基于双树复小波的变形监测数据去噪分析

将双树复小波引入到变形监测数据去噪中，从信号分解、去噪过程和去噪质量3个方面综合评价其可行性和有效性。理论分析和算例表明，信噪分离的质量会对阈值估计、阈值去噪和信号重构产生较大影响，信噪分离较好的信号能在一定程度上削弱阈值函数存在的缺陷；双树复小波的分解效果优于传统离散小波，能较好地表现出细节部分的频率信息，使变形信号的周期性变化特征更为明显，可以应用于变形监测数据分析。     

用小波分析与灰色支持向量机预测高铁变形

针对高铁变形监测数据的非线性特征，构建一种基于小波与灰色支持向量机的高铁变形预测组合模型。利用小波分析获取不同时频尺度上的随机序列和近似序列，通过嵌入维数的确定和高低频数据的相关性分析，将重构后的随机序列作为遗传算法优化SVR模型的输入，对近似序列则采用灰色支持向量机来描述其演变特征，最后将二者预测结果进行耦合叠加，得到小波灰色支持向量机的组合模型预测结果。以贵广高铁实测数据为例，将均方差、平均绝对误差、平均绝对相对误差作为评判指标对预测效果进行评价，结果表明该模型较好地拟合了近似分量，同时避免了细节分量的过拟合，为高铁变形预测提供了新途径。     

小波多分辨分析在变形分析中的应用

利用离散小波变换方法对变形观测序列进行分析 ,通过小波多分辨分析方法对变形观测数据进行分解和重构 ,有效地对误差进行了分离 ;在分析非线性形变算例中 ,小波变换得到的去噪后变形曲线与多项式回归法结果相比 ,克服了因选用不同模型拟合效果不同的主观影响 ,既能较好地反映局部变形特征 ,又能反映整体变形趋势。     

改进的小波阈值函数对变形监测数据的去噪研究

基于小波分析中传统的阈值函数,结合其他学者提出的小波阈值函数,提出一种改进的小波阈值函数,并将其应用于变形监测数据的去噪处理。理论分析和算例表明,新的小波阈值去噪函数能够有效去除噪声。     

地铁隧道地表变形小波去噪及灰色-时序组合预测模型研究

以青岛地铁3号线地表变形横向观测线实测数据为例,开展小波去噪及时序组合预测模型的研究。首先,采用小波理论对观测值进行粗差剔除与去噪处理,根据均方误差最低、信噪比最高的原则,证实dmey小波1层分解、rigrsure软阈值小波去噪方法是最优的。其次,给出地铁隧道地表变形灰色-时序组合预测模型表达式,选用等维新息GM(1,1)模型和残差时间序列模型进行地表变形叠合预测。最后,通过小波去噪后时间序列预测模型、小波去噪前灰色-时序组合预测模型、小波去噪后灰色-时序组合预测模型进行计算分析,结果表明小波去噪后灰色-时序组合模型预测精度最高,并分析了各模型预测精度差别的成因。     

基于ANSYS的采动围岩视电阻率动态变化模拟

以煤层开采引起的顶底板岩层变形破坏理论及岩、矿石导电性的影响因素为理论依据,在顶底板岩层破坏分布范围的基础上,可以将煤层顶底板分别划分为若干个电性区段并建立地电模型。利用ANSYS软件进行有限元分析,通过视电阻率等值线图总结分析煤层开采引起的视电阻率变化规律,对视电阻率的变化状况进行分析,可以解决一系列的矿井地质问题,从而能够指导煤矿安全高效的生产。     

桥梁变形监测数据小波去噪与Kalman滤波研究

针对跨海大桥三维变形监测问题,实施了测量机器人与三维激光扫描仪测量方案,二者三维监测数据最大较差不超过0.5 mm,而且测量机器人监测数据精度高,说明三维激光扫描技术应用于桥梁变形监测是可行的。根据小波分析与Kalman滤波理论,建立小波去噪后的桥梁变形监测Kalman滤波模型。实验表明,经过小波去噪的监测数据再进行Kalman滤波处理,提高了桥梁变形预测与变形分析的可靠性。通过标准Kalman滤波、自适应Kalman滤波桥梁变形观测数据处理,及平方和误差、均方误差、平均相对误差精度分析知,自适应Kalman滤波要优于标准Kalman滤波方法。     

