基于背景矩阵减法的探地雷达杂波信号抑制方法研究

探地雷达是探测浅层地下目标并对其空间分布进行成像的重要地球物理方法之一,但在实测雷达剖面中,目标反射信号不可避免地会受到直达波和地面反射波等杂波信号的干扰.为了提高探地雷达数据解译的可靠性和准确性,需要对杂波进行抑制或去除.提出一种背景矩阵减法来抑制杂波信号,并通过两组仿真数据和两组实测数据示例与减平均道法、奇异分解法...     

top-hat变换与庐枞矿集区大地电磁强干扰分离

作为一种非线性信号处理方法,基于数学形态学的广义形态滤波已经展现出其在大地电磁时间域信号去噪中的作用;然而,广义形态滤波在滤除大地电磁时间域信号中噪声波形的同时,也滤除了时间域信号中包含有用信息的缓变化。针对这一问题,提出一种基于数学形态学top-hat变换的大地电磁时间域噪声压制方案,利用top-hat变换对波峰和波谷的检测能力,采用直线型结构元素,对大地电磁时间域信号进行去噪。用该方法对庐枞矿集区大地电磁实测数据进行处理后,数据的标准差与曲线相似性参数都优于处理前数据,表明所提方法能够去除噪声波形并保留时间域信号的缓变化,恢复受噪声污染的大地电磁时间域信号,提高大地电磁视电阻率曲线的质量。     

瞬变电磁数据预处理方法探讨

在瞬变电磁勘查中,由于噪声干扰、有用信号相对其它背景信号太弱、残存一次场等因素,大大影响勘查效果,为取得良好的勘测效果,对数据进行有效的预处理至关重要。在此,就数据组合滤波、弱信息增强处理、异常分离等数据预处理方法进行了探讨,并较好地解决了上述问题,取得良好的应用效果。     

基于小波分析的基桩内部应力监测数据异常辨识

小波分析在时频域具有良好的局部化特征,采用小波分解方法可简单、快捷地计算出数据序列的奇异性指数,以检出数据序列中的随机突变信号。通过试验数据验证,奇异性指数对随机突变信号的检出是正确有效的。根据多传感器监测系统中突变信号的分布规律,进行异常属性自动辨识。研究说明基于小波分析的异常属性识别是一种新颖有效的方法。     

局部奇异值分解法压制随机干扰

对于低信噪比资料,压制随机噪声,增强有效信号是地震资料处理的首要任务。而传统的奇异值分解去噪算法,在有效信号横向相干性较强时,去噪效果明显,但当有效信号同相轴呈倾斜、弯曲或孤立状态时,其在压制随机噪声的同时,存在滤除部分有效信号的弊端,为此通过对不同时窗内的地震数据进行拉平、奇异值分解数据重构与反拉平等处理方法,对常规奇异值分解算法进行改进,以克服其对包含非水平连续信号资料去噪效果差的局限。理论数据和实际资料的去噪结果表明,改进后的算法去噪效果明显优于常规奇异值分解法,能在保证有效波不被滤除的前提下有效提高地震资料的信噪比。     

基于多道信噪能量统计的微地震有效信号识别方法

在微地震监测中有效微地震信号的识别是关键步骤。常规的微地震有效信号识别方法基于单道长短时窗能量比,受噪音影响较大,对于信噪比较低的事件无法准确识别。利用多道记录数据之间的信号相关性好而信号与噪音相关性差的特点,通过记录道自相关求取总能量和相邻记录互相关求取信号能量,以有效信号能量所占比即含信能量比作为门槛值进行有效信号识别,信号识别过程中利用多道互相关对噪音进行了有效压制,提高了微地震信号识别的压噪能力,通过模型数据和实际资料处理验证了方法的有效性。     

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。     

介绍法国处理航磁数据中的简单方法

一、原始数据中尖峰信号的判断在航空磁测中,由于某些偶然因素的影响,磁带记录数据出现突变值。这些突变值称为“尖峰信号”(如图1),它反映的不是磁场的真实值,在计算机处理的最初阶段应该消除它。为了去掉这些尖峰信号,需要规定某种标准,对所有输入数据进行判断,检查出尖峰信号。     

