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瞬变电磁场的直接时域数值分析 被引量:112
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作者 闫述 陈明生 傅君眉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期275-284,共10页
为了深入了解瞬变电磁场的勘探原理 ,直接在时间域对负阶跃脉冲激发的二维瞬态场进行了数值分析 .采用的方法是从反映电磁场基本规律的麦克斯韦方程组出发 ,导出时域电场的齐次扩散方程 ,对所研究的空间区域作差分离散 ,源作为初始条件... 为了深入了解瞬变电磁场的勘探原理 ,直接在时间域对负阶跃脉冲激发的二维瞬态场进行了数值分析 .采用的方法是从反映电磁场基本规律的麦克斯韦方程组出发 ,导出时域电场的齐次扩散方程 ,对所研究的空间区域作差分离散 ,源作为初始条件加入 ,利用准静态近似处理空中边界 ,然后进行时间的逐步递推 ,由此展现瞬变电磁场在地下扩散随时间发展的全过程 .通过模拟计算不同时刻瞬态电场在地下的分布形态及地面上感生电动势相应的变化 ,揭示了低阻异常体对感应涡流的聚集作用 ,低阻覆盖层对瞬变场扩散的减速作用 ,及瞬变场的延时效应 .因此 ,瞬变电磁法对低阻体是敏感的 ,有上覆低阻层时探测同样的深度需要较长的时间 ,而延时效应瞬变场的晚期时段可反映埋藏较浅的异常体 . 展开更多
关键词 瞬变电磁场 有限差分 扩散 “烟圈”概念 延时 电磁法勘探
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弹性介质中瑞雷面波有限差分法正演模拟 被引量:71
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作者 周竹生 刘喜亮 熊孝雨 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期567-573,共7页
为研究瑞雷面波的形成机理及传播规律,促进瑞雷面波资料处理方法的发展,本文根据弹性波方程,采用交错网格有限差分数值求解算法,对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟.提出了变系数吸收边界条件并将之应用... 为研究瑞雷面波的形成机理及传播规律,促进瑞雷面波资料处理方法的发展,本文根据弹性波方程,采用交错网格有限差分数值求解算法,对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟.提出了变系数吸收边界条件并将之应用于正演模拟,使边界条件的处理简单而高效,同时给出了角点的处理方法.对工程勘察中常见的连续和层状介质模型进行了模拟,获得了更加接近实际情况的地震记录.结合模拟记录,探讨了瑞雷面波的形成条件,同时讨论了震源埋深对面波能量的影响. 展开更多
关键词 瑞雷面波 全波场模拟 有限差分 交错网格 边界条件
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大别造山带上部地壳结构的有限差分层析成像 被引量:76
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作者 王椿镛 张先康 +2 位作者 丁志峰 阮红 邓宏钊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期495-502,共8页
将有限差分层析反演方法用于大别造山带人工地震测深剖面上部地壳初至波的走时层析成像,得到这一剖面上部地壳横向不均匀结构图像表明,在南大别地区的超高压变质带发现榴辉岩相岩石,其下方3km深度以内的基底仍具有大陆地壳构造中正... 将有限差分层析反演方法用于大别造山带人工地震测深剖面上部地壳初至波的走时层析成像,得到这一剖面上部地壳横向不均匀结构图像表明,在南大别地区的超高压变质带发现榴辉岩相岩石,其下方3km深度以内的基底仍具有大陆地壳构造中正常的结晶基底速度(6.00km/s左右);北大别地区在整个上地壳保持正常的速度,而在超高压带下方3km深度以下为6.20—630km/s的相对高速异常区,这一现象可能与超高压变质岩的含量增大有关.同时还表明,南大别和北大别之间至少在上地壳已有明显差异,它们之间的水吼一五河断裂可能是大别造山带内部的主要构造分界线. 展开更多
关键词 造山带 地壳结构 层析成像 有限差分 地震测深