Morlet变换在超宽频带地震仪记录的汶川震前数据处理中的应用

介绍了Morlet小波变换的基本原理和特点。以汶川地震为例，选取2008-05-01~05-12的地震计垂直向连续波形数据，使用Morlet小波变换得到时频谱。分析时频图发现，在汶川地震发生前的数十h中，0.1~0.2 Hz频段的能量幅值出现明显的递增趋势，是非台风扰动引起的频率异常，与已有论文结论符合良好，证明Morlet小波变换是分析震前频率特征的有效方法。     

小波分解与EMD在变形监测应用中的比较

为分析经验模式分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)在GPS动态变形监测应用中的可行性和有效性,利用模拟数据和振动台的GPS实测数据分析比较了EMD和小波分析在信号去噪和多尺度分解上的能力.结果表明:EMD和小波均能较准确地提取结构振动信息,但当噪声较大时小波去噪和多尺度分解稳定性略优于EMD,而EMD则基于数据本身具有自适应性,不受小波基选择和分解层数的影响.     

基于CEEMDAN的GNSS变形监测去噪方法

为了提高GNSS变形监测数据去噪的有效性和可靠性,提出一种自适应完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)去噪方法。首先将GNSS变形序列经CEEMDAN分解为若干特征模态函数;其次引入排列熵理论确定高低频分界值K,利用小波分析对高频分量进行去噪,去噪后与低频分量重构得到去噪序列;最后通过仿真和实测边坡GNSS变形监测数据,利用信噪比、均方根误差、相关系数等指标对比分析CEEMDAN、EMD和小波去噪方法。结果表明,CEEMDAN方法的去噪效果和精度优于EMD和小波去噪方法,证明了本文所提方法的有效性和可靠性。     

万有引力和向心力在行星公转和自转中的作用机制

论述了万有引力和向心力在行星公转和自转中的作用机制，特别指出地表任一质点随同地球自转所作的圆周运动中向心力是较之离心力更为实在的外在动因，并认为该动因是由地球引力所提供的。最后对向心力在地壳形变和地球动力学中的作用进行了讨论。     

地下采动顺向缓倾构造山坡的滑移机理

采空区地表山体侧向变动,不同于一般天然山坡,也与采空区一般上覆岩层的变形破坏有异;它是二者复合机理的效应。本文在分析考察了毗邻电厂的横山顺倾构造山体、剖析了地下采空情况认为:山体侧向变动中,软弱夹层有决定性作用,变动范围、速率和规模与地下采空有关;并利用地质力学模型试验和数值模拟,探索了采动引起山体应力场及变动规律。结果表明,山体岩层的变形、位移、破坏、由直接顶板向地表发展,采空坍陷诱发了软弱夹层的蠕滑,则产生山体侧向滑移;电厂区地表隆起变形是山体侧向滑移挤压地基土的反映。通过现场实际调研、变形观测资料分析与数值模拟和模型试验的对比研究,提出了“坍落拱梁”的成生效应、挤压蠕滑效应、失稳效应;揭露了顺倾构造山体在采空影响下,具有地表、地下的“复合临空面”的“复合应力场”中“复合变动”的“复合机理”;并提出这种山体侧向变动机理的典型地质模式,借以论证山体稳定性。     

蓬莱阁丹崖山安全监测与分析

丹崖山边坡稳定性是关系古文物蓬莱阁安全的关键问题。丹崖山边坡高差大、断层裂隙发育、岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别突出。该文介绍了丹崖山岩体加固后的监测布置,并对岩体表面变形趋势、空间分布形态、加固后变形趋势进行分析,通过对多点位移计、锚杆测力计、锚索测力计、表面裂缝计及地表变形等监测结果进行综合分析,得到边坡岩体的变形规律。     

地下采动山体变形活动的模型实验

本文在分析横山山体地质条件及因地下采空而诱发出的山体变形破坏特征的基础上,对采空区地表山体的变形破坏进行了工程地质力学模拟研究。结果表明,横山山体之下3号煤层的采动坍陷是引起山体变形破坏的直接原因;毗邻山体的电厂区地表隆起变形破坏,是因采空区上覆岩层在坍陷时所产生的向电厂方向的蠕动,致使厂区地基土遭受挤压和变形的结果;随着3号煤层采动的结束及其上覆岩层坍陷过程的完成,电厂区将会恢复到稳定状态。 通过分析,山体岩层倾角增大时有无地下采空影响的山体变形破坏的不同特征,得出了同时具有地表侵蚀临空面和地下采空临空面的山体与仅有地表侵蚀临空面之斜玻的山体变形破坏是不同的。从不同模型材料所得实验结果的一致性,验证了此模拟实验在理论上和实际中都有很好的相似性。     

