FRY应变测量法的计算机模拟制图程序及应用

本文设计了一个简便的Fry应变测量法的计算机制图求解程序,将实测的标志体中心点化为坐标值输入机内,便可得到一张完整的Fry图解。本文还就Fry图解的正确解释和应用问题进行了讨论。     

物质点强度折减法边坡失稳判据选择方法

用物质点强度折减法求解边坡安全系数时, 需要选择一定的失稳判据, 而采用不同的失稳判据获得的安全系数通常存在一定差异。为此, 采用物质点强度折减法对两个边坡算例进行了稳定性分析, 对比研究了文献中常用的4种边坡失稳判据(计算不收敛、特征点位移突变、塑性应变贯通及界限值判据)在计算边坡安全系数时的合理性及适用性。同时, 将Spencer极限平衡法获得的安全系数作为参考, 进一步验证了结果的合理性与准确性。结果表明: ①数值计算的收敛性不能作为边坡失稳判据; ②将特征点位移突变视为边坡失稳判据时, 获得的安全系数与极限平衡法获得的结果基本一致, 故特征点位移突变可以作为边坡失稳判据; ③塑性应变贯通和边坡最大位移随迭代时间步趋于稳定的界限值不宜单独作为边坡失稳判据。      

安徽钻孔体应变与降雨、地下水位关系的研究

利用合肥台、黄山台钻孔体应变2013～2015年观测资料日均值与降雨引起的地下水位变化进行相关分析,同时考虑体应变变化的滞后性,使用Matlab计算水位和体应变不同滞后时间的相关系数,确定滞后天数;扣除滞后天数,再进行回归拟合分析,消除水位干扰。鉴于水位对体应变干扰的复杂性,在运用长周期数据时,以月为窗长进行回归分析,能较好地消除水位对体应变的干扰,利于体应变的趋势性判断。     

橡胶纤维-砂混合料力学特性的离散元三轴试验研究

橡胶砂作为一种轻质填料在岩土工程中具有良好的应用前景，为揭示橡胶纤维-砂混合料强度特性、偏应力-轴向应变曲线及微观结构的变化规律，开展了橡胶纤维-砂不同配比的三轴剪切试验，基于颗粒流理论和PFC3D程序，对橡胶纤维-砂混合料的三轴剪切试验进行了数值模拟，并与室内试验结果进行了比较。结果表明:随着橡胶含量的增加，试样的应力-应变关系由应变软化型向应变硬化型过渡，试样剪切过程中体变形式逐渐由体胀型变为体缩型；同一围压下橡胶纤维含量高的试样变形模量小，表明橡胶材料的掺入有助于增强试样的压缩性能。      

潮汐观测中高精度气压辅助观测的必要性及气压效应的校正

本文根据集中载荷作用下弹性半无限体内任意一点的位移公式,推导出水平应变、垂直应变和倾斜的表达式。用积分求和的方法,分别计算了在半径为50公里和100公里的园形区域内,气压均匀升高1毫巴,压力园中心0-2000米不同深度处的水平应变、垂直应变、倾斜和体应变,进而得到水平应变、垂直应变、倾斜和体应变的气压周期性变化效应与其相应的最大潮幅值的比值分别为3.0％,24.0％,0和5.9％。据此论证了进行高精度气压辅助观测的必要性,提出了气压效应的校正方法。     

用航磁异常计算山西省地区居里面

B.K.Bhattachryya(1975)推导的求磁性体质心的矩谱法公式,该方法理论严谨,计算速度快,并有不需要预先知道磁性体磁化率的特点。在该公式的基础上,本文用推导出的提高求解质心精度的改正公式,求磁性体的质心(h_0),用对数功率谱法求磁性体上界面(h_1),根据公式计算了山西省居里面;并根据热传导的近似公式计算了山西省大地热流值。结果与已有的地质、地球物理资料相吻合,揭示了山西地堑的深部构造特征。     

岩层倾斜对体应变受气压影响研究

台站实测资料反映地表倾斜时,体应变气压干扰系数明显变大.通过理论计算,求出了地表倾斜度与体应变气压系数的关系,去除气压干扰后,体应变观测的固体潮汐明显改善.     