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华北地区上部地壳结构的三维有限差分层析成像 被引量:74
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作者 段永红 张先康 方盛明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期362-369,共8页
采用正方形网格对华北地区速度模型进行参数化、网格维数为 649× 890× 1 6,网格间距为 1km .通过对华北地区 30条深地震测深剖面的Pg波三维有限差分速度层析成像反演 ,获得了该地区上部地壳的三维速度结构 .反演结果显示 ,低... 采用正方形网格对华北地区速度模型进行参数化、网格维数为 649× 890× 1 6,网格间距为 1km .通过对华北地区 30条深地震测深剖面的Pg波三维有限差分速度层析成像反演 ,获得了该地区上部地壳的三维速度结构 .反演结果显示 ,低速的“棱形”华北盆地被高速的隆起所包围 ;而华北盆地又由两个大的断陷带中间夹一个隆起所组成。两个大的断陷带又被分割为多个小的断陷盆地 .研究区内的断层多为铲式正断层 ,结晶基底深度变化较大 . 展开更多
关键词 地壳结构 华北地区 有限差分 三维速度结构 结晶基底 地震成析成像
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地球物理学中的电磁场正演与反演 被引量:72
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作者 汤井田 任政勇 化希瑞 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2007年第4期1181-1194,共14页
本文在近年来众多的地球物理研究者的研究基础上,总结了当前地电磁模型正反演已有成果,定量分析了各种主要正反演的性能测试,指出不同正反演法的优点、缺点以及应用范围局限,提出了各种方法的发展趋势以及当前计算地球物理领域的核心内... 本文在近年来众多的地球物理研究者的研究基础上,总结了当前地电磁模型正反演已有成果,定量分析了各种主要正反演的性能测试,指出不同正反演法的优点、缺点以及应用范围局限,提出了各种方法的发展趋势以及当前计算地球物理领域的核心内容,指出了计算地球物理领域的数值模拟发展方向. 展开更多
关键词 有限差分 有限 积分方程 线性迭代 蒙特卡罗 电磁模型 正演 反演
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利用高阶交错网格有限差分法模拟地震波在非均匀孔隙介质中的传播 被引量:65
6
作者 王秀明 张海澜 王东 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期842-849,共8页
烃类储集层是一种复合多相介质 ,在固体颗粒的空隙中含有气体或液体 .研究弹性波在该类地层中的传播规律对于油气勘探开发 ,特别对于全波列声波测井有重要意义 .为了提高孔隙弹性介质数值模拟的计算效率 ,本文采用改进显式交错网格有限... 烃类储集层是一种复合多相介质 ,在固体颗粒的空隙中含有气体或液体 .研究弹性波在该类地层中的传播规律对于油气勘探开发 ,特别对于全波列声波测井有重要意义 .为了提高孔隙弹性介质数值模拟的计算效率 ,本文采用改进显式交错网格有限差分算法取代常用的空间域四阶和时间域二阶的速度 -应力有限差分算法 ,算法的空间域为八阶、时间域为二阶 .虽然计算的时间步长略小于空间域四阶的情形 ,但高阶有限差分算法可以选择较粗糙的网格 ,因此补偿了计算的低效 ;同时高阶交错网格有限差分算法的空间频散性比低阶算法小 .利用该算法计算了一个两层模型的波场 ,同时还模拟了等效弹性和孔隙弹性模型中波的传播 .结果表明慢波及其影响明显 ,尽管慢波衰减很快 ,但被某一界面反射后 ,转换形成的P波和S波仍以正常的方式传播 ,且比慢波衰减小 . 展开更多
关键词 非均匀介质 地震波传播 孔隙弹性 有限差分 交错网格 数值模拟
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频率-空间域有限差分法叠前深度偏移 被引量:62
7
作者 程玖兵 王华忠 马在田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期389-395,共7页
