轴试验进行了数值模拟预测，结果表明：模型预测与试验数据吻合良好，所提出的本构模型能够合理地描述颗粒破碎对堆石料静动力变形特性的影响。  相似文献