伏依特磁光效应原子光谱新技术的应用

近十多年来伏依特磁光效应用于原子光谱分析,在原理、仪器装置、方法等方面已逐渐完善。如图1所示,当光源辐射通过一块透光轴为X方向的偏振器Px时,只有振动方向平行于X轴的线偏振光通过,当加上第二块透光轴为Y与之正交的检偏器Py时,光源辐射会被完全阻挡。如果在两个偏振器中间加入一个施加磁场的原子化器V_A,     

蓝柱石的高温X射线衍射、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究

通过高温X射线衍射(XRD)、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究了江西大余的蓝柱石的热膨胀行为、稳定性、羟基峰在(010)面上的强度变化及其常温高压拉曼光谱特征。结果表明,蓝柱石在1273K完全非晶化,其热膨胀系数αV为1.2(1)×10-5+0.16(1)T×10-9/K。蓝柱石在750K开始发生分解反应,最大的反应速率发生在1266K。在蓝柱石的(010)面上,羟基吸收峰在光的偏振方向与c轴夹角为70°和250°时最强,在光的偏振方向与c轴夹角为160°和340°时最弱。在常压至12.3GPa的压力范围内,蓝柱石没有发生相变。通过高压拉曼光谱计算得到了蓝柱石的mode Grüneisen参数的算术平均值为0.52(2)、thermal Grüneisen参数为0.64(2)。另外,根据Grüneisen关系式可以求得thermal Grüneisen参数,其值为0.70(6)。     

变色和多色性宝石的光吸收与颜色

宝石的颜色源于光吸收，从光源和宝石偏振吸收谱特征，论述宝石变色和宝石多色性现象。宝石变色是光源与光吸收谱特征的综合效应，变色宝石的谱特征包含两个色差较大的透光色分量，且二色分量强度基本相等时，才能形成光源变色宝石。宝石的多色性是宝石晶体偏振光吸收引起的，以蓝宝石的光吸收谱图来阐明宝石多色性的形成。     

透视石的原位高压单晶X射线衍射研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对透视石进行了室温下的原位高压单晶X射线衍射研究。实验的最高压力为11.7 GPa,在实验压力范围内,未观察到透视石发生相变。随着压力的升高,晶胞体积逐步被压缩,体积压缩率符合三阶Birch-Murnaghan状态方程,拟合获得体模量K0为114.6(5.3)GPa。压力低于9.3 GPa时,c轴的压缩率大于a轴;在9.3~11.7 GPa压力范围内,限制于透视石结构中的水分子在高压下会阻碍硅氧四面体六元环沿c轴方向的扭曲变形,导致c轴的抗压性增强,最终a轴与c轴的被压缩程度趋于一致。通过分析多种含水环状硅酸盐矿物的高压行为,发现高压下结构中水的存在形式对含水环状硅酸盐矿物的弹性性质有重要的影响。     

基于偏振原理的水面反射光的剥离

水面的镜面反射是影响水环境遥感的关键因素之一。通过分析气-水界面反射光的偏振特性,从多角度偏振遥感的角度,提出一种剥离水面反射光的方法,并通过室内实验进行了验证。将ASD光谱仪与线偏振片结合扩展成高光谱偏振传感器,获取不同观测天顶角时水面反射光的偏振光谱。结果表明,当探测角不满足布儒斯特角时,在偏振片的主消光方向能剥离绝大部分的水面反射光;当入射角越接近布儒斯特角,其剥离效果越佳;以布儒斯特角观测时,可以达到完全剥离的效果。即该方法能显著削弱、甚至完全剥离水面的反射光,直接获取离水辐亮度,对于提高水色遥感的精度有着重要的应用价值。     

矿井孔中瞬变电磁探测异常响应特征模拟

为了解决常规矿井瞬变电磁超前探测方法受矿井外界干扰影响较大,异常体探测定位不精确的问题,提出一种在井下钻孔中测量瞬变电磁场三分量信号的超前探测方法,对接收线圈所处水平面不同位置、异常体不同方位的异常响应特征进行数值模拟。分析钻孔瞬变电磁探测原理,进行钻孔发射线圈与接收线圈的试验设计以及施工设计,对均匀全空间模型、均匀全空间异常体模型、异常体位于钻孔不同方位的三分量异常场响应特征进行系统分析。在低阻异常体与线圈垂直时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最大,随着低阻异常体逐渐平行于接收线圈法向,异常响应逐渐减小,当低阻异常体完全平行于接收线圈法向时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最小。通过以上认识,可以根据钻孔径向不同象限位置的异常场三分量组合形态不同,判断异常体所在钻孔的方位。在以钻孔钻进方向为Z轴正方向,以孔口所在平面右向为X轴正方向,下向为Y轴正方向的坐标系下,钻孔瞬变电磁水平分量异常响应形态均为“近似正弦曲线”或“近似反向正弦曲线”形态,通过形态组合判定出孔旁异常体所在象限。通过这样的规律,可分析三维空间条件下异常体的空间位置及赋存状态。通过钻孔瞬变电磁超前探测异常响应特征的分析,可为钻孔瞬变电磁超前探测提供理论数据支持。      

