摘要：环状流是常见的一种气液两相流流型,基于双平行电导探针阵列传感器设计了环状流液膜动态测量系统,以水和空气为介质,进行了气相表观流速15-35 m/s、液相表观流速0.1-0.4 m/s范围内的水平管环状流周向液膜测量实验,分析了水平管环状流的液膜厚度、相界面波动参数的空间分布与发展变化规律。结果表明,水平管环状流底部液膜厚度随气相表观流速的增加而减小,随液相表观流速的增加而增大,但在高液相表观流速时有饱和趋势,对应条件下周向其他位置的液膜厚度持续增大,尤其在45°位置显著增大,下半周液膜分布趋于平缓;由底部到顶部,液膜波速和波频在周向上均呈逐渐减小趋势,与液膜厚度的分布规律一致,大幅度的扰动波主要分布在底部;底部液膜波速和波频随气相表观流速增加而增大,液相表观流速增加时,波速随之增大,但波频无明显变化,对应波长增大。

摘要：非均匀介质在自然界中十分常见,针对细观非均匀介质的波动力学行为和非均匀性描述的研究具有重要意义并充满挑战。建立了反映细观非均匀材料压剪耦合特性的一般压剪耦合本构关系,提出了描述材料非均匀性的耦合系数,并建立了广义波动方程。广义波动方程数值分析表明,耦合系数的正负、取值和组合与应力/应变张量共同影响耦合波动传播过程。作为算例,给出了一阶近似的压剪耦合参数确定的本构关系以及3个压剪耦合特征波速的表达式,并利用有限差分法得到了耦合压缩波和剪切波的传播过程。研究了4个非均匀性耦合系数对应力状态、耦合波速和波传播过程的影响。耦合压缩波速反映了剪切对压缩的耦合效应和体积压实效应2种机制的竞争,耦合剪切波速反映了压缩对剪切的耦合效应和介质持续畸变带来的剪切弱化效应2种机制的竞争。这些机制可通过压剪耦合参数的不同组合来实现。应用真三轴实验系统测量了花岗岩、由砂浆制成的模型材料、具有粗骨料的水泥砂浆制成的材料3种非均匀介质在不同压剪应力下的纵波波速。结果表明,体积压实效应普遍存在,而非均匀程度越高,材料伸缩的同时完成切向的畸变导致压缩波的速度显著降低,剪切对纵波波速的影响越占据主导。理论计算结果与实验结果整体趋势基本一致。本研究可为非均匀材料的波速和动态力学性能研究提供物理机制方面的解释。

摘要：设计了可调频式压力扰动源的气液两相流压力波实验装置,实验研究了垂直上升管内气液两相流泡状流、弹状流压力波的色散规律。实验结果表明,对泡状流,在实验范围内,压力波的传播速度及其衰减跟扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加;工质的流速对压力波的色散特性没有影响。结合数值模拟结果,验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象,即高于临界频率,压力波色散特性消失,本文分析了相应的物理机制。对弹状流,压力波同样具有典型的色散特性,已有研究结果还不能预测其色散规律。

摘要：研究了垂直上升管内气液两相泡状流压力波的传播速度和衰减规律。为了提高压力波测量精度,实验中设计了不影响两相流动结构的调频式压力扰动装置。实验结果表明,随着含气率的增加,泡状流中压力波波速开始陡降,当含气率大于0.05以后波速缓慢下降;衰减系数随含气率的增加连续增加;工质的流速对压力波的传播没有影响;压力波的传播速度及其衰减与扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加。本文实验验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象,即高于临界频率,压力波的色散特性消失。在本试验条件和参数范围内,临界扰动角频率为300Hz。

摘要：对于饱和场地中地下结构的抗震分析问题,地层渗透系数决定了孔隙水与土骨架耦合作用的强弱,是研究饱和地层–结构动力相互作用的关键参数之一。然而,目前研究通常基于渗透系数为零或无穷大的假定,忽略了实际地层的渗透特性且对其影响机制尚不清晰。针对不同类型均匀饱和地层对应的渗透系数分布范围,基于Biot两相介质理论,首先建立了饱和地层不同渗透系数情况下的u-w格式模型,推导渗透系数分别为有限值、零和无穷大3种情况下P_(1),P_(2),S波的波速解析表达式,分析了地层渗透系数变化对自由场波速的影响规律;进而,建立了不同类型饱和地层与深埋隧道动力作用分析模型,并与典型算例精确解对比验证了本模型的有效性;在此基础上,分别研究了砂岩、卵石土、砂土、粉土4种类型饱和地层渗透系数变化及两种极端值情况下隧道结构及周围地层孔隙水压力的响应机制。结果表明:对于不同类型饱和地层,3种体波在地层中的传播速度均随渗透系数k增加呈上升趋势,当k10^(2) m/s时,波速为最大值且与k→∞极端情况一致;对于饱和砂岩,随着渗透系数增加,隧道及地层孔压响应幅值逐渐增大且趋向于k→∞假设情况,而对于卵石土和砂土,随着渗透系数减小,隧道结构及地层孔压响应幅值逐渐增大且趋向于k→0假设情况。研究还发现,对于渗透系数在10^(-4)~10^(2) m/s范围内的饱和地层,隧道结构与地层响应结果相比渗透系数为两种极端值情况下的结果均相差较大,即此时计算模型不宜采用渗透系数为零或无穷大的假定。因此,实际工程抗震设计应重视饱和地层渗透系数对隧道结构及周围地层的影响。