基于移动激光扫描点云特征图像和SVM的建筑物立面半自动提取方法

建筑物立面是城市地物的重要组成部分,而移动激光扫描是获取城市地物三维信息的重要手段之一。本文提出了一种基于移动激光扫描点云的建筑物立面半自动提取算法。该方法首先构建研究区水平网格;然后计算局部点云几何特征,并且将特征投影到水平网格生成点云特征图像;接着基于支持向量机（Support Vector Machine,SVM）对建筑物立面网格进行粗提取;最后使用网格属性（形状系数、网格面积、最大高程）对粗提取结果进行过滤,并将结果反投影到三维空间中得到精确的建筑物立面。以卡内基梅隆大学的移动激光扫描点云进行试验后表明,本算法能够较好地提取出建筑物立面,提取精度为84%,召回率为90%,数据修正后精度为88%,召回率为91%。通过与现有算法对比,本文提出的算法具有较高精度。     

基于高斯距离加权格网法研究华北地区地壳形变特征

分析了高斯距离加权格网法计算应变率的原理和特征,研制了相应的计算程序,并用于华北地区现今地壳应变特征研究。基于华北地区1999～2009年的GPS观测结果,研究了确定高斯平滑半径的原则和方法,并给出华北地区地壳形变多个应变率物理量的分布。结果表明,基于150 km高斯平滑半径计算水平速度梯度能够较好地分辨华北地区的应变率空间变化特征,首都圈地区地壳以张渤带上的左旋剪切为主,其中唐山-秦皇岛地区同时存在南北向的拉张变形;山西带整体表现为沿断裂的右旋剪切变形,同时兼具“南挤北张”特性;郯庐断裂带整体形变特征不显著,在南北两端局部区域存在较小的剪切形变;鄂尔多斯块体内部比较稳定,北缘以拉张和左旋剪切变形为主,西缘表现为左旋剪切以及EW向的挤压特征,南缘的秦岭块体南北两侧分别具有左旋剪切和右旋剪切的特性,东西两侧分别表现为正断拉张与逆断挤压特征。     

地表的面应变和体应变固体潮理论值计算及其调和分析

本文给出了计算面应变和体应变的固体潮理论值和调和分析公式。采用杜德森引潮位展开,推导了面应变和体应变的固体潮大地系数和引角改正数,可供调和分析之用。并且通过维尼迪科夫调和分析计算,对理论值公式、大地系数和引角改正数进行了验证。文中还给出了兰州台实际应变观测值的维氏调和分析结果。     

对数功率谱法计算磁性体顶底深的若干问题

对数功率谱法是计算磁性体顶深、底深的常用反演方法之一。该方法简单、计算速度快,并且不需要预先知道磁性体的磁化率。本文对该方法在实际资料处理时遇到的一些问题做了进一步的研究。通过对计算磁性体顶深、底深的误差分析,证明计算顶深的精度较高。对于非均匀磁化模型,作者推导出其谱公式,这与均匀磁化模型的谱公式近似相等,从而证明对数功率谱法计算磁性体顶、底深度不受非均匀磁化影响。三度磁性体的二度近似计算也是完全可靠的。 最后,计算了山西省太原盆地磁性体顶深,其结果与已有的地质、地球物理资料相符合。     

变形岩石的体积变化及研究意义

变形岩石中普遍存在有不同程度的体积损耗。本文介绍了这方面的研究历史、现状及新进展，总结了三类体积损耗的估算方法．第一类方法是直接对比未变形的和已变形的标志体的体积；第二类方法是基于有限应变类型变化的分析对比；第三类方法是依据变形前后物质成分的变化。     

一个浅水波方程的Semi—Lagrangian—半隐式格式试验方案

在正形投影坐标系下,半拉格朗日法与半隐式法相结合积分浅水波方程导出的模式,用一小时的时间步长,是无条件稳定。我们作了一个60小时的实例时间积分,计算稳定。半隐式积分格式导致求解一个赫姆霍茨方程,为比较其高低精度的优劣,我们提出在空间上用二阶精度和四阶精度解赫姆霍茨方程的超松驰法,同时,作了有无地形的试验。应该注意列,半拉格朗日法含有大量的插值,因而,在每一步时间步长里此积分格式比通常的欧拉法含有更多的计算,但是每一时间步长的计算量的增加却从使用很大的时间步长得到了更多的补偿。     

