基于格子博尔兹曼方法表征体元尺度土体细观渗流场的数值模拟

为了研究土体的细观渗流特性,假设土体是完全饱和且在渗流过程中水分的流动始终处于层流状态。考虑宏观统计参数（孔隙率、渗透率及有效黏滞系数等）的影响,基于表征体元（REV）尺度的格子博尔兹曼（Boltzmann）方法,建立了压力作用下土体细观渗流的数值模型。采用D2Q9模型考虑水分流动的离散速度分布,宏观边界条件为左右侧面为不透水边界 ,上下边界设置不同的密度来控制压力边界,在微观边界条件上采用非平衡态外推格式。编制相应的计算程序,将计算区域内的多孔介质材料设置成流体（孔隙率 1.0,渗透率 ）,验证了经典的Poiseuille流。此外,结合算例分别讨论了土体在压力作用下孔隙率、渗透率及渗透压力等影响因素与渗流速度的相互关系,研究表明该数值方法与Darcy定律得到的计算结果较为吻合。因此,基于REV尺度的格子Boltzmann方法可以有效地模拟土体的渗流机制,为进一步研究土体渗流特性提供了一种新的研究手段。     

化学侵蚀下硬脆性灰岩变形和强度特性的试验研究

 通过硬脆性灰岩在不同pH值、0.1 mol/L和Na2SO4和CaCl2溶液以及蒸馏水浸泡后的的常规三轴压缩试验,分析了受化学腐蚀作用的灰岩在不同围压下的变形及强度特性,探讨了三轴强度参数及变形参数的变化规律,并对浸泡岩石的化学溶液进行水质检测,得到了化学溶液中各离子浓度的变化规律,初步分析了化学溶液对灰岩力学特性影响的机制和规律。试验表明：化学溶液浸泡后,灰岩有从脆性向延性转化的趋势;灰岩的强度参数 , 值及弹性模量E均有不同程度的下降,而泊松比则增大;在相同的化学溶液侵蚀下,弹性模量和凝聚力降低幅度最大;灰岩力学参数劣化的程度与从灰岩中溶出的离子浓度的大小具有一定的对应关系：从灰岩中溶出的离子浓度越高,其力学参数劣化程度越大。     

植被发育斜坡土体大孔隙三维重构模型渗流场的LBM数值模拟

以云南昭通头寨植被发育斜坡土体为研究对象,结合CT扫描试验与数字图像处理技术实现了其三维大孔隙空间结构模型的重构。然后基于格子Boltzmann方法（LBM）的D3Q19模型,将固体土骨架视为渗流场边界,并设置反弹格式的边界条件模拟土骨架与水分间的相互作用,从细观角度研究了水在植被发育斜坡土体大孔隙中的渗流特性。研究结果表明：土体渗流过程中,在大孔隙纵向连通的通道内形成了优先流,且通道中的流速远超其他部位;而在封闭或者连通性差的大孔隙中导水率极小,流速几乎为0。土体中大孔隙通道内的流速由孔壁至通道中心逐渐增大,且流速与至通道中心的距离近似呈二次抛物线的分布特征。沿深度方向土体切片大孔隙率大的截面平均渗流流速Uz也较大,从整体变化趋势来看,截面大孔隙率与平均渗流流速有相似的变化规律,这充分说明植被发育斜坡土体内的大孔隙分布对土壤沿深度方向的渗流特性有重要影响。     

峰峰煤田断裂地震识别技术及其发育规律分析

正煤矿开采过程中,断层构造是影响矿业发展的重要问题之一。如果不了解地下结构和断层的发育情况,可能会造成巨大的经济损失,甚至会导致透水等事故的发生。因此,寻找煤层中的小断层对煤矿开采具有重要意义。峰峰煤田断裂构造非常发育,本文通过地震勘探对小断层进行识别,并分析分析该地区断层发育规律,为今后该井田的煤炭勘探提供参考。     

有限元法在数值天气予报中的应用

有限元法在结构力学、弹性力学等方面的应用很广。最近几年也有人从理论上探讨有限元法在数值天气予报中应用的可能性。例如工作。 我们用有限元法求得一层辐散相当正压涡度方程的有限元方程(离散化方程)。所采用的网格是不均匀加密的矩形网格(图1)。从计算的结果看,计算是稳定的,而且总的     

POS辅助机载三线阵影像自检校光束法平差

将基于附加参数的自检校光束法区域网平差技术用于机载三线阵CCD传感器ADS40影像的几何定位处理中,分析并建立POS数据的引入模型、两种模式的自检校附加参数模型以及自检校光束法区域网联合平差模型。采用试验场ADS40数据进行不同地面控制点配置的常规和自检校光束法区域网平差试验。结果表明,自检校光束法区域网平差能够有效补偿影像存在的系统误差,显著提高定位精度。     

基于边界配点法浅埋隧道开挖引起 周围土体变形的分析

对于浅埋隧道施工引起土层位移的解析解,其边界条件的数学处理上比较困难,因此实际工程的应用中受到限制。为解决这一缺陷,基于弹性力学的Airy应力函数,将半无限平面内土体的应力及位移分布转化为解析函数。然后,采用边界配点的方法,控制地表处的应力边界条件( = 0, = 0)及隧道周边土体的位移边界条件( , )。最后,采用最小二乘法,确定土体应力及位移函数的各项系数,求得浅埋隧道在周边土体产生径向位移的作用下,地表及深层土体位移的半数值半解析解。算例分析表明,该方法可以考虑任意荷载及位移作用的边界条件,能够充分发挥解析法和数值法两者的优点,且计算结果与实测结果较吻合,在预测地表及深层土层位移中具有一定的实用价值,可为进一步采取工程措施控制地层变形提供理论依据。     

朵云信息辅助卫星影像扫描区域的概略定位

利用卫星遥感影像中朵云与其阴影的成像差异以及扫描区域与成像时刻太阳方位角的关系,建立了3种云朵高度的计算公式。在此基础上,进一步提出了概略计算扫描区域坐标的方法。实验结果表明,该方法有效地解决了在缺乏传感器摆角的情况下对扫描区域的概略定位问题。根据推导的公式,利用物体与阴影在太阳赤纬角上的分量,还可以解决摄影时间不精确情况下的物体高度计算。该方式比用太阳高度角在时间上的敏感程度要小,因而降低了对时间的要求,尤其对单片航空摄影测量中物体高度计算更有利。     

朵云信息辅助卫星影像扫描区域的概略定位

利用卫星遥感影像中朵云与其阴影的成像差异以及扫描区域与成像时刻太阳方位角的关系,建立了3种云朵高度的计算公式.在此基础上,进一步提出了概略计算扫描区域坐标的方法.实验结果表明,该方法有效地解决了在缺乏传感器摆角的情况下对扫描区域的概略定位问题.根据推导的公式,利用物体与阴影在太阳赤纬角上的分量,还可以解决摄影时间不精确情况下的物体高度计算.该方式比用太阳高度角在时间上的敏感程度要小,因而降低了对时间的要求,尤其对单片航空摄影测量中物体高度计算更有利.