数字矿山与煤矿瓦斯监测及预警

围绕煤矿瓦斯监测监控系统的开发与运用,介绍了基于数字矿山技术体系进行煤矿瓦斯监测、分析、显示、智能预警及救灾等方面的主要思路、关键技术、系统功能及应用效果。实践表明,瓦斯涌出量及突出动力现象的发生,受地质、地应力和开采条件等多种因素的影响,瓦斯突出预测所涉及的数据具有多源性、时空性、强变化等特征,GIS技术、虚拟现实技术等空间信息技术在煤矿瓦斯监测与预警中具有很大的应用潜力,能对煤矿瓦斯监测与智能预警研究产生重大变革,构建数字矿山对煤矿安全生产具有巨大的推动作用,效益十分显著。     

东海盆地西湖凹陷平北区断陷层断裂特征及其对圈闭的控制

以基底古隆精细刻画为基础,分析东海陆架盆地西湖凹陷平北区断陷层系断裂发育特征,并探讨断裂对圈闭发育的控制作用,以指导区内构造圈闭搜索与评价。根据古隆起和骨干断裂展布特征,将平北区划分为北部同向多阶断阶区、中部反向多阶断阶区和南部同向单断断阶区等3个次级区带。综合区域应力背景和火山活动期次,厘定出平北区断陷期早、晚两期断裂系统。早期断裂以NE走向为主,控制古隆起发育。晚期断裂数量多、分布广,以NNE走向为主。在南强北弱的区域伸展背景下,断陷晚期断裂发育受早期断裂及古隆起影响,局部应力场发生扭动调整,在平湖组沉积时期表现为南部强伸展、中部张扭和北部弱伸展夹扭动3种不同应力场。在此基础上,明确了张扭性断裂组合及古隆起边缘受断层影响的牵引背斜是决定有利圈闭发育的主要因素,最终提出通过平北区古隆起周边断裂精细梳理是圈闭搜索与评价的重要方向。     

相似性度量支持下的隐喻地图轮廓设计

形状轮廓对于事物的认知十分重要，是决定事物类别的关键属性，对于借助虚拟地图表达非空间数据的隐喻地图，其轮廓具有可操作优势，可用以增强其地图相似度，促进其与真实地图间联系的建立。但目前隐喻地图研究多侧重地图制作生成技术，较少关注地图认知设计，对制图过程掌控性差，导致地图轮廓形态随机性较强。以Gosper地图为基础进行改造设计，依据真实地图轮廓设计隐喻地图轮廓:基于转角函数法构建目标函数，衡量隐喻地图轮廓与目标轮廓的相似性，通过目标函数对地图轮廓进行筛选，并利用优化算法控制筛选流程，获得满足需求的地图轮廓。使用真实数据进行试验，结果表明，该方法可以获取与目标轮廓近似的地图轮廓，并能基于此轮廓框架开展地图设计表达工作。     

信息量与相似度约束下的网络地图服务缩略图自动生成算法

缩略图可显著提高图片和视频等图形图像资源的展现效率,有效改善信息检索过程中的用户体验。地图服务是一种耦合空间和尺度信息的图像资源,其设计创作、检索筛选和存储管理均需要缩略图的支撑。设计精巧的缩略图带给人良好、鲜活的第一印象,帮助用户实现高效的交互与探索;粗糙凌乱的缩略图则让用户产生抵触情绪,打消其继续探索地图服务的主动性。本文借鉴视频关键帧的思路并结合地图表达特点,提出了地图服务关键位置和关键尺度的概念,并设计了相应的量化指标和提取算法,重点解决了缩略图视觉效果不佳、地图信息量不足和自动化程度不高等问题。算法基于信息量识别地图中内容丰富的关键位置,然后利用跨比例尺相似度判断发生显著变化的关键尺度,最后自动筛选出若干张代表地图服务内容的缩略图。试验表明本方法提取的缩略图数量适中、内容丰富、代表性强,可高度还原地图服务的内容构成和外观样式。     

