频率域激电信号采集平台研究

为提高传统频率域激电信号接收机的通用性,设计了一种可采集和处理变频信号、双频信号和伪随机多频信号等多种频率域激电信号的采集平台。该平台以STM32微控制器为核心设计硬件电路,实现低通滤波、程控放大、模数转换以及数据通信等功能;在LabVIEW中设计上位机,进行参数设置、数字滤波、频谱分析、幅值测量、求值计算等处理,得到幅频率等目标参数,并具有波形显示与回放、数据存储与查看等功能;设计了阻容网络模拟实验,3种激电法幅频率实测值与理论值绝对误差均小于0.5%。实验表明,平台能够灵活选取不同方法进行采集和处理,测量精度较高,在资源勘查以及煤矿水害探测等方面具有良好的应用前景。      

加载频率对反滤料动变形特性影响的试验及细观数值模拟研究

在动三轴试验过程中,加载频率对动模量和阻尼比的影响目前还没有定论。基于室内动三轴试验结果,采用二维颗粒流程序PFC2D模拟了筑坝反滤料在不同加载频率（f = 1.0、0.5、0.1、0.05 Hz）条件下的室内动三轴试验。数值模拟结果与试验结果基本吻合,试验结果表明,（1）当 f ≥ 0.1 Hz时,频率对动模量和阻尼比的影响可以忽略;当 f < 0.1 Hz时,模量在小应变情况下会有所降低,但随着应变的增大会趋于一致。（2）阻尼比在f = 0.05 Hz时波动比较大,但与其他频率条件下的阻尼比相比都在一个较小的区域内,可以认为频率对阻尼比基本没有影响     

黄土高原区高含沙水流发生频率空间分异及其影响因素

以1964-1989年黄土高原区284个水文站的泥沙观测资料为基础,结合相应区域内自然条件与人类活动相关资料,运用空间分析及数理统计方法,研究了黄土高原区高含沙水流发生频率的空间分布规律,并分析了高含沙水流发生频率及其与各影响因素之间的关系。研究结果表明,黄土高原区高含沙水流发生频率高值区为带状分布,呈东北-西南向,且存在3个高值中心区,分别位于111°E、40°N,107°E、36°N和104°E、34°N附近;在分析各影响因素与高含沙水流发生频率关系基础上,进一步研究了多因素对高含沙水流发生频率的综合影响,结果表明,灌木林、丘陵旱地、有林地、黄土厚度、年平均降水量等主要影响因素对高含沙水流发生频率的相对贡献率依次为17%、4%、7%、30%、42%。     

频率－初速测桩法的应用与提高

本文对频率-初速测拉法的理论和实践作了进一步阐述,并针对测桩资质考核中存在的问题,提出若干技术对策。     

基于有限单元法的激电参数正演数值模拟

通过利用有限单元法模拟频率域激电法中的重要参数幅频率Fs和相频率Фs,研究Fs、Фs在三维地电条件下的激电响应特征。首先,在有限元方法中,使用六面体和四面体相结合的剖分单元,对大地模型进行离散,通过计算不同频率下的Cole—Cole模型复电阻率响应,替换模型中的体极化模型,最后模拟得到了频率域激电法中的主要参数。通过对比分析,证明了该方法程序简便、准确,也证明了相频率参数可作为一种有效区分时间常数不同的极化体方法。     

绘点公式在线性矩参数估计中对稀遇频率估计值的影响探讨

根据太湖流域96个雨量站年最大日雨量资料进行分析计算,在线性矩中当采用绘点公式Pi∶n=(i+A)/(n+B),BA-1时,选取不同参数A和B的值,通过蒙特卡洛模拟方法 ,计算实际资料频率估计值与生成资料频率估计值的平均值的均方根误差来探讨不同绘点公式对频率估计值的影响。一般认为A=0,B=0时,线性矩估算是无偏的。重点讨论当估计稀遇频率事件时,A=0,B=0是否仍然恰当;如若不是,A和B取什么值是最佳的组合。结果表明:在线性矩参数估计中对常遇频率估计值采用无偏绘点公式时频率估计值不确定性很小,而对稀遇频率估计值采用无偏绘点公式计算存在较大的不确定性。比较了不同绘点公式对太湖流域年最大日雨量100-y,1 000-y,10 000-y频率估计值的影响,发现在线性矩参数估计中对稀遇频率估计值稳健性表现最好的绘点公式是Pi∶n=(i-0.35)/n,即A=-0.35,B=0。     

法向循环荷载下土石混合料-织物界面剪切特性研究

筋-土界面动力剪切特性会影响加筋土石混合料路基的稳定性和耐久性。采用室内大型动态直剪仪,对5种含石量（0%、25%、50%、75%和100%）下的土石混合料-土工织物界面进行了一系列静、动力直剪试验,分析了法向应力振幅（10、20、30、40、60 kPa）和法向加载频率（0.5、1.0、2.0 Hz）对界面剪切响应的影响规律,并在试验的基础上建立了界面摩擦系数的经验公式。结果表明：界面上、下界抗剪强度随含石量的增大表现为先增大后减小的趋势,并与法向应力振幅呈正相关关系,与法向加载频率呈负相关关系;增大含石量会使界面剪胀效应增大,增大振幅和频率会使其减小;含石量和振幅的增大会导致界面摩擦效应增强;在试验的基础上建立了与含石量、振幅、频率相关的界面摩擦系数经验公式,与试验结果吻合较好。     

