用时间域激电测量数据来研究频率域响应

本文应用反褶积的数学原理,用时间域激电测量数据来研究频率域响应。首先根据离散付氏变换和抽样定理,推导了实际计算的数学公式。然后结合时间域激电测量方案,及激发脉冲的频谱系数,计算频率域的各种响应参数,如频散率、频导电率、频激电率。消除电磁耦合之后,又计算了相位纯激电响应和相位剩余电磁响应。因而得到了油田上激电测量的各种频率域响应特征。综合分析这些特征,对提高激电找油的地质效果有一定的参考意义。     

MEMS加速度传感器在矿用随钻轨迹测量系统中的误差校正

矿用随钻轨迹测量系统的工具面向角和倾角通常采用加速度传感器实现测量,然而由于传感器制作工艺、探管机械加工以及装配等因素使得工具面向角和倾角的测量出现误差。为了修正上述系统误差,首先介绍了随钻轨迹测量系统及其工作原理,进而分析了加速度传感器的误差产生,并建立了MEMS加速度传感器的误差模型;提出了一种基于三十六位置的加速度标定方法,并对其进行相应的测试。实验结果表明:建立的加速度误差模型在随钻轨迹测量系统中,倾角精度为0.2°,工具面向角精度为0.2°,且倾角和工具面向角之间相互影响较小,能够满足实际煤矿井下钻探工艺的精度需求。      

利用相频曲线求解模型基础动力参数的探讨

通过正向理论推导和数据反算验证相结合的方式，得到利用峰值频率前幅频响应曲线和相频响应曲线求解模型基础动力参数的方法。以根据实测曲线求解所得动力参数反算其理论幅频曲线和相频曲线，若理论曲线贴近实测曲线，表明求解所得动力参数能够代表所测地基与模型基础振动系统的动力特性；若理论曲线偏离实测曲线，则要检查动力参数计算方法的正确性及数据取值的代表性；即使激振器的扰频能够覆盖共振频率，在测量振动幅值、得到幅频曲线的同时监测激励与响应的相位差、得到相频曲线也具有重要意义；利用回归反射式光电开关及自动化测试仪器，可以方便地测量激振力与振动位移的相位差，在测试过程中同步显示幅频曲线和相频曲线。     

频率域航空电磁系统线圈姿态变化影响及校正方法

频率域航空电磁系统线圈姿态变化影响及校正是一项探索性很强的开拓性工作, 目前国内尚无成熟经验可循.吊舱式直升机频率域航空电磁法线圈安装在吊舱内, 探头姿态变化相对较大, 因此姿态校正提高了其数据处理精度, 对提高航空电磁法数据处理水平具有重要意义.为了消除吊舱式直升机频率域航空电磁系统因收发线圈姿态发生变化, 而导致的电磁探头接收地下地质体电磁响应数据产生的误差, 采用三维频率域有限差分方法模拟计算频率域航空电磁系统的电磁响应, 分析了不同频率、不同收发线圈姿态变化类型对水平共面(HCP, 全称horizontal co-plane)和垂直同轴(VCX, 全称vertical coaxial)线圈装置的电磁响应影响.计算结果表明: 垂直同轴线圈装置因姿态角度变化引起的测量误差比值远大于水平共面装置, 而且频率越高, 受探头姿态角度变化的影响越大.垂直同轴装置主要受俯冲姿态变化的影响, 水平共面装置受摇摆和俯冲这2种姿态变化的影响.在此基础上, 根据姿态误差几何校正方法进行了电磁数据校正, 有效地去除了因线圈姿态变化造成的误差响应.      

基于现场记录的液化和非液化场地加速度时频曲线对比分析

研究液化场地和非液化场地上地表地震加速度记录的时频曲线,提出频率下降率概念和计算方法,给出液化场地和非液化场地频率下降率的分界值。加速度时频曲线采用零交法进行分析,非液化场地包含软土场地和除去软土场地后的一般非液化场地。结果表明：①所定义的频率下降率的概念和计算方法,能够反映液化和非液化场地地表加速度时频响应特征和变化规律;②峰值前,在平均意义上液化场地与一般非液化场地平均频率相差不大,软土场地上的平均频率远小于一般非液化场地和液化场地;③峰值后,在平均意义上一般非液化场地加速度平均频率最高,软土场地居中,液化场地最低;④软土场地与液化场地峰值后平均频率范围有交叉,如以加速度时频曲线绝对变化量为判断标准,软土场地和液化场地会出现混淆;⑤液化场地和非液化场地的加速度频率下降率的分界值为0.5,以此可正确区分出液化场地与非液化场地以及液化场地与软土场地。     

联袂应用X 荧光与幅频激电法勘查川西某铜矿

在川西某铜矿区应用X荧光与幅频激电测量方法,证实了地质推测的隐伏含矿断裂的存在,并确定了该断裂的延伸方向和具体位置,取得了良好的地质找矿效果,为矿区进一步找矿及山地工い程的布置提供了科学依据.实践表明,在矿区采用X荧光扫面捕获Cu异常,以幅频激电拟断面测量解剖Cu异常,在技术组合上是科学的,对矿区勘查实践是实用和有效的.此次工作的结果充分体现了联袂应用X荧光与幅频激电现场测量的优越性和有效性.     

