DFG型断层形变垂直分量测量仪自动化标定

本文介绍了自主研发的DFG型断层形变垂直分量测量仪的测量原理及自动化标定系统。结合在北京市丰台区大灰厂地震台该仪器的安装,介绍了标定的实现过程,标定结果满足地壳形变观测仪器相关技术标准的要求。     

测氡仪器工作状态选取浅析

在仪器标定检查工作中,常常会涉及到工作状态的选取问题。工作状态选取是否合适,将直接影响着观测数据的准确性。本文仅介绍笔者在工作中遇到的几种异常情况及通过实验识别仪器正常与否的方法。笔者深感在台站仪器老化日异严重的今天,认真识别仪器性能是否正常的重要性。     

ZG—1型插入式中子水分计标定响应曲线的探讨

在包气带非饱和水分运移研究中,中子测水技术已经广泛得到应用。通过ZG—1型中子水分计的多年使用和对其现场实测检验,该仪器的性能和分辨能力均与美国T3221型中子水分计相当。由于其计数管为20cm, 因此其标定方程取曲线方程优于直线方程。应与核物理专家密切合作,根据具体仪器的特征选取标定方程,不能盲目依照进口仪器而选取不宜的方程形式。     

一种物探仪器系统特性高精度标定方法

笔者提出了基于相关辨识的物探仪器系统特性标定方法,采用逆重复M序列作为激发信号,向仪器测量通道输入编码电流,按一定的采样率,记录激发电流和仪器响应输出时间序列,采用循环互相关法获取仪器系统的频率响应。仿真计算结果表明采用编码源循环互相关法标定仪器系统特性,提高了系统频率特性的频率分辨率。多周期叠加能显著提高辨识精度,提高采样率也有助于提高辨识精度,但要与系统数据存贮能力相匹配。     

油气井雷达成像测井仪改进及试验

传统的测井仪器探测深度基本在3 m以内, 大多也没有方位分辨能力, 无法实现油气井周围较大范围地层结构与构造的成像, 故不能解决隐蔽构造与油气储层的探测问题。针对上述问题, 将地表地质雷达成像技术移植到测井中, 研发了雷达成像测井仪。为提高雷达成像测井仪探测深度、方位分辨率和下井深度, 采用纳秒脉冲源与定向接收天线对井周地层进行探测和成像, 在增大探测距离的同时, 兼顾了分辨率; 采用磁环和光耦对脉冲板做隔离, 有效地压制了噪声; 通过在电路外增加保温瓶和优选耐高温元器件提高了仪器的耐高温性能; 最后利用模型井对仪器进行了测试和标定, 并在3口油井中进行了现场应用。改进后的雷达成像测井仪下井深度可达6 000 m, 最大探测深度可达12 m, 能够对井周5 m以外孔洞、裂缝进行定位和成像, 大大地拓宽了测井技术的横向预测能力。测试与应用结果表明:该仪器能够耐受油井下的高温高压环境, 探测深度大且分辨率高, 对钻孔周围地层界面、裂缝和孔洞构造成像效果较好。      

煤层气井排采自动化监测与控制关键仪器设计

在煤层气井排采自动化推进过程中,存在动液面不能精确测量、产气量精细控制难度大、间歇产水且含煤粉测量误差大等问题。为解决上述问题,设计了新型自动液面测试仪,显著提高了煤层气井动液面的测量精度,经现场验证测量误差在2 m以内;结合煤层气产量低现象,改进了小阀芯气体调节阀,实现了产气量的精细控制;参照人工计量方式,设计了煤层气水计量装置,经现场验证误差小于3%。排采自动化关键仪器的设计和现场验证,满足煤层气现场生产需求,为实现煤层气井排采自动化提供了基础保障。      

悬沙浓度标定相关性问题的探索

为研究影响OBS悬沙浓度标定相关性的因素,通过大量的数据分析发现常用的两种瞬时式采样器存在自身局限,无法精确控制采集点位置,以及无法完全封闭已经采集的水样。这两个局限是导致悬沙浓度标定相关系数较低的关键因素。在流态复杂的河口区,采样器的局限导致的影响更加明显。建议现场采集水样并进行后续处理时,需要注意仪器观测对象与标定样品的一致性。     