引力常数、地球膨胀、地壳运动

根据万有引力常数Ｇ与宇宙年龄成反比这一原理，利用古生物资料，讨论了Ｇ减小与地球半径ｒ＇的关系模式。认为Ｇ减小引起地球内部压强减小，从而引起地球膨胀，而各国层、各块体的膨胀状态有差异，从而产生地壳运动；大陆漂移、海底扩张是地球膨胀的直接结果。     

水布垭水库水压应力场、孔压场及形变场分析

本文以Biot的固结理论为基础,利用有限单元法,对水布垭水库未来蓄水后地壳岩石中由于附加水荷载所产生的各种力学效应进行了数值计算。计算中沿清江从招徕河到恩施之间共取剖面48个。认为:(1)水体荷载产生的附加应力场、孔压场和形变场在库岸附近造成压应力差和位移差,特别是分布有附加的张应力,促使库水向外渗透和扩散,导致孔压改变、有效应力降低或增大;(2)水布垭库坝区的张性断裂和喀斯特较发育的地段,由于水体荷载效应和库水的渗透及扩散作用,易沟通地下水的动力联系,使岩体失稳并在浅层易产生倾斜型或倾斜型兼走滑型滑动;(3)孔压和位移一般在库基下几公里深度区域内多形成一个高值孔压和低值位移的变换带,是应力易于集中的场所;(4)水荷载产生的各种附加效应,受蓄水方式和蓄水时间的影响。     

Deformation features and failure mechanism of steep rock slope under the mining activities and rainfall

Underground mining activities and rainfall have potential important influence on the initiation and reactivation of the slope deformations, especially on the steep rock slope. In this paper, using the discrete element method (UDEC), numerical simulation was carried out to investigate deformation features and the failure mechanism of the steep rock slope under mining activities and rainfall. A steep rock slope numerical model was created based on a case study at the Wulong area in Chongqing city, China. Mechanical parameters of the rock mass have been determined by situ measurements and laboratory measurements. A preliminary site monitoring system has been realized, aiming at getting structure movements and stresses of unstable rock masses at the most significant discontinuities. According to the numerical model calibrated based on the monitoring data, four types of operation conditions are designed to reveal the effect of mining excavation and extreme rainfall on the deformation of the steep rock slope.     

UMF系列探测仪器在矿山地面塌陷成因分析方面的运用——以湖南某多金属矿地面塌陷为例

湖南省矿产资源丰富,开发利用强度大,由矿业活动引发的矿山地面塌陷灾害时有发生,造成了较大的财产损失和人员伤亡。在灾害发生后,及时查明地面塌陷的成因,是进一步采取防治措施的重要依据。UMF系列探测仪器是通过地表探针接收来至地球内部的地下磁流体的电磁波信号,提取特征信息,综合分析得出探测结果。根据探测结果、地质环境条件及巷道部署情况,综合分析得出地面塌陷的具体成因。     

韩台煤田采矿对京沪高速铁路的影响分析

京沪高速铁路在山东省经过韩台煤田,进行韩台煤田地下采煤活动影响分析,重点分析张山子煤矿采矿引起的地表变形对京沪高速铁路的可能影响,得出张山子煤矿在铁路线位附近的采煤活动,没有引起地表的移动与变形,没有引起地面建筑物的破坏,采取井下回填或者钻孔注浆等措施,可以有效防止采掘活动引起的地表变形,减少采掘活动对京沪高速铁路的破坏。     

辽宁水系沉积物元素丰度及典型矿区地球化学特征

利用区域化探成果,论述和探讨了37种元素在辽宁省全域及各地质子区水系沉积物中的分布与分配特征及省内7种类Au、Cu、Pb、Zn典型矿区地球化学特征。研究结果表明:辽宁省景观地球化学标型元素是Al(强烈富集)和Ca(大量流失),出露地表的岩石以遭受化学风化作用为主;组成重砂矿物的微量元素(亲铜和亲铁元素)在水系沉积物中趋于富集;早前寒武纪变质岩石是Au、Cu、Pb、Zn、B元素最重要的矿源层,蓟县纪地层富含Au、As、Sb、Bi等元素,是寻找浸染型金矿的有利层位;排由楼金矿区元素组合特征与太古界相似,该区可能一直处于相对封闭体系。