多输入多输出极化步进频率探地雷达硬件系统开发

对基于矢量网络分析仪的单发单收探地雷达系统进行扩展,组建了可实现信号多通道发射和多通道接收的步进频率探地雷达系统。该系统主要由计算机、矢量网络分析仪、三维直角坐标仪、开关控制转换器、同轴开关以及多次覆盖极化天线阵列构成。系统信号发射通道和信号接收通道均可扩展至6个通道,可满足一般天线阵列测量需求。多次覆盖天线阵列采集共中心点（CMP）数据,每个测点可获取2个共极化模式数据和4个交叉极化模式数据,数据叠加后噪声可得到有效压制,系统信噪比可获得较大提升;同时应用Pauli分解方法获得伪彩色剖面图以对目标物体进行散射机制的分类。对该多输入多输出步进频率探地雷达系统进行系统测试和实验的结果,验证了其可靠性。     

短时傅里叶变换在GPR数据解释中的应用

小波变换、经验模态分解、奇异值分解是提高探地雷达数据信噪比、突出深部异常的有效手段。笔者提出一种快速的短时傅里叶变换技术,对探地雷达噪声信号进行解译,利用雷达发射信号与噪声信号的频谱差异提高雷达数据的信噪比;并以数值算例进行验证,分别从单道波信号的频率能量差异,主频等值分布差异等方面详细分析了该方法与小波变换、经验模态分解方法的优势。结果表明,短时傅里叶分析技术能实现探地雷达数据的快速解译,为探地雷数据的反演成像提供更精确的约束条件。     

红山窑红砂岩膨胀变形和软化特性试验研究

以南京红山窑水利枢纽工程所提供的基岩红砂岩岩芯为例，采用MTS815．02型岩石刚性伺服试验系统和岩石膨胀测量仪，对风化红砂岩进行膨胀变形及力学特性试验研究。试验结果表明：红砂岩膨胀应变随吸水率增加而呈对数增长，红砂岩弹性模量、抗压强度随吸水率增加而呈对数减小，而泊松比随吸水率增加而呈对数增大，由于含水率的变化使膨胀岩发生了显著的软化现象。研究成果为工程地基稳定性分析提供了可靠的理论依据。     

多频去耦在双频激电数据去耦中的应用

在频率域激电法所用频段0.1~10Hz范围内,单纯由激电效应决定的视电阻率幅值的频率特性,可近似地表示为频率对数的线性函数;电磁耦合效应使视电阻率幅值发生的变化,可近似表示为频率的幂函数。因此,多频测量法被提出用于频率域激电法的电磁耦合校正。SQ-3型双频激电仪设有4个频组,频率从1/13~8Hz,正处于近似公式适用的范围。将前人多频去耦的思路应用于双频激电数据的处理中,根据双频激电的特点,提出双频仪的多频组电磁耦合校正,经野外实际应用,去耦效果良好。     

温度对污染土电阻率影响的试验研究

应用二相电极法研制了低频交流电阻测试仪,对南京工业污染土进行了电阻率随温度变化的试验测定。结果表明,随着温度的升高,污染土电阻率降低,电阻率随温度的变化呈良好的对数关系。结合目前应用较多的温度校正Keller和Frischnecht法和Campbell法,提出了最理想校正温度法,并推导出了相应的计算公式。试验证明,对于污染土,最理想校正温度法比Keller和Frischnecht法和Campbell法效果更好,拟合精度更高。     

干旱区天然植被生态需水量计算方法

依据生态适宜性理论,建立了植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型;基于此模型,结合遥感技术进行的生态分区和植物生理需水的现场实验数据,提出了干旱区天然植被生态需水量计算方法;应用此方法计算了黑河流域额济纳旗天然植被生态需水量,计算成果与其他成果比较相差较小。结果表明,该计算方法是合理的,可以推广应用于干旱区其他地区。     

Evaluating relationships between soil chemical properties and vegetation cover at different slope aspects in a reclaimed dump