阀式正作用冲击器冲击频率和弹簧的性能分析

阀式正作用冲击器性能测试及使用中出现两种现象: （1）实测冲击频率低于设计频率;（2）锤簧使用寿命短。究其原因,一方面是弹簧自振频率与外载荷变动频率接近,引起弹簧共振,造成冲击器压力波动,延长工作循环时间,降低冲击频率;另一方面是弹簧疲劳强度安全系数小于许用安全系数,造成锤簧折断,缩短使用寿命。改进办法是修改阀的结构尺寸及重新设计弹簧参数以提高弹簧自振频率和安全系数。      

关于频率电磁测深几个问题的探讨(二)——频率电磁测深探测深度的几个问题分析

分析了天然源频率电磁测深(MT/AMT)及人工源频率电磁测深(FEM/CSAMT)的探测深度及评估方法。人工源频率电磁测深在观测点侧面有发射源,分析其探测深度的有关问题比较复杂,除受地电断面和发射频率的影响外,收-发距(偏移距)的作用很大。考虑实际应用,在探测对象已定和仪器频率范围已知情况下,通过模拟计算研究了偏移距对探测深度的影响。将偏移距和频率、地电断面参数同时考虑,综合反映出场区对探测深度的影响,通过模拟计算出典型频率电磁测深曲线。曲线特征说明:近区场仅能做几何测深,只有满足远区或中区(过渡区)的条件才能实现频率电磁测深。人工源频率电磁测深探测深度的影响因素较天然源频率电磁测深多了偏移距的作用,其深度评估式应是经验的。所阐述的频率电磁测深的探测深度及评估方法是偏重理论的,并以此指导施工设计或作半定量解释;要更准确得出频率电磁测深的探测深度应通过正确的反演解释。      

天水黄土地区覆盖层厚度的反演研究

基于天水黄土地区现场测试的539个地脉动测点数据,分析得到了其H/V频谱特征和场地卓越频率。结合该区59个钻孔编录和波速测试结果,运用1/4波长和覆盖层厚度与卓越频率统计等两种方法反演了该区黄土覆盖层厚度。结果表明,1/4波长法在黄土覆盖层较厚、且地层较为单一的III、IV级阶地具有较好的适应性;覆盖层厚度与卓越频率统计法得出了较高精度的覆盖层厚度与卓越频率之间的幂函数关系,简化了剪切波速的影响,在整个研究区域具有较好的适应性。     

地下水观测频率优化设计研究

地下水观测网优化设计,包括观测孔空间位置及时域上观测频率的优化设计。本文从地下水动态特征出发,提出了地下水观测频率优化设计的时间克立金方法、谱分析方法以及统计学分析方法。在观测频率优化设计中,各种方法研究的角度各有特点和差异。     

提高频率测深正演计算速度的方法

研究提高频率测深正演计算速度的方法是很有意义的,因为正演是反演的基础,正演计算的精度和速度决定了反演的精度和速度,因此本文提出了一种在保证计算精度前提下提高频率测深正演速度的方法,并对该方法的数学含义作出讨论。     

Ⅱ型乘法分布在干旱资料含零系列统计分析中的应用

Π型乘法分布用于干旱资料含零系列频率分析时,同用于洪水频率分析时一样,也具有显著优点,即方法简便、适应能力强,而且参数及分布函数几何图形均接近实际,能完全避免现行虚拟负支方法造成的参数失真及分布图形偏离实际的缺点,是一种模拟洪,旱极值的通用分布。     

动荷载作用下冻结兰州黄土的动应变幅变化特征研究

采用分级循环正弦荷载模拟车辆振动, 通过动三轴试验对冻土的动应变幅进行了研究. 结果表明: 对于频率为0.1 Hz的前5级加载和频率≥0.5 Hz的各级加载作用下的动应变幅, 可以采用等价应变幅描述每一级动荷载作用下的动应变幅. 存在一个临界频率(约为7 Hz), 当加载频率小于该临界频率时, 等价应变幅变化复杂; 当加载频率大于该临界频率时, 等价应变幅随加载级数基本保持不变. 当加载频率≥0.5 Hz时,不同加载级数下等价应变幅随加载频率的增大而减小. 围压对等价应变幅影响较小; 当频率≤0.5 Hz时, -0.5 ℃条件下的等价应变幅略大于-1.0 ℃条件下的等价应变幅; 当频率>0.5 Hz时, 不同温度下的等价应变幅近似相等.     