考虑桩顶冠梁效应的水泥土挡墙变形计算方法

以ｍ法为基础,建立了考虑桩顶冠梁效应的挡墙变形计算模型,给出了计算公式。工程实例表明：该方法预测挡墙变形是可行的。     

“23·7”河北太行山东麓罕见特大暴雨特征及成因

受台风杜苏芮北上减弱的低压影响,2023年7月29日至8月1日,京津冀地区遭受了历史罕见的特大暴雨,海河发生流域性特大洪水并造成人员伤亡和经济损失。利用高空观测、地面自动站、S波段多普勒天气雷达、风廓线雷达、ERA5再分析资料等,对此次天气过程进行了初步分析。结果表明:特大暴雨过程具有累计降水量大、持续时间长、地形作用明显等特征。台风杜苏芮、卡努提供了极为有利的水汽条件,华北北部形成的高压坝阻挡了台风环流北上,华北地区先后经历了阵性降水、台风倒槽降水和倒槽减弱阶段对流性降水三个阶段,降水落区的叠加效应是形成罕见特大暴雨的主要原因。台风倒槽阶段850 hPa切变线受太行山阻挡移动缓慢,降水持续时间长,初期大气处于近中性状态,雨强整体平稳,30日午后对流开始加强,河北中部降水区冷池出流的偏北风与偏东风形成地面辐合线,使得河北东南部高能区中触发的对流单体发展加强为MCS,移入保定后形成“列车效应”;太行山冷池出流的偏北风与地面东南风形成辐合线触发不稳定能量释放,是30日夜间河北西南部降水维持的原因。31日早晨超过20m·s^-1的东南风急流再次建立,造成北京南部超过110...     

高差差分改正理论及其在大坝变形监测中的应用

从高差差分改正入手介绍高差差分改正理论的原理,并推导该理论的精度模型,指出利用该理论进行改正应满足的条件,目的在于将以前学者简单提及的理论系统化的认识和分析,甚至进行更深的推广;最后介绍其在某大坝变形监测中的应用实例,认为在满足文中提出的适用条件的情况下,该理论完全能利用于具体的监测项目中。     

膜-生物反应器与活性污泥工艺处理氨氮废水的微生物特性比较

考察了膜-生物反应器（MBR）与活性污泥工艺（CAS）处理无机氨氮废水的对比研究.结果表明,同CAS相比,MBR处于高容积负荷、低污泥负荷的运行状态下,硝化效果较好,除了短期的pH控制故障外,氨氮转化为硝酸盐氮的转化率可达99%.随着运行时间的增加,膜组件的截留作用导致MBR内胞外多聚物的积累,电镜扫描（SEM）不能观察到运行后期微生物的形态变化,然而,CAS中微生物形态变化不大.2个反应器中硝化菌、亚硝化菌和异养菌的变化趋势是一致的,异养菌仅为硝化细菌的万分之一;但与MBR相比, CAS中硝化菌数量少32%,亚硝化菌的数量少35%,异养菌数量少24%.     

砂土中刚性短桩的p-y模型案例研究

基于Winkler地基模型的p-y曲线法在水平受荷桩的分析与设计中应用非常广泛。该方法最初主要针对海洋石油气平台,基于试桩桩径主要不超过1.2 m、长径比大于20的现场水平荷载试验结果,推导了半经验半理论方法。在过去的十年间,快速发展的风能行业（尤其海洋风机）所采用的桩基础尺寸已经远远超出了当初提出现有p-y模型时的试桩尺寸。目前普遍认为,针对大直径（如桩径 6 m）水平受荷桩的设计,现有p-y模型的可靠性值得商榷和进一步研究。通过两组水平受荷桩基试验实测结果,对当前API规范建议的砂土中p-y模型及其他研究者提出的修正方法进行了案例研究。研究结果表明：不同的p-y模型计算得到的桩身弯矩差异较小,可忽略不计;桩头变形主要受p-y曲线初始刚度值及曲线表达式影响;确定地基刚度常量时,除依据砂土地基的密实度与内摩擦角外,还应考虑地基形成历史。最后,提出了进一步研究方向。