WMO第八届阳江国际探空比对辅助遥感综合试验

第八届阳江国际探空比对辅助遥感综合试验为分析探空仪系统在高空出入云的温湿特性,评估高层云红外辐射对温度传感器的影响以及湿度传感器的系统偏差提供有力帮助。通过试验,还评估了国产X波段双偏振雷达与毫米波云雷达的优缺点和性能差异,以及国产多普勒激光雷达、微脉冲激光雷达的探测性能和应用能力,在改进微波辐射计温湿反演算法、X波段偏振雷达参数的云中粒子相态模糊逻辑识别算法,以及多普勒天气雷达风场反演、云分类算法、高空业务测风算法等方面开展广泛研究并取得一定进展。试验还利用先进的各类遥感设备对阳江热带地区的云、局地对流以及海陆风系统的结构进行了观测和分析,取得了较好的研究结果。     

陆内裂陷盆地构造动力学分析

陆内裂陷盆地区形成和演化过程中的构造力包括4方面：（1）地幔对流由岩石圈板块底面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F1;（2）板块相对运动通过岩石圈板块侧面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F2;（3）岩石圈受热膨胀和冷却收缩在地壳内部产生的构造力F3;（4）地壳质量在地壳内部产生的围压F4。地壳中的应力是这4方面的构造力的函数S(Fi),其中,F1和 F2的大小和方向对三轴应力状态的主应力大小和方向起决定作用。地壳发育正断层的条件是应力状态方程S（Fi）中σ2 σ3主应力平面大致处于水平面状态、σ1近直立。当F1和F2的方向一致且F1＞F2或F1和F2的作用方向相互垂直的情况下,F1和F2合成的应力场中的最小主应力方向与X轴方向一致,地壳发生正向裂陷作用。在F1和F2的方向既不平行也不垂直的情况下, F1和F2叠加产生最小主应力（σ3）的方向与X轴方向不一致,地壳发生斜向裂陷作用。当地幔对流从岩石圈底部对岩石圈产生的引张作用力减小、板块之间相对运动从岩石圈侧面边界对岩石圈产生的挤压作用力增强的情形下,地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最大主应力可能超过Z轴方向的主应力,使σZ相当于三轴应力状态的σ2,裂陷盆地发生走滑构造变形。如果地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最小主应力也超过Z轴方向的主应力,则σZ相当于三轴应力状态的σ3,裂陷盆地发生收缩构造变形,可能发育逆冲断层或使早期的正断层发生反转位移。随着裂陷作用的渐进发展,不同时期F1和F2的大小和方向的变化导致地壳应力场的主应力轴方向也相应发生变化,使裂陷盆地在不同演化阶段表现出不同的构造变形特征。     

适用于任意滑动面的边坡稳定性分析辐射条分法

辐射条分法较其他条分法在条分划分上存在一定优势,但目前仅适用于圆弧滑动面型式,且在安全系数计算方法上也不如其他条分法全面。本文提出一种适用于任意形状滑动面的辐射条分划分模式,以辐射土条为单元对其进行受力分析,并根据以往研究成果将条间剪切力考虑为2种方向类型,然后建立严格的力和力矩平衡方程式,进而推导出一般条间力假设条件下的安全系数计算公式。当使用Sarma法和M-P法条间力假设条件时研究其在辐射条分法中的适用性;为拓宽M-P法在辐射条分法下的使用范围,通过分析辐射条分与竖直条分条间力的关系,基于M-P法条间力关系,提出2种新的条间力假设条件。在特定滑动面(包括圆弧和任意曲线)和不同条分数时对各方法的可行性进行研究,并经过算例对比分析,可知:(1)当条间剪切力方向为方向一时,Sarma法和3种M-P法条间力假设条件都能较好地应用于边坡稳定性辐射条分法; (2)2种基于M-P法下的新的条间力假设条件较传统M-P法条间力假设条件对计算结果的收敛性进行了改进; (3)任意曲线滑动面较圆弧滑动面在辐射条分法中更具有适用性。     

