摘要：以电磁感应为原理的接收线圈是测量瞬变电磁信号的核心器件, 研究其响应特性对于瞬变电磁装备研发与校准具有重要意义.本文基于空心线圈的传感器方程与瞬变电磁的理论信号, 分析了阻尼比与谐振频率这两个关键参数对瞬变电磁感应线圈响应过程的影响规律, 并给出了选取建议.在讨论阻尼比选取的过程中提出了两种定量计算方法, 首先计算了纯二次场接收时间中不同阻尼比的累计积分误差, 发现在阻尼比取0.6411时整体积分误差最小;但考虑到瞬变电磁方法观测信号应尽早摆脱震荡达到稳定输出的特点, 又引入了线圈响应值与理论值的比值η曲线以及稳定截止时间参数tc, 比较不同阻尼比下进入稳定输出的时间点, 发现能够最早达到稳定输出的阻尼比为0.9118, 并将其作为本文的阻尼比选取建议.针对线圈谐振频率, 通过对比不同谐振频率下的线圈输出曲线发现随着线圈谐振频率增加, 输出曲线的响应速度与完成震荡过程的速度均会提升, 可以提前到达稳定截止时间, 能够提前观测瞬变电磁有效信号.还发现随着谐振频率的增加, 曲线的响应速度不断加快, 且线圈中接收到的能量随之增加, 但通过提高线圈谐振频率来提升响应速度或者增加接收能量都存在明显的边际递减效应, 因此建议线圈谐振频率设置在增速拐点之上以保证线圈的综合性能.本文研究对瞬变电磁接收线圈传感器设计具有参考价值.

摘要：瞬变电磁反演存在高度的非线性特征,常用的最小二乘等线性反演方法往往对初始模型高度依赖,并且极易陷入局部最优解.本文基于观测数据与模拟数据的L1范数建立目标函数,采用模拟退火非线性全局最优化方法实现瞬变电磁一维反演.初始模型完全随机产生,通过指数函数退温机制模拟系统能量最小实现迭代,通过接收概率函数评价当前模型,实现局部最优解的跳出,最终实现全局最优化求解.通过数值算例发现,无论给定的反演层数等于还是大于设计模型,都可以获得较好的反演效果,因而可以在反演初始就设计较多的层数,实现反演模型的自动拟合;同时,利用含噪声数据反演进一步验证算法的稳定性.最后,对实测数据进行了反演测试,结果与钻孔编录基本一致,表明提出的基于L1范数的模拟退火反演可用于实测数据处理.

摘要：通过在地面布设回线源进行瞬变电磁信号激发,在空中使用无人机吊载接收线圈获取瞬变电磁衰减信号,实现半航空瞬变电磁探测。半航空瞬变电磁相对于传统的地面瞬变电磁存在飞行高度、接收偏移距等诸多因素的影响。针对上述问题,基于三维时域有限差分方法,研究了地面回线源发射、无人机空中接收的半航空瞬变电磁三维正演响应规律。采用均匀半空间模型和层状模型研究了半航空瞬变电磁场曲线形态特征,研究均匀半空间和层状模型在不同接收高度、偏移距下衰减电压曲线,发现均匀半空间模型衰减电压受接收高度的影响主要集中在早期,晚期趋于重合;随着电阻率值和偏移距的增大,衰减电压曲线幅值降低,且对于偏移距的响应主要集中在早期。对于层状模型,发现半航空瞬变电磁可以有效识别地层电阻率变化。通过研究三维地电模型的半航空瞬变电磁响应,分别设计低阻异常A模型、低阻异常B模型、混合低阻异常模型、高阻-低阻异常模型4种,改变半航空瞬变电磁的接受高度、异常体的尺寸、异常体的埋深、不同的偏移距,发现半航空瞬变电磁电压响应曲线受接收高度的影响主要集中在早期,到晚期衰减电压曲线趋于重合;但在异常体相对浅埋的情况下,对于异常体埋置深度的响应不太明显;对于偏移距的响应与接收高度的影响相似,均集中在衰减电压曲线的早期。

摘要："可倒摆实验"作为重力绝对测量的精确方法 ,一直以来广受关注。因为此试验巧妙的实验设计思路,所以是大学物理实验中很好的一个教学内容。但是又因为正、倒挂周期共轭点寻找的困难,又使它成为了实验教学的难点,已有文献对之进行了有益的研究,并给出相应实验改进方案。在以往的大学物理实验中,对"可倒摆实验"的原理介绍大都集中引用复摆相关知识进行推导给出。本文将应用能量观点推导实验原理。本文推导过程中分析整个运动过程,有助于实验者从能量角度对整个实验过程的理解。并在此基础之上改进试验方法,提高实验准确率。推导过程中用到的相关知识点相对以往的较为简单,有助于不同知识储备的实验者对实验原理的理解,有助于实验的推广。

摘要：在钢筋混凝土结构常规设计中可忽略的低速冲击作用下,外贴加固钢筋混凝土构件的碳纤维增强复合材料(CFRP)片材就可能发生严重损伤,导致加固作用的降低乃至丧失。目前,对这一安全隐患仍缺乏量化认识。针对易受撞击且失效后果严重的CFRP环向围束受压加固柱,建立了可考虑接触非线性和材料非线性的加固柱-撞锤系统的显式有限元分析模型,对包括冲击初始动能、CFRP厚度和撞击物形状在内的多种因素对加固柱冲击损伤的影响效果进行了系统性的量化研究。

摘要：外贴纤维增强复合材料(CFRP)环向围束钢筋混凝土柱受低速撞击时,因各向异性材性而易发生冲击损伤。基于显式有限元分析获得的不同低速冲击工况下CFRP环向围束加固柱的损伤结果,通过显式-隐式连续求解,建立了具有低速冲击损伤特征的CFRP环向围束加固柱的非线性隐式有限元分析模型,对包括冲击初始动能、CFRP厚度和撞击物形状在内的多种因素对加固柱的剩余受压承载力的影响效果进行了系统性的量化分析。