为了处理横向强变速介质中的深度成像问题 ,本文提出一种基于共炮道集的优化系数的傍轴近似方程叠前深度偏移算子 ,并在基于反射系数估算的成像条件下 ,可实现叠前深度偏移成像 .该算子具有方程阶数低且能对陡倾角成像的特征 ,并采用有... 为了处理横向强变速介质中的深度成像问题 ,本文提出一种基于共炮道集的优化系数的傍轴近似方程叠前深度偏移算子 ,并在基于反射系数估算的成像条件下 ,可实现叠前深度偏移成像 .该算子具有方程阶数低且能对陡倾角成像的特征 ,并采用有限差分法波场延拓 ,能适应速度场的任意变化 .当在频率 -空间域进行计算时 ,相对于纯粹的时间 -空间域有限差分算法有计算效率高、成像方便的优点 .脉冲响应测试和对Marmousi模型进行的叠前深度偏移结果表明 。 展开更多
关键词 共炮道集 叠前深度偏移 傍轴近似方程 有限差分 频率-空间域 地质构造成像 地震波
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地震波有限差分模拟综述 被引量:64
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作者 冯英杰 杨长春 吴萍 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2007年第2期487-491,共5页
本文从有限差分法数值模拟技术的各个方面对地震波有限差分模拟的发展和现状进行了论述.波场的数值模拟技术是认识地震波传播规律,检验各种处理方法正确性的重要工具,地震波的数值模拟是地震波传播规律研究的必要手段,贯穿于地震资料的... 本文从有限差分法数值模拟技术的各个方面对地震波有限差分模拟的发展和现状进行了论述.波场的数值模拟技术是认识地震波传播规律,检验各种处理方法正确性的重要工具,地震波的数值模拟是地震波传播规律研究的必要手段,贯穿于地震资料的采集、处理、解释的整个过程中.有限差分法数值模拟技术相对于射线方法具有更高的精度,同时比有限元方法计算量小,因此在实际应用中占很重要的地位. 展开更多
关键词 有限差分 差分格式 震源 边界条件 数值频散
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有限元直接迭代算法在MT二维正演计算中的应用 被引量:52
9
作者 陈小斌 张翔 胡文宝 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期487-496,共10页
本文将有限元直接迭代算法 ( DIFE)用于 MT二维正演计算 ,充分利用了有限元直接迭代算法同时具有有限元和有限差分基本特征的优点。文中首先简要阐明了 DIFE的基本原理 ,并以此为基础编制了 MT二维正演计算的通用程序。在编程中 ,采用... 本文将有限元直接迭代算法 ( DIFE)用于 MT二维正演计算 ,充分利用了有限元直接迭代算法同时具有有限元和有限差分基本特征的优点。文中首先简要阐明了 DIFE的基本原理 ,并以此为基础编制了 MT二维正演计算的通用程序。在编程中 ,采用交叉对称三角形网格离散模型、交替方向线松弛算法求解有限元方程组、二次插值函数求解辅助场 ;在 TE极化模式下 ,在空气中考虑了介电常数以及地形的影响。实例说明本文所采用的方法在适应性 (包括模型的适应性和网格的适应性 )、计算精度。 展开更多
关键词 有限 有限差分 直接迭代算法 MT 二维正演
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部分饱和孔隙岩石中声波传播数值研究 被引量:55
10
作者 王东 张海澜 王秀明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期524-532,共9页