便携式土壤水分采集仪标定的探讨

以便携式土壤水分采集仪实际标定的操作过程为例^[1-2],重点阐述该类仪器具体的标定原则、技术要求和标定方法等,对其它以介电常数法为原理的土壤水分自动采集仪的标定具有借鉴和参考作用,为新型土壤水分自动采集仪的技术发展及业务化应用进行了有益的探索。     

井筒十字中心线恢复标定方法探讨

在井筒十字中心线恢复标定工程中,由于现场条件限制,传统仪器无法架设,通过RTK、电子全站仪及电子手簿等手段和四等导线测量方法间接测定井筒十字中线点,快速精准,效果显著。     

数字化地下水单井综合观测平台的结构设计

为地震地下水前兆观测技术实现数字化和综合化这一发展目标 ,性能先进的数字化观测仪器和功能优良的综合观测平台是相辅相成的两个基本方面。本文在分析已有综合观测体系模式的基础上 ,应用最新研究成果 ,提出了新一代综合观测模式 ,给出了单井综合观测平台结构设计。该平台在与地下水各测项的数字化观测仪器对接后 ,可实现静水位、水化学和水温三者均处在理想观测状态条件下的自动化单井综合观测     

CCD画像处理量测技术在模型试验中的应用

本文讨论了模型试验中目前主要采用的各种位移量测技术的优缺点，介绍了一种新型先进的位移量测技术－ＣＣＤ画像处理法的基本原理和方法，并将其应用到小块体堆砌成的节理岩体断面模型试验中测量位移。     

动态图像法与镜下测量法粒度分布结果对比研究

动态图像法、镜下测量法在地下沉积岩粒度分析中的应用研究较为薄弱。对塔里木轮南地区X100井三叠系水下分流河道12块砂岩样品分别采用以上两种方法进行粒度测试,将所测得的各组分含量、粒度曲线及粒度参数进行对比分析,并对镜下测量法粒度结果开展校正研究,以使这两种方法在今后能更广泛地运用于粒度分析。研究结果表明:相较于镜下测量法,动态图像法检测粗组分含量偏大而细组分含量偏小,黏土—粉砂组分和中砂组分是两种方法产生差异的分界线。检测颗粒数目的悬殊和岩石类型是两种方法存在差异的主要原因,测试方法的量程、测量原理和颗粒形状也会造成一定的影响。基于岩性的镜下测量法粒度结果校正,使两种方法的细砂—粗砂组分含量、粒径参数的相关系数从0.25~0.80提高到0.88~0.95,达到了校正基本目的,其准确性得到有效的提高。     

国产滤纸吸力-含水量关系率定曲线的研究

简要介绍了滤纸法测吸力的原理和方法以及国外滤纸率定曲线的研究成果。 应用压力膜吸力仪进行了国产滤纸的率定实验, 得到了国产滤纸脱湿过程的率定曲线和脱湿—吸湿过程率定曲线, 分析了该率定曲线的性状, 与国外滤纸的成果进行了比较,得出了有关的初步结论。     

土工环剪仪的开发及其应用研究现状

在回顾国内外有关土工环剪仪研发及其应用研究工作的基础上,介绍了环剪试验设备的开发历程以及当今国际上对环剪试验系统研制方面的最新进展。总结了环剪仪在土工研究工作中的应用情况以及新的试验方法和测试技术等。着重阐述了利用环剪试验在对土峰后应变软化现象与残余强度分析、土的剪切带形成机制试验研究、地质灾害成因机制分析以及土工合成材料界面抗剪强度测定等方面研究中的主要内容、方法和成果。     

ZY-89型钻孔煤层瓦斯压力测定仪的研制与应用

针对煤田地质勘探钻孔的特点,研制了新型的ZY-89型钻孔煤层瓦斯压力测定仪。介绍了该仪器的工作原理、结构及技术特点,及其在四川古叙煤矿区海风矿段等矿区的生产应用情况。     

Local measurements of the polar deformation response in a hollow cylinder apparatus