圆管轴线点测量方法研究

讨论基于高精度免棱镜测量技术确定圆管轴线点的测量方法和数据处理方法。采用模拟数据计算比较基于几何距离和基于代数距离对不同椭圆扫描范围的中心点确定结果,并通过实际测量结果验证该方法的可行性和高效性。     

基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

基于空间相似性的微地图道路网质量评价方法

微地图是一种面向大众的新型地图,是传统地图在自媒体时代下的发展和补充。针对微地图数据来源广泛,质量参差不齐的问题,本文提出了一种基于空间相似性的微地图道路网质量评价方法。首先,将上下文信息与形状、方向、距离、拓扑关系以及一维线特征5个空间特性结合,计算微地图数据与参考数据的空间相似性;然后,对样本数据组合,并利用熵值法计算客观权重,取平均值作为各评价指标的权重系数;最后,采用可拓云评价法完成对微地图数据定量计算与定性分析结合的综合评价。本文使用9组不同质量的微地图道路网数据进行实验,结果表明,本文方法符合微地图精度低、内容少的特点,质量评价结果与实际更为符合。相较于模糊综合评价法,本文将精度低,但内容与参考数据一致的微地图数据评价等级提升为优;相较于现有的线要素空间相似性评价法,本文将精度低,但根据用户需求制图,且有重要地标参与计算的微地图数据评价等级提升为良。本文方法对微地图数据有较强的适用性,为微地图道路网质量评价提供了可行方法。     

求解复杂条件下近场源法激电异常的正演方法

边界元法是一种新的数值计算方法,与已有的其它数值方法相比,具有方程组阶数低、输入数据少、占有内存少、速度快等优点。本文用该法计算了二维极化体上近场源法的激电异常。实践证明,边界元法是计算近场源法激电异常的一种经济有效的方法。     

青藏高原东南缘现今地壳运动速度场分析

利用“中国大陆构造环境监测网络”1999~2015年GPS观测数据,获得ITRF2014框架下青藏高原东南缘滇西菱形块体区域测站的水平速度场。结果表明,相对于欧亚板块固定,该区域现今地壳运动方向总体上呈现由东向到东南向、再到南西向的顺时针旋转分布;从运动速度大小分布来看,则呈现菱形块体中间大两侧小、由北向南逐渐减弱的态势。采用三角形法计算得到的区域最大剪应变率分布表明,最大剪应变率高值区基本上都集中在滇西菱形块体的东西边界上,主应变方向主要表现为东西向压缩和南北向拉伸。东侧断裂带主要呈现左旋运动,西侧断裂带主要呈现右旋运动,与基于地质调查的断层新生代构造运动基本一致。     

顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法

传统的地形变化检测方法忽略了DEM误差的空间自相关性,针对此问题,本文提出了顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法。首先,通过2期DEM相减得到差值DEM(DoD),并通过蒙特卡罗方法评估DEM的误差空间分布;其次,基于DEM误差空间分布图,通过误差传播公式计算DoD误差,并使用半变异函数分析其空间自相关程度;最后,在误差空间自相关分析和显著性检测的基础上计算地形变化量（体积）和对应的误差限。本文在4个黄土小流域进行了实验,结果表明：无人机摄影测量DEM的高程误差存在一定程度的空间自相关,通过光束平差蒙特卡罗方法可以模拟无人机摄影测量DEM的误差空间分布;在进行地形变化检测时,使用误差空间分布代替中误差进行地形变化检测有效降低了检测结果对显著性阈值的敏感性;显著性阈值从68%提高到95%时,使用误差空间分布的检测结果损失的观测值比使用中误差低5.39%～6.75%。顾及空间自相关的地形变化检测方法能够更加科学、精确地量化地形变化特征,也可有效地应用于地表变形监测、流域侵蚀监测、输沙量评估等领域。     

TI59计算机在气象物理量计算中的应用

本文提出了用TI59计算机求比湿、散度、涡度和水汽通量散度的任意三角形线性插值法计算程序。该程序所需的输入量仅仅是气象站的观测值，运算时间约为通常计算方法的1/30。本文所提出的方法为气象台站计算上述四个物理量提供了条件。