利用基于Biot理论的孔隙弹性介质的高阶交错网格有限差分算法,模拟了具有随机分布特征的多种流体饱和岩石中声波在中心频率分别为25,50,75,100kHz时的声场特点.对于一个由两种成分(气和水)饱和的岩石模型,假设含不同流体的孔隙介质随机... 利用基于Biot理论的孔隙弹性介质的高阶交错网格有限差分算法,模拟了具有随机分布特征的多种流体饱和岩石中声波在中心频率分别为25,50,75,100kHz时的声场特点.对于一个由两种成分(气和水)饱和的岩石模型,假设含不同流体的孔隙介质随机分布在不同的宏观区域,该区域尺度远小于计算的声波波长;组成模型的两种随机分布介质具有相同的固体骨架参数、渗透率和孔隙度,但分别被具有不同压缩性、密度和黏滞系数特性的水和气饱和.计算和统计分析结果表明,在两种孔隙成分随机分布的部分饱和条件下纵波速度比较复杂,除骨架参数外,其变化主要依赖于中心频率、各种孔隙成分饱和度及饱和介质的速度.比较该随机分布模型、Gassmann理论模型和White的“气包”模型,发现三种模型得到的纵波速度和衰减规律有较好的定性对应关系.其次,按照这种随机计算模型的处理方法,本文还首次计算了一个三种流体成分充填饱和的例子,即岩石模型中的孔隙被水、油和气部分饱和,计算时保持模型含水饱和度不变而只改变含油和含气饱和度.在这种计算条件下,纵波速度随中心频率呈增大的趋势但有起伏变化.声场快照显示了各种转换波在多种孔隙成分充填(两种和三种孔隙成分)岩石中的声场特征,复杂的水-油-气界面的非均匀分布对声场有重要影响,纵波能量主要转换形成了较为复杂的多种慢纵波和横波. 展开更多
关键词 孔隙岩石 BIOT理论 多种流体 随机分布 有限差分
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完全匹配层吸收边界在孔隙介质弹性波模拟中的应用 被引量:49
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作者 赵海波 王秀明 +1 位作者 王东 陈浩 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期581-591,共11页
模拟弹性波在孔隙介质中传播,需要稳定有效的吸收边界来消除或尽可能的减小由人工边界引起的虚假反射.本文在前人工作基础上,首次建立了弹性孔隙介质情况下完全匹配层吸收边界的高阶速度-应力交错网格有限差分算法,并详细讨论了完全匹... 模拟弹性波在孔隙介质中传播,需要稳定有效的吸收边界来消除或尽可能的减小由人工边界引起的虚假反射.本文在前人工作基础上,首次建立了弹性孔隙介质情况下完全匹配层吸收边界的高阶速度-应力交错网格有限差分算法,并详细讨论了完全匹配层的构建及其有限差分算法实现.首先,本文通过均匀孔隙模型的数值解与解析解的对比,验证所提出的数值方法的正确性;然后,本文考察了完全匹配层对不同入射角度入射波和自由表面上的瑞利波的吸收性能,将完全匹配层与廖氏和阻尼吸收边界进行了对比,研究了这三种吸收边界在不同吸收厚度情况下对弹性波吸收能力.数值结果表明,在孔隙介质中,完全匹配层作为吸收边界能十分有效地吸收衰减外行波,无论对体波还是面波,是一种高效边界吸收算法. 展开更多
关键词 数值模拟 吸收边界 孔隙介质 完美匹配层 有限差分
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煤层Love型槽波数值模拟及其频散特征分析 被引量:47
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作者 姬广忠 程建远 朱培民 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第6期106-109,共4页
槽波地震是探查采煤工作面内部小断层或其他地质异常中的有效手段,但以往对槽波中蕴含的频散信息利用不足。采用二维高阶交错网格法模拟了煤层槽波的波场发育特征,激发震源采用横波震源,模型边界吸收采用完全匹配层法。从模拟结果可以看... 槽波地震是探查采煤工作面内部小断层或其他地质异常中的有效手段,但以往对槽波中蕴含的频散信息利用不足。采用二维高阶交错网格法模拟了煤层槽波的波场发育特征,激发震源采用横波震源,模型边界吸收采用完全匹配层法。从模拟结果可以看出:与传统槽波理论认识不同,槽波的能量不仅分布在基阶模式,高阶部分的能量也很强,这对于今后的煤矿井下槽波勘探具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 Love型槽波 高阶交错网格 有限差分 频散
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3D瞬变电磁场的有限差分正演计算 被引量:38
13
作者 宋维琪 仝兆歧 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期751-756,共6页
文中研究的 3D地电介质时间域电磁场的有限差分计算方法 ,激发源为水平电偶极子 ,并且向地下供以交变电流。经分析研究和不同模型的试算表明 ,其结果稳定、可靠 ,精度较高 ,计算速度快。该计算结果为