This paper describes the set-up, calibration and performance of the local instrumentation that measures the deformation response of the test-specimen in a new hollow cylinder apparatus (HCA). Customised, single- and double-axis inclinometers measure the axial and twist deformations of the outer specimen wall surface. Proximity transducers in the cell chamber and the specimen bore cavity measure the radial wall‐surface displacements and precision gearing allows the relocation of the transducers from outside the pressure-cell. The inclinometers were modified (reduced gauge of 45 mm) to suit the smaller-sized test specimen and the more compact pressure cell of the HCA. The instruments were calibrated using an optical table and laser distance-measurement system to achieve the necessary accuracy for strain measurements over the pseudo-elastic range. The calibration in water data for the proximity transducers was non-linear and strongly influenced by the specimen wall curvature. Equations are presented to compute the true torsional shear strain response from the measured inclinometer tilt angle, specimen dimensions and deformation response. External measurements include significant errors due to apparatus compliance, specimen end-restraint and bedding effects, inaccuracies in measuring volume changes and the fact that the deformations are calculated assuming that the entire specimen deforms as a right cylinder.     

应用于地球深部物质科学研究的静态超高压实验技术

三十多年来静态超高压实验技术已发展成为实验压力、温度范围分别为1～550GPa,-256°～3500℃,主要应用于下地壳、地幔及地核物质的物理和化学性质研究,并已取得大量研究成果的一项实验技术。本文简要介绍了该项实验技术与地学领域其它高温高压实验技术的区别,以及静态超高压实验装置的两大系列——金钢石压腔装置和大腔体高压装置的特点和应用情况。并对这两大系列实验技术的发展前景和我国应有的对策进行了评述。     

系列^14C样品贝叶斯法日历年龄校正研究进展

系列^14C样品贝叶斯法日历年龄校正研究已成为当前^14C年代学中一个热点,系统综述了时序已知、时序间隔已知和时序间隔近似已知系列^14C样品日历年龄校正研究的历史、原理、计算方法及其在树轮、泥炭、地层等领域上应用进展,对影响系列样品贝叶斯分析获得^14C日历年龄区间的主要因素以及未来发展方向作了归纳。大量事例研究结果表明系列样品贝叶斯分析的实质在于贝叶斯方法从统计的角度灵活地把地层信息以概率方式加入到^14C日历年龄校正过程中,获得比单个^14C年代校正精度更高的日历年龄。     

Influence of boundary conditions,specimen geometry and material heterogeneity on model calibration from triaxial tests

The recent capability of measuring full‐field deformations using advanced imaging techniques provides the opportunity to improve the predictive ability of computational soil mechanics. This paper investigates the effects of imperfect initial specimen geometry, platen‐soil and apparatus compliance, and material heterogeneity on the constitutive model calibration process from triaxial tests with nonlubricated platens. The technique of 3D‐Digital Image Correlation (3D‐DIC) was used to measure, from digital images, full‐field displacements over sand specimen surfaces throughout triaxial compression tests, as well as actual specimen initial shape, and deformations associated with platen and apparatus compliance and bedding settlement. The difference between predicted and observed 3D specimen surface deformations served to quantify an objective function in the optimization algorithm. Four different three‐dimensional finite element models (FEMs), each allowing varying degrees of material variability in the solution of the inverse problem, were used to study the effect of material heterogeneity. Results of the parametric study revealed that properly representing the actual initial specimen geometry significantly improves the optimization efficiency, and that accounting for boundary compliance can be critical for the accurate recovery of the full‐field experimental displacements. Allowing for nonsymmetric material variability had the most significant impact on predicted behavior. A relatively high coefficient of variation in model parameters was found among a statistical ensemble of tests, underscoring the importance of conducting multiple tests for proper material characterization. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

流变应力恢复法地应力测试及装置

深部软岩体应力测试难度大,尚无有效测试技术。对此,研制了一种适用于软岩体应力测试的三向压应力传感器,提出了相应的解算方法,并对传感器进行了标定试验、干扰试验和室内模型试验。标定试验结果表明,传感器的线性度、重复性等静态性能良好。当荷载不断增大时,传感器的测量误差先逐渐减小,直至为0,而后又逐渐增大,但误差基本上都在10%以内,说明传感器能较精确地测量量程范围内的应力大小。干扰试验结果表明,传感器3个传感面之间的相互干扰可以忽略不计。模型试验结果表明,随着加载次数的增加,传感器所感知的力越来越接近所施加的力,最后趋近于相等,进一步表明了该传感器基本满足工程实践要求。此外,初步探讨了传感器的优化设计方向等问题。