岩体节理体积频率的计算方法及工程应用

利用Monte-Carlo原理进行三维结构面网络模拟是研究岩体内节理面发育规律最常用的技术手段,节理体积频率(v)则是影响结构面网络模拟正确与否的关键参数之一,需要根据野外实测节理线频率()进行换算。利用三维结构面网络模拟程序,提出了基于线频率反演节理体积频率的新思路。首先赋给某组节理一个初始体积频率,利用三维结构面网络模拟程序,生成只包含该组节理的三维网络模型样本,计算此模型中该组节理在测线方向上的线频率,不同体积频率(v)对应不同线频率(),进而可建立两者的函数关系,最后将测线方向上该组节理的线频率带入该函数即可确定其体积频率。以贵州省息烽县鱼简河水库坝址区岩体为例,按照上述思路根据测线法统计数据计算了节理体积频率,结果表明v与之间呈现出高度的线性关系。当节理圆盘半径服从对数正态分布时,v与max 的比值约为0.4~1.0,而当节理圆盘半径服从负指数分布时,v与max 的比值约为1.3~3.5。最后依据《工程岩体分级标准(GB50218-94)》 表3.3.1、 表3.4.3和 表3.4.4,分别基于线频率和体积频率对鱼简河水库坝肩岩体完整性进行了评价,结果表明,后者评价结果的可信度比前者高。     

水文频率分析述评

对水文频率分析研究进行了回顾与评述,分别对常遇的几个问题——频率曲线线型、经验频率公式、统计参数估计和特殊水文资料应用等作了叙述,总结了我国近50年来在频率分析上的主要成就以及对分析思路、研究探索、实际应用和实践经验等作出剖析。可以认为,现在已发展成一套具有中国特色的水文频率分析方法,为工程所需提供了科学依据,为水文学科的发展作出了贡献。     

各向异性地层上方频率测深视电阻率响应特征的研究

为了改进频率测深方法的解释精度,本文讨论了各向异性对频率测深电磁场或视电阻率的影响问题。文中对各向异性层状介质上方电磁场问题的计算以及各向异性校正方法也作出研究,野外实际工作以此为指导是很必要的。     

考虑桩土相互作用的变截面高墩自振频率计算分析

针对变截面群桩基础高墩的几何特性,将桥墩与群桩基础简化为空间整体,在考虑桥墩变截面特性及桩土相互作用的基础上,提出群桩基础变截面桥墩分析模型;将分析模型分解成群桩基础的刚体变形与桥墩的弹性变形两个部分,分别基于能量法与有限单元法求解相应的自振频率,并采用Southwell频率合成法,将整体计算模型表示成两个部分的合成,从而导出变截面桥墩的自振频率,通过算例证明该方法的实用性,并分析了桥墩参数对自振频率的影响,获及了一些定性的结论。结果表明,变截面高墩自振频率的计算分析中,桩-土相互作用的影响不容忽视,考虑桩土相互作用和桥墩本身的非线性更符合工程实际。     

地下水位监测频率和时长对滑体渗透系数反演结果的影响

滑体渗透系数是决定滑坡对降水入渗或库水位波动响应的关键参数。当滑坡区有较丰富的地下水位监测数据时,基于监测数据反演滑体渗透系数是公认的最有效途径之一。然而,反演参数的准确性受制于监测数据的采集频率和时长。确定反演滑体渗透系数的相对最优监测频率和监测时长是获取准确反演结果的前提。本文以三峡库区典型的碎石土滑坡——李家坡滑坡为例,通过渗流场反演模拟和反演结果与监测数据拟合途径,以反演结果的稳定性和离散性为评价指标,分析地下水位监测频率和监测时长对滑体渗透系数反演结果的影响,进而提出水库环境中反演碎石土滑坡滑体渗透系数的相对最佳监测频率和监测时长。研究发现:（1）监测时长不大于810 d、监测频率高于15 d/次时,可以获得水位误差相对最小、且基本稳定的反演结果;（2）监测频率1 d/次和5 d/次、监测时长同为270 d时,或监测频率10 d/次、监测时长540 d时,反演所得渗透系数的稳定性较好、离散性较小;（3） 监测频率15 d/次和30 d/次时,即使监测时长长达1 170 d,反演所得渗透系数的稳定性、离散性依然较差。综合反演水位误差大小、反演渗透系数的稳定性和离散性以及监测成本,认为监测频率5 d/次、监测时长270 d为三峡库区碎石土滑坡相对最佳的监测频率和监测时长。     

内蒙古白音郭勒地区地球化学异常提取方法对比研究

勘查地球化学的基础性问题是如何合理地提取地球化学异常下限,这是影响勘查地球化学在矿产勘查中效果的主要因素。利用SPSS软件,通过含量对数频率直方图,结合偏度、峰度检验法检验元素的含量分布型式,发现研究区的Cu、Ag、Pb、Zn元素不服从正态或对数正态分布,而呈现多峰态、高丛集的多重分形特征。采用传统的统计学方法、85%累计频率法、含量-总量多重分形法提取相关元素地球化学异常,并进行对比研究。研究结果表明,基于元素空间分布及含量分布规律的含量-总量多重分形方法,有效克服了传统方法的局限,比较客观地反映研究区的地球化学异常信息,是研究地球化学异常比较合理的方法。