关键词 3D瞬变电磁场 有限差分 定解条件 油气勘探
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飞秒、皮秒激光烧蚀金属表面的有限差分热分析 被引量:37
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作者 倪晓昌 王清月 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期277-280,共4页
为描述飞秒激光烧蚀金属表面过程 ,对双温方程进行了约化。用有限差分法对飞秒、皮秒脉冲激光在金属表面烧蚀过程的温度场进行了一维数值模拟。分析了在飞秒领域对双温方程约化的合理性。计算模型对电子与光子耦合系数的大小对金属表层... 为描述飞秒激光烧蚀金属表面过程 ,对双温方程进行了约化。用有限差分法对飞秒、皮秒脉冲激光在金属表面烧蚀过程的温度场进行了一维数值模拟。分析了在飞秒领域对双温方程约化的合理性。计算模型对电子与光子耦合系数的大小对金属表层电子温度的影响进行了分析 ,同时考虑不同脉宽、不同能流及功率密度大小的因素。发现电子与晶格耦合系数影响材料表面电子的温升及电子与晶格温度耦合时间 ;与皮秒激光比较 ,脉冲功率密度是影响电子最终温度的主要因素 ;飞秒激光烧蚀金属材料的厚度可达到表层厚度 (吸收系数的倒数 ) 展开更多
关键词 皮秒激光 有限差分 热分析 飞秒激光加工 双温模型 激光烧蚀 金属表面处理
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粘弹性场地地形对地震动影响分析的显式有限元-有限差分方法 被引量:28
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作者 李小军 廖振鹏 关慧敏 《地震学报》 CSCD 北大核心 1995年第3期362-369,共8页
推导出了分析二维粘及弹性场地地形对地震动影响的显式有限元-有限差分方法.这一方法中,首先利用人工边界及有限元离散方法,给出问题分析的有限元离散网格计算力学模型,并利用一种类似于差分方法的有限元方法,建立局部网格节点的... 推导出了分析二维粘及弹性场地地形对地震动影响的显式有限元-有限差分方法.这一方法中,首先利用人工边界及有限元离散方法,给出问题分析的有限元离散网格计算力学模型,并利用一种类似于差分方法的有限元方法,建立局部网格节点的动力方程,而后利用笔者提出的有阻尼体系动力方程求解的显式差分格式,及推广的多次透射边界公式,给出网格节点运动量计算的时域显式逐步积分公式.利用计算机程序实现这一方法的计算具有所需计算机内存量小及计算时间量小的优势,而且,这一方法适用于任意地形情况,具有较高的计算精度及较好的计算稳定性. 展开更多
关键词 粘弹性介质 有限差分 有限 地震动
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垂直有限线源三维地电场有限差分正演研究 被引量:37
16
作者 徐凯军 李桐林 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期137-141,147,共6页
利用套管供电,通过地表观测电位研究油田注水分布和剩余油分布在油田开发中的应用。针对垂直有限线源,首先推导了线电流源的边界条件,利用有限差分实现了三维地电场的正演。正演结果表明:在全井套管供电时,地表观测电位主要受浅层电阻... 利用套管供电,通过地表观测电位研究油田注水分布和剩余油分布在油田开发中的应用。针对垂直有限线源,首先推导了线电流源的边界条件,利用有限差分实现了三维地电场的正演。正演结果表明:在全井套管供电时,地表观测电位主要受浅层电阻率不均匀性的影响;在射孔段供电时,地表观测电位主要反映射孔段的电阻率分布。 展开更多
关键词 有限差分 垂直有限线电流源 套管供电 射孔段
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迷宫密封中流场的有限差分模拟 被引量:31
17
作者 鲁周勋 谢友柏 丘大谋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期87-92,144,共6页
本文用k-ε紊流模型和可压缩流体压力修正方程以及SIMPLEC算法对时均形式的二维N-S方程进行了求解,得到了单腔室迷宫密封中的流场特性,其结果可以用来改进迷宫密封转子动力特性的分析模型.