摘要：岩石在周期荷载作用下的力学性能是影响岩体工程长期稳定性的重要因素之一,需研究循环荷载作用下岩石的特性及演化规律。首先采用声波纵、横波波速测量方法,对岩样进行筛选。设计灰岩在施加不同围压和恒定循环上限应力作用下,三轴变围压循环加卸载下岩石变形特征测试方案。三轴变围压循环试验在GCTS-1000型岩石力学测试系统上进行,通过对试验结果的分析表明:(1)灰岩在变、恒围压加、卸载循环中,形成一封闭的塑性滞回环。在轴向变形上滞回环面积逐次缩小;而变围压循环在径向变形上滞回环面积逐次增大,而恒围压循环在径向变形上滞回环面积几乎相等。(2)在三轴变围压循环压缩试验中,围压增加和循环上限应力不变,残余变形量随着循环次数的增加而呈现出一个递减的趋势,轴向应变和径向应变的发展趋势是相反的。(3)在整个循环加卸载过程中,各个加卸载阶段变形模量值不同,卸载阶段变形模量高于加载阶段变形模量。(4)变围压循环加、卸载阶段变形模量的值大于恒围压循环加、卸载阶段下变形模量的值。通过试验,揭示灰岩在三轴变围压循环下,加载和卸载2种力学状态时变形特性的差异。同时分析变围压循环和恒围压循环状态下岩石弹性参数的差异性。

摘要：近年来调水工程大规模建设,地震灾害频发,使长距离输水明钢管的抗震性能这一问题愈发受到重视,与此同时,地震动行波效应对平面投影尺度较大的空间结构的影响已逐渐被认识和接受。本文采用非线性时程动力分析的方法研究考虑行波效应的大跨度明钢管的地震响应。结果表明:行波效应会增大明钢管主要构件如波纹管伸缩节、支座和钢管在地震作用下的变形或应力响应量,其影响程度与波速有关,波速越小,影响越明显,当波速大于1000m/s后,地震反应与不考虑行波效应时的结果相近;此外结构自身的特性也会影响地震响应。因此当校核明钢管的抗震安全性时,应准确建立整体分析模型,并在低波速区段(小于1000m/s)考虑行波效应。研究结论可以为类似结构的抗震设计和分析提供补充分析和参考。

摘要：本文仅就声波探查砼裂缝深度的可行性从数学角度进行了分析与论证,并给出了工程实例。

摘要：岩体风化带的划分是水利工程勘察重要的研究内容,提高岩基垂向上的精细识别对建基面的开挖、坝基防渗设计、坝基的稳定性和变形控制等方面具有重要意义(王旺盛等,2009;韩刚等,2011)。传统岩体风化程度的划分主要依据钻探过程中的人为感觉、现场岩样的直观判断以及室内的岩石物理力学试验等,在总结大量工程实践的前提下,可以说采用定性或半定量的判别手段在岩体划分中也取得了较好的成果(尚彦军等,2008)。

摘要：运用地震波运动学理论,分析了地震波在"岩-煤-岩"特殊结构中的传播路径特征,结合现场实测数据统计结果,得出通过地震波走时CT技术,可利用回采工作面煤岩交界面的折射波对顶(底)板纵波波速进行成像,进而间接反映煤层性质。深入分析了地震波波速和地震波波速梯度与冲击地压危险性的相关性,以此为基础,初步建立了以地震波波速异常系数和地震波波速梯度系数为主要因子的冲击地压危险性评价模型。该模型基于地震CT技术对煤岩体纵波波速的成像数据,评价结论以二维图像形式表现。将该模型应用于新疆宽沟煤矿冲击地压工作面,评价结论与现场实际情况吻合性较好。