考虑主应力方向变化的原状软黏土应力应变性状试验研究

为反映真实工程条件下主应力轴旋转应力路径引起土体性状的变化,对杭州地区正常固结原状软黏土在固结不排水的主应力轴定向剪切和主应力轴单调旋转条件下的应力-应变关系进行试验研究。研究发现,不同主应力方向的定向剪切路径下,随主应力方向变化,试样中各应变发挥程度显著不同,但破坏时的临界八面体应变变化较为稳定,且当八面体应变达到5%时,强度发挥程度已接近甚至超过90%。若剪切过程中增加了主应力幅值不变的不排水主应力轴单调旋转应力路径,只要破坏时主应力方向一致,经历与未经历主应力轴旋转试样的临界应变分量接近,但主应力轴旋转会影响加载阶段试样主应力、主应变增量方向所表现出的不共轴性,并且此影响随旋转时剪应力水平的提高而趋于显著,即使在临界破坏状态下依然明显。试验结果表明,由于土体原生各向异性、黏塑性等性质的存在,并不适宜用相关联流动法则来分析主应力轴旋转条件下土体的应力-应变关系特征。     

冻融循环作用下板岩弹性参数及单轴抗压强度研究

为揭示冻融循环作用对板岩弹性参数及单轴抗压强度的影响,采用DX-40型低温数控箱、DNS100微型控制电子万能试验机进行7种层理倾角(?)、6种冻融循环次数的单轴压缩试验,对其5个弹性参数、单轴抗压强度及破坏类型的变化规律进行分析。试验结果表明:板岩弹性模量、剪切模量和单轴抗压强度随冻融循环次数增加呈指数下降趋势,泊松比随冻融循环次数增加呈线性增加趋势;板岩单轴抗压强度随层理倾角增加呈先减后增的变化趋势;冻融循环作用下板岩破坏类型有3种:当0°≤?≤26.6°时,沿与竖直轴线呈一定角度方向发生剪切破坏;当26.6°≤?≤83.0°时,沿层理面发生剪切破坏;当83.0°≤?≤90°时,沿垂直方向发生劈裂破坏。在Jaeger单弱面理论的基础上,建立了以冻融循环次数和层理倾角为控制变量的板岩单轴抗压强度预测模型,并通过试验数据验证了模型的合理性,表明该模型能较好地描述冻融循环次数和层理倾角对冻融板岩单轴抗压强度的影响。     

资源储量估算垂直纵投影图上是否要画坐标线探讨

根据数学推导:当矿体(层)为非直立、非正东正西、正南正北倾向时,在垂直纵投影图上X、Y轴坐标投影线均是倾斜线。因此,在矿体(层)纵投影图上强调画坐标线,且将纵投影图上的坐标投影线均表示为铅直线值得商榷。     

ADI＋内推法：3D傍轴波方程有限差分法的精确解

为3D地震偏移傍轴波方程开发了一种精确的有限差分法解。因为偏移问题中的变数是复值而不是实数，其高阶空间导数的虚数部分不可忽略，所以常规偏移使用的变方向隐合(ADI)方案会产生误差。通过下述方法保护3D傍轴波外推器的精度：①保留这些高阶项，使它在常规偏移中不产生视方位各向异常；②向下外推时滤除非物理损耗波。精确解的实施包括两个步骤。     

轴变论简介

地球旋转轴变位所产生的作用力叫轴变力。该力控制着全球的地形地貌特征和构造运动特征。控制着近代海洋地质构造的发育特征。海岭走向与轴变主张应方向垂直时,其生长速度最快,斜交时较慢,平行时不生长,大多数转换断层的错动方向与轴变应力所要求的方相相一致, 轴变力的方向随着地史时期轴变方向变化而变化,所以地史时期大地构造线方向也变化,前震旦纪主要构造线的方向为近东西向,震旦纪到下古生代的构造线方向为近南北向。在轴变力作用下,古生代时期古大西洋和古乌拉尔海洋关闭,形成了阿巴拉契亚山脉、苏格兰山脉和乌拉尔山脉;中生代以来,则造成了岗互纳古陆的分裂和喜马拉雅山脉,岗底斯山脉的形成。 轴变力还控制了全球的地震分布与活动规律,控制了全球地史时期的内、外生矿床成矿地质条件及其矿床分布规律。     

花岗岩的多角度偏振反射光谱研究

通过实验了解花岗岩在2π空间的多角度反射光谱、偏振反射光谱特征以及在2π空间上反射光谱、偏振反射光谱与光线入射角、波段、偏振等因子之间的关系。实验结果表明，光线入射角对花岗岩的反射光谱、偏振反射光谱影响很大。在空间水平方向，方位角对光谱具有极化特征，且也呈现椭圆分布规律。在空间垂直方向，竖直探测角的影响是随着光线入射角的不同而显著地影响着花岗岩的波形曲线特征。还发现波段的不同，影响着花岗岩反射光谱、偏振反射光谱能量反射强度的大小，但对花岗岩的空间波形曲线特征影响不显著。     

