横观各向同性场地的速度特征及场地分类

从弹性波理论出发,研究了各向异性介质中地震波的速度特征、波型和测试方法等影响因素,探讨了目前规范中场地分类存在的若干问题以及场地卓越周期的计算问题.考虑卓越周期对地震动特性以及结构抗震设计的影响,提出了利用场地卓越周期及考虑各向异性主轴进行场地分类和各向异性场地卓越周期确定的新方法.     

沙棘植物柔性坝沟道土壤水分空间变异研究

为了研究植物柔性坝对沟道土壤水分在立面区域分布格局的影响,在内蒙古准格尔旗典型砒砂岩地区东一支沟小流域开展沙棘植物柔性坝野外水保试验。根据2005年8月监测的土壤水分数据,运用地统计学方法分析沙棘植物柔性坝沟道不同空间立面二维区域不同方向的土壤水分空间变异特征。结果表明:在各向同性条件下,左边坡立面和右边坡立面土壤水分由空间自相关引起的变异在90%以上,沟槽立面由空间结构性引起的变异较弱;在各向异性条件下,左边坡立面土壤水分分布属几何异向性特征,沟槽和右边坡立面土壤水分分布属几何异向性和带状异向性的复合特征,3种立面在各个方向上的变异差异较大。其原因是沙棘植物柔性坝的存在改变了结构性因素与随机性因素的影响,也与土壤的空间异质性等因素有关。      

基于地统计学的微地形坡地探索性空间数据分析

为探究微地形在降雨各个阶段的变化规律,进而为坡耕地农业生产和水土保持提供分析依据和帮助。笔者研究基于黄土高原坡耕地室内人工模拟降雨实验,通过三维激光扫描器获取降雨过程不同阶段地面高程数据,以地统计学和地理信息系统为平台,采用探索性空间数据分析方法对降雨过程中坡度为15°的微地形进行趋势性、各向异性和空间自相关分析。结果表明:降雨前后相同方向上微地形起伏趋势变化不显著,不能在Arc GIS中体现;降雨不同阶段各个方向存在各向异性和各向同性,其中雨前阶段0°和135°、45°和90°两组方向表现为各向同性,而两组之间的方向组合都表现为明显的各向异性,其中0°和135°的变异性要明显大于45°和90°;微地形的空间自相关性与采样间距密切相关。研究结果为认识坡面产流产沙规律提供了技术支持,以期为坡耕地农业生产提供帮助。     

农田土壤表层入渗指数的空间相关

以中科院禹城综合试验站102×52m空间的农田土壤表层入渗试验为基础，通过对实测数据的统计分析得到Horton入渗经验公式中的指数β遵从对数正态分布。应用地质统计方法对参数β的空间相关性进行了分析，结果表明该地块的β在空间一定范围内具有空间相关性，其相关尺度南北方向大于东西方向；该地块的入渗性能为各向异性。     

Propagation behavior of acoustic wave in wood

We used acoustic tests on a quarter-sawn poplar timbers to study the effects of wood anisotropy and cavity defects on acoustic wave velocity and travel path, and we investigated acoustic wave propagation behavior in wood. The timber specimens were first tested in unmodified condition and then tested after introduction of cavity defects of varying sizes to quantify the transmitting time of acoustic waves in laboratory conditions. Two-dimensional acoustic wave contour maps on the radial section of specimens were then simulated and analyzed based on the experimental data. We tested the relationship between wood grain and acoustic wave velocity as waves passed in various directions through wood. Wood anisotropy has significant effects on both velocity and travel path of acoustic waves, and the velocity of waves passing longitudinally through timbers exceeded the radial velocity. Moreover, cavity defects altered acoustic wave time contours on radial sections of timbers. Acous-tic wave transits from an excitation point to the region behind a cavity in defective wood more slowly than in intact wood.     