关键词 迷宫密封 有限差分 流场 湍流
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地铁诱发地面运动的衰减规律的研究分析 被引量:24
18
作者 陶连金 李晓霖 +1 位作者 陆熙 张丁盛 《世界地震工程》 CSCD 2003年第1期83-87,共5页
以地铁车站间的隧道为研究对象,在研究和分析有关资料的基础上,用快速拉格朗日有限差分法软件FLAC建立了二维数值分析模型,并以列车振动加速度时程作为模型输入,进行了隧道衬砌-地层的整体动力学分析,分析了列车运行产生的振动在地面的... 以地铁车站间的隧道为研究对象,在研究和分析有关资料的基础上,用快速拉格朗日有限差分法软件FLAC建立了二维数值分析模型,并以列车振动加速度时程作为模型输入,进行了隧道衬砌-地层的整体动力学分析,分析了列车运行产生的振动在地面的衰减规律,得到了一些结论,可为地面建筑的防振减振控制提供参考。 展开更多
关键词 衰减规律 FLAC 地铁 振动 有限差分 动力学分析
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黏弹TTI介质中旋转交错网格高阶有限差分数值模拟 被引量:41
19
作者 严红勇 刘洋 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1354-1365,共12页
以Carcione黏弹各向异性理论为基础,给出了适用于黏弹性具有任意倾斜对称轴横向各向同性介质(黏弹TTI介质)的二维三分量一阶速度-应力方程,采用旋转交错网格任意偶数阶精度有限差分格式求解该方程,并推导出了二维黏弹TTI介质完全匹配层(... 以Carcione黏弹各向异性理论为基础,给出了适用于黏弹性具有任意倾斜对称轴横向各向同性介质(黏弹TTI介质)的二维三分量一阶速度-应力方程,采用旋转交错网格任意偶数阶精度有限差分格式求解该方程,并推导出了二维黏弹TTI介质完全匹配层(PML)吸收边界条件公式和相应的旋转交错网格任意偶数阶精度有限差分格式,实现了该类介质的地震波场数值模拟.数值模拟结果表明:该方法模拟精度高,边界吸收效果好,可以得到高精度的波场快照和合成记录;并且波场快照和合成记录能较好地反映地下介质的各向异性特征和黏弹性特征. 展开更多
关键词 黏弹性 各向异性 旋转交错网格 有限差分 完全匹配层
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高速公路改扩建新旧路基差异沉降影响因素分析 被引量:41
20
作者 李刚 郭艳玲 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期22-28,共7页
新旧路基结合处的差异沉降控制是高速公路改扩建的技术难点之一。若差异沉降值过大,会导致路基遭到破坏,影响路面结构,降低道路的使用品质,甚至危及行车安全。针对上述问题,依托长株高速公路改扩建工程,应用有限差分法建立了数值计算模... 新旧路基结合处的差异沉降控制是高速公路改扩建的技术难点之一。若差异沉降值过大,会导致路基遭到破坏,影响路面结构,降低道路的使用品质,甚至危及行车安全。针对上述问题,依托长株高速公路改扩建工程,应用有限差分法建立了数值计算模型,研究了不同拓宽宽度、不同填方高度、不同弹性模量和不同压缩模量4种影响因素下新旧路基不均匀沉降的变化规律,发现距旧路中心6 m范围内拓宽路基沉降较小,6~18 m范围内沉降增幅逐渐增大,新旧路基结合处尤为显著,曲线末尾出现轻微"波谷"状,最大沉降发生在拓宽路基边缘附近。结果表明:拓宽路基的不均匀沉降随拓宽宽度和填方高度的增大而增加,拓宽宽度对沉降的影响较填方高度更显著,随拓宽宽度的增加,最大差异沉降增幅最大值可达89.21%,实际工程中应尽可能选取重度较小的填土或设计合适的拓宽宽度;对比不同的路基弹性模量和地基压缩模量可得,不同路基弹性模量对路基顶面最大差异沉降的影响较小,随路基弹性模量发生改变,最大差异沉降增幅最大值仅为3.58%;对比不同的地基压缩模量可知,最大差异沉降增幅最大值为42.14%,因此,在合理经济范围内,提高地基土压缩模量可显著降低新旧路基不均匀沉降,提高使用寿命。 展开更多
关键词 道路工程 高速公路改扩建 有限差分 路基拓宽 差异沉降
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