地下结构抗震设计的改进等效反应加速度法

对地下结构横向抗震分析中的等效反应加速度法进行综合分析。结合算例,以动力时程法为基准,全面评价了等效反应加速度法的适用性;进而深入分析其误差来源,并做针对性改进优化,通过引入动力响应调整系数β,提出了一种改进等效反应加速度法;结合算例分析,评价了改进等效反应加速度法对不同工况的适用性。结果表明：等效反应加速度法计算所得结构内力及变形均偏小;且计算精度随地层剪切波速的增大整体呈上升趋势,但几乎不受结构埋深的影响;同时,明确了等效反应加速度法的误差源自于其忽略了地下结构对其周围土体动力响应的干扰作用,改进优化后提出了改进等效反应加速度法;相比现有等效反应加速度法,改进等效反应加速度法具有更广泛的适用性及更优的计算精度,可为地下结构抗震设计和分析提供新的计算方法。     

CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究

以京沪高速铁路液化土地基加固为背景,利用大型堆叠式剪切变形模型箱,进行了模型比例1:10的CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基的振动台模型试验,得出各级加载情况下地基路基响应加速度幅值放大系数的分布以及响应加速度幅值放大系数与各级加载加速度幅值的关系,分析了CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基在地震作用下的加速度传递规律,得到了以下结论：（1）在加载加速度小于0.101g时,地基路基响应加速度幅值基本不放大,且加速度放大系数云图呈现水平状分布;（2）当加载加速度为0.161g时,桩间土的液化引起地基路基的响应加速度幅值放大系数的较大增加;（3）当加载加速度为0.210g时,桩间土液化的同时部分CFG桩发生剪断破坏,从而引起了地基路基的各响应加速度幅值放大系数的增大;（4）当加载加速度为0.324g和0.363g时,地基整体刚度的大幅度减小,在一定程度上降低了桩网结构地基传递振动的能力,从而导致加速度幅值放大系数相对前一级加载时减小;（5）整个加载过程中,粉土层的放大效应显著,而黏土层对加载加速度几乎没有放大作用。     

关于爆破加速度测量的几个问题

本文首先介绍了爆破加速度的测量方法和加速度波形的判读方法,然后总结出了现场爆破加速度的衰减规律和它在各个方向的比例关系以及地形对加速度值的影响情况.本文通过理论与实际相结合的方法,解决现场爆破加速度测量所遇到的一些疑难问题,根据理论值可对现场测到的一些不正确的数据作必要的修正.     

钻杆振动频率检测系统的研制与应用

在钻进过程中,当钻杆的固有频率与外部激励频率一致时,会产生共振现象。共振会使钻杆疲劳破坏,导致钻杆失效,造成严重后果。为了避免这种破坏,研制了一套基于微机电系统（MEMS）传感器的检测钻杆振动频率系统。此系统采用微型三轴加速度传感器测量钻杆3个方位的加速度变化,用LabVIEW编写的上位机软件进行存储、上传、显示、处理数据,将得到的数据进行快速傅里叶变换后分析出钻杆的振动频率。最后将此系统安装在钻杆上进行了钻进试验,分析得出了钻杆的纵向、横向、扭转振动频率及转速,为避免钻杆共振破坏和调整现场钻进参数提供了准确的信息。      

Measurement of Explosion Acceleration and Analysis of Calibration Error

This paper analyses in detail the error of high and low frequency responses for measuring eplosion acceleration system in the frequency domain. The error caused by measuring system is calculated by means of spectrum analysis of input and output waveforms and different areas enclosed by amplitude-frequency curves. In addition, this paper introduces a method of calibrating impulse accelerometer in the frequency domain by Fourier transform method and presents a formula to determine the sensitivity of accelerometer.     