单晶锗各向异性力学性能实验

通过纳米压痕实验对单晶锗(100)、(110)、(111)晶面进行各向异性力学性能的分析研究。根据纳米压痕过程中获得的载荷-位移曲线并结合Oliver-Pharr理论对材料的弹性模量和硬度进行考察。实验结果表明:单晶锗在纳米压痕过程中发生明显的塑性变形,并且(110)晶面塑性最好,(100)晶面其次,(111)晶面塑性最差;硬度与弹性模量变化趋势相一致,在压入深度较小时,材料受表面效应的影响,硬度和弹性模量发生明显波动,而且由于单晶锗各个晶面上的原子密度以及晶面间距有较大的差异,单晶锗表现出稳定的各向异性,硬度和弹性模量大小依次为:(111)晶面、(110)晶面、(100)晶面。随着压入深度增加,硬度和弹性模量逐渐趋于稳定,大小依次为:(110)晶面、(100)晶面、(111)晶面。     

考虑场地各向异性的结构输入地震反应谱调整

为了预测地震动特性,同时考虑场地土动力特性各向异性及其对结构输入地震动的影响,基于地震各向异性理论,提出了场地动力特性各向异性的概念,研究了场地动力特性各向异性的微动测试分析方法.考虑地震动的各向异性特征,分析了地震动各向异性对结构地震动力响应的影响,以及结构分析中现有的地震时程选择和调整中存在的问题,提出了基于场地微动测试确定场地动力特性及其各向异性的输入地震动调整新思想.     

冬小麦红边参数各向异性特征分析

基于冬小麦冠层高光谱二向性反射波谱数据及其配套的非波谱参数，对可见光至近红外波段二向性反射特性和红边参数随观测角度的变化情况进行了分析。结果表明：冬小麦在太阳主平面呈现出强烈的各向异性反射特性。不同叶面积指数下，由于作物冠层的结构特征和其他组分参数发生较大变化，其二向性反射特性在强度和趋势上也有一定的变化。红边幅值及红边峰值面积随观测角度的变化而发生了变化，呈现为各向异性特征,而红边位置几乎不发生变化。鉴于以往采用垂直观测时的红边参数推算植物生化组分含量，该文指出应选取合理观测角度下的红边参数来精确反演其他相关参数。另外为了定量描述红边幅值随观测角度而变化，提出了红边幅值各向异性指数和红边幅值各向异性因子。     

各向异性强度对冷冻浓缩过程冰晶生长影响的相场法模拟

针对各向异性参数与实际物性参数的关系无法用试验方法准确获得的问题,采用描述相变微观结构的相场模型,探讨各向异性强度对冰晶生长形貌和冰晶的溶质分布的影响,确定模型中各向异性强度系数的合理取值。结果表明:各向异性强度系数取值大小对冰晶的形貌有很大影响,取值越大,冰晶的二次分枝越发达,且尖端速度波动的幅值越大,但对冰晶大小影响不大;各向异性强度系数取值大小对冰晶的溶质分布也有较大影响,取值越大则冰晶前沿溶质越富集,溶质分布波动范围越大。各向异性强度系数取值范围为0.010~0.025时,模拟获得的形貌与低温显微镜下观察到的冰晶生长形貌试验结果较为吻合,能够较真实地反映冷冻浓缩过程冰晶生长形貌。     

层状岩体各向异性弹塑性本构模型的数值实现

层状岩体具有明显的各向异性变形和强度特性,与均质岩体相比其稳定性及破坏条件表现的极为复杂,因而岩体的各向异性本构关系成为重要的研究课题。在研究层状岩体各向异性等效弹性参数及ABAQUS自带节理材料模型基础上,结合层状岩体弹性参数的各向异性研究,采用FORTRAN语言编制了本构子程序,使层状岩体各向异性弹塑性模型得以数值实现。以某岩质边坡为数值算例,采用多种工况对比分析,验证了层状岩体各向异性弹塑性数值模型的可靠性,从而为实际工程中研究层状岩体的各向异性特征提供数值计算基础。