Conducting research about the relationships between soil chemical properties and vegetation coverage at different slope aspects is especially important in reconstructed ecosystems of vulnerable ecological regions. This study was conducted in the first reclaimed dump within the Pingshuo mining area of Shanxi Province, China, to analyze patterns of soil chemical properties (soil organic matter (SOM), soil total nitrogen (STN), soil available phosphorus (SAP) and soil available potassium (SAp) and vegetation coverage (NDVI) and their correlations at different slope aspects. In the reclaimed dump, 26 quadrats were established along four slope aspects (i.e., shady, semi-shady, sunny and semi-sunny slopes). There was no significant difference in SOM or STN among different slope aspects, while SAP differed between shady slopes compared to semi-shady, sunny and semi-sunny slopes; SAP differed significantly between semi-shady and semi-sunny slopes. The NDVI of semi-sunny slopes differed significantly from that of the other three aspects. There was variation in the relationships between NDVI and soil chemical properties, depending on the slope aspects. The logarithm of SOM and NDVI was related linearly on shady and semi-shady slopes, while NDVI was inversely related to the natural logarithm of the logarithm of SOM on sunny and semi-sunny slopes. STN and NDVI had a first-order function relationship on shady and semi-shady slopes, yet a quadratic function relationship on sunny and semi-sunny slopes. The relationships between SAP and NDVI were inverse on all types of slopes. On shady and semi-shady slopes, NDVI had a quadratic relationship with the logarithm of SAp, but it was well fitted by using a cubic function on sunny and semi-sunny slopes. The sensitivity coefficients of soil chemical properties and NDVI were different, and soil chemical properties changed differently depending on changes in NDVI at different slope aspects.     

有限单元法三维电阻率最小二乘反演中存在问题的研究

针对有限单元法在三维电阻率最小二乘反演中关于深部单元的反演能力、反演稳定性和速度问题进行了讨论与改进.首先构造了全新的"体积因子"作为先验信息加入到电阻率反演中,使地质体赋存区域的电阻率变化更符合实际情况,提高了深度较大的地质体的分辨能力.反演计算中对实测电阻率数据和模型正演数据分别取对数,并改进迭代修正量的计算方法,将以前的加减修正量改为与修正量指数之积,这样,不但可以改进电阻率模型出现负值的缺陷,提高反演计算的稳定性,而且还可减少迭代次数;针对反演时间过长的缺陷,将三维全域反演改为三维局域反演,使每次迭代的时间由4 h减少到目前的15 min;对模型的反演计算表明,以上改进是非常有效的.     

压缩过程中重塑黏土渗透系数的变化规律

重塑黏土渗透系数是岩土工程众多领域中的一个重要参数,分析其主要影响因素并提出简单实用的定量表达式有着重要的理论价值及工程应用前景。已有的渗透系数预测方法或者由于参数复杂,或者由于适用范围窄、精度低,不能很好地得到应用。收集了已有不同文献23组液限变化范围为40%～300%的重塑黏土的固结渗透试验数据,通过分析指出了土体压缩过程中当应变大于20%时渗透系数对数值与孔隙比成非线性指数关系而非线性关系,明确了已有渗透系数预测方法的主要缺陷。采用多元线性回归分析方法,揭示了影响黏土渗透系数的主要影响因素,提出了适用范围广、参数简单的渗透系数定量计算表达式。     

新围涂区土壤脱盐与地下水淡化预测分析

以浙江玉环县漩门二期水库蓄淡工程背景,从土壤盐分统计预报的基本方法——数理统计法出发来预测涂区土壤的脱盐速度,建立了对数函数数学模型并进行了模型的检验与讨论,得出适用于该滩涂湿地涂区的土壤脱盐量公式并进行了预测计算。在此基础上,采用相类似的对数函数拟合的方法对涂区土壤浅层地下水淡化速度进行了预测分析。     

隧道围岩超欠挖与节理和洞轴线之间的关系

从分形几何角度分析,隧道围岩超欠挖具有自相似性,对于一定洞径的隧道,隧道围岩超欠挖曲线分形维数是岩体结构和洞轴线的函数。对于主要发育一组陡倾节理的情况研究表明,隧道围岩超欠挖曲线分形维数与节理间距呈双对数线性关系,与节理走向和洞轴线的夹角呈双对数线性关系,并建立了它们之间的多元关系。     

Comment on ‘‘Determination of soil–water characteristic curve variables” by Qian Zhai and Harianto Rahardjo [Comput. Geotech. 42 (2012) 37–43]

The determination of soil–water characteristic curve variables, proposed by [1] provides more flexibility compared to conventional methods such as [4]. However, if the method “A” described by the authors is used, the air-entry and residual suctions would be difficult to compute, because the parameters m and n depend directly on the residual suction and vice versa, which leads to more unknowns than equations. It should be noted that the parameters of the original formula of [2] composed of the correction factor, are calculated in semi-log plot by using the neperian logarithm and not with the decimal logarithm.