钇易解石的高分辨电子显微学研究

本文利用EM-430分析透射电子显微镜研究了内蒙古斑岩型稀有金属矿床中的天然量质钇易解石。电子衍射分析表明该矿物系斜方晶系,其晶胞常数为:a=5.22,b=10.92,c=7.44。同时摄取了Z轴方向及X轴方向投影的高分辨结构象。结构象与由X射线结构分析导出的人工晶质易解石结构模型中重原子排列吻合得很好。     

旋流式消泡器

在进行泡沫钻进时,为了提高对泡沫流体的消泡效果和排除气体而研制了一种旋流式消泡器(如图所示)。其消泡过程是,由孔内返出的泡沫流体经消泡器上部的沿流体切线方向的管(2)送入消泡器,当其旋转时,分离出较重的岩屑和水,岩屑和水在外壳     

电气石中水的振动谱学研究及其意义

利用偏振喇曼光谱（ＰＲＳ）和傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）研究了三种不同成因电气石单晶的振动谱学特征。ＰＲＳ研究表明电气石结构中三个阴离子团（即［Ｓｉ６Ｏ１８］＾１２－、［ＢＯ３］＾３－、［ＯＨ］＾－）的喇曼谱在平行ｃ轴方向（／／ＮＥ）比垂直ｃ轴方向（／／ＮＯ）敏锐，而且［ＯＨ］＾－喇曼光谱只在平行ｃ轴的ＰＲＳ中才观察到。不同成因电气石中［ＯＨ］＾－占位不同。结合ＦＴＩＲ研究发现在伟晶型和热液型的     

天然与合成紫晶的红外和偏振拉曼光谱鉴定特征

天然紫晶与合成紫晶的鉴别是国内外珠宝鉴定实验室的一个难题,前人主要从双晶、色带、包裹体、红外吸收光谱特征等方面开展了研究。在利用红外光谱鉴别天然紫晶与合成紫晶时,不同的学者尚对3595cm-1或3543cm-1吸收峰作为诊断性还是指示性的判据存在不同认识。本文系统采集了典型的天然紫晶与合成紫晶样品,研究了利用红外光谱测试技术鉴别天然紫晶与合成紫晶的局限性,并尝试将偏振拉曼光谱应用于紫晶成因鉴别。结果表明:利用3595cm-1、3543cm-1红外吸收峰进行紫晶鉴别仅具有指示性意义,不能作为决定性的判定依据,偏振拉曼光谱可作为重要的补充。天然紫晶的偏振拉曼光谱(偏振方向:HH)均出现400cm-1的拉曼峰,而该峰在合成紫晶偏振拉曼光谱中缺失;合成紫晶的偏振拉曼光谱(偏振方向:HH)均具有795cm-1、448cm-1的拉曼峰,而这两个峰在天然紫晶偏振拉曼光谱中缺失。偏振拉曼光谱产生差异的原因可能与天然紫晶和合成紫晶内部晶格变形程度的不同有关。本文揭示的400cm-1、448cm-1和795cm-1偏振拉曼峰可作为鉴别紫晶成因的新依据。     

单轴压缩条件下含三叉裂隙类岩石试样力学特性的细观研究

三叉裂隙是自然界普遍存在的一种岩体缺陷形式,其对岩体的力学特性有重要影响。对含预制三叉裂隙的水泥砂浆试样进行室内单轴压缩试验,配合使用摄像机拍摄裂纹的起裂、扩展、贯通过程,通过数字图像技术处理获取试样的应变场云图,并结合PFC2D程序研究不同?、? 条件下试样的强度特征、裂纹模式和裂纹演化扩展规律。研究表明：三叉裂隙对试样单轴抗压强度有明显的削弱作用。当? 恒定为120°时,试样在? = 30°时达到最大抗压强度;当? 恒定为90°时,随?增大,试样抗压强度呈先减小后增大的趋势,且当? = 45°时达到最大抗压强度。试样产生的裂纹可分为3类,分别是张拉型裂纹(Ⅰ型裂纹)、剪切型裂纹(Ⅱ型裂纹)、混合型裂纹(Ⅲ型裂纹)。这3类裂纹通常从裂隙尖端开始产生,并且Ⅰ型裂纹沿加载方向扩展,通常未扩展至试样边界;Ⅱ型和Ⅲ型裂纹通常与加载方向呈一定角度扩展至试样边界。通过对裂纹的几何形态和组成宏观裂纹的微裂纹成分的分析,得知导致含三叉裂隙试样在单轴压缩条件下失效的是张拉破坏。数字图像技术得到的应变云图表明,当载荷达到一定阶段,裂隙尖端出现应力集中,微破裂开始发育并聚集成微破裂区,微破裂区扩大产生宏观裂纹。通过对主应变和剪应变云图分析,发现导致试样失效的是张拉破坏,剪应变在裂纹扩展过程中的影响较小。