基于PNI磁感式传感器的钻孔测斜仪的研制

研制了一款基于PNI磁感式传感器和SCAl00T加速度传感器的矿用全空间钻孔测斜仪。详细论述了系统的总体结构、测量原理及传感器的电路设计;同时分析了系统的误差及其来源,给出了误差补偿模型及其补偿、标定的方法。实验结果表明:该钻孔测斜仪具有体积小、精度高、可靠性高等特点,满足工程的需要。      

随钻测斜仪误差补偿实验研究

为消除测斜仪传感器因温度变化引起的温度漂移和降低安装误差,在随钻测斜仪的姿态数学模型及其产生误差原因分析的基础上,建立了基于最小二乘法的多项式拟合以及约束条件下多变量函数寻最优解的测斜仪温度漂移误差和安装误差补偿数学模型。通过ADXL345加速度传感器的温度误差补偿及安装误差校正的实验研究,结果表明,补偿后的测斜仪井斜角输出达到了较高的精度,满足了测斜仪的精度要求,表明建立的误差补偿数学模型正确,可应用于随钻测斜仪的误差补偿。      

频域反射分析法测定土壤含水率标定试验研究

对滑坡体土壤含水率进行长期和连续的监测,有利于对滑坡体的变形分析和安全预警。为了提高频域反射分析法（FDR法）测量土壤含水率的精度,通过室内标定和现场标定相结合的方式,对使用FDR法测定野外现场滑坡土壤含水率进行了标定。通过对比分析FDR法和烘干法测得的土壤含水率数据,探讨电压信号、含水率、绝对误差和相对误差之间的对应关系,并建立函数模型。试验结果表明:FDR法测定的土壤含水率较烘干法偏高;通过线性、多次曲线及指数形式对试验数据进行拟合和回归分析,最终确定四次曲线作为标定方式,标定后测得的土壤含水率精度明显提高,平均绝对误差可控制在2%以内。该方法可用于类似条件下FDR法测定土壤含水率的标定。     

相位激发极化法应用研究

相位激发极化法是一种频率域激发极化方法,可直接测量电场电压与供电电流之间的绝对相位差。由于该方法对仪器精度要求较高,因而国内有关实际应用方面的资料相对较少。在金属矿产勘查中,目前国内大多采用时间域激发极化方法,测量岩矿石的极化率或充电率。虽然频率域激发极化法也有应用,但主要采用双频或多频测量,利用视频散率参数进行解释,野外测量工作量较大,测量精度相对较低。近几年,利用相位激发极化法在科研、生产中做了一些工作,这里介绍相位激发极化法模型试验及数据反演结果,岩矿石标本时间域(充电率)和频率域(相位)测试对比结果,以及实际应用实例及数据反演结果。应用结果表明,用相位激发极化法在矿产勘查中可以取得较好的勘察效果,并能在今后的工作中发挥更大的作用。     

基于小波分析的MT静态效应识别及校正

大地电磁测深中,观测结果常受静态效应的影响而发生畸变,增加了资料解释工作的难度。基于小波分析理论,提出使用Daubechies小波分解对有静态效应测点进行有效识别。建立含有静态体并镶嵌有高阻异常体的地垒模型,分别采用中值滤波方法、相位法和小波分析方法进行了静态效应的校正。结果表明:相位法校正结果不稳定,相对误差随频点起伏较大;中值滤波方法在高频段误差较大;基于多尺度小波分析校正方法比较稳定,误差基本不超过5%,能够有效的压制静态效应。采用小波分析方法对某区大地电磁(MT)实测数据进行了静态效应识别和校正,取得比较理想的效果。      

基于MEMS陀螺传感的测斜仪研制

针对目前矿井钻探的钻孔轨迹测量存在高温、高能耗问题,提出了间歇供电的无缆存储式测斜仪。硬件上采用MEMS陀螺仪和加速度传感器,软件上采用抗干扰、误差修正、温度补偿等校正措施。可用于地质灾害监测的成孔测量并记录方位角、倾角、工具面角、孔深等姿态参数。测量后,由上位机读出数据,显示轨迹图形。经仿真与模拟测试,该测斜仪具有功耗低、体积小、测量精度高、稳定性好等优点。      

动力波形计算机反演的研究

本文根据福里叶正反变换理论,对畸变了的波形进行频谱分析,分解出它的各个组成频率分量,然后根据测试系统的频响曲线对组成波形上的各对应值进行修正,最后把修正后的分频叠加起来,求得反演修正后比较接近真实的波形。本文既有理论上的分析,又有具体实现的方法。     

Study of Dynamic Waveform Inversion with Computer

This paper has done the spectrum analysis of deformity waveform and it’s each frequency element is rectified with measuring system frequency response curve by positive and inverse Fourier transform theoretical. If all of rectified frequency elements of waveform are superposed then real waveform would be obtained. This paper has done theoretical analysis and a practical method is introduced.