四元数理论及其在坐标转换中的应用

四元数在三维空间基准的转换中已得到广泛应用,但其理论依据并不是很清晰。本文在理论上研究了四元数的一些基本性质,证明了坐标旋转变换等价于四元数的正交变换。利用基本四元数的定义,证明了适用于坐标旋转的所有四元数都是由若干个基本四元数的格拉斯曼乘积得到的。同时,给出了四元数与坐标旋转矩阵之间的理论关系。     

软土基坑中内插H型钢重力式挡土墙支护的变形及稳定性的有限元研究

基于硬化土模型（HS模型）,利用PLAXIS有限元分析软件对上海地区某软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护开展有限元分析,根据数值试验结果和监测数据对基坑变形和稳定性进行研究。研究发现,（1）内插H型钢重力坝围护在浅基坑局部开挖7~8 m范围内有着较好的可行性和工程效果,在浅基坑支护中可作为重力式围护的补充手段;（2）使用PLAXIS的HS硬化土模型模拟基坑开挖具有较好的精度和与实际情况较接近的结果,HS模型的参数可以根据工程经验进行取值;（3）实际基坑监测结果表明浅基坑的局部深坑处的内插H型钢重力坝在两端重力坝的约束下其位移发展受到一定控制,可显著提高基坑的整体稳定性,且内插H型钢可以增加围护体本身的刚度,可抵抗部分土压力弯矩,一定程度上控制了围护体的位移;（4）实际工程中对内插H型钢重力坝的局部开挖深度要谨慎选择,首先在周边环境保护条件较为宽松的条件下采用,局部深坑深度建议在7~8 m之间,并且基坑整体开挖深度建议在5~6 m之间。通过对软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护的研究,能对相关基坑支护工程提供更可靠的技术支持。     

基于圆形模板的高分辨率遥感影像道路半自动提取

针对基于矩形模板匹配的道路提取方法在影像中存在较大弯曲路段提取效果不佳的问题,提出了一种基于圆形模板的半自动道路提取方法,用圆形模板取代矩形模板搜索道路中心点,省去了旋转角度计算,结合影像灰度、形态学梯度以及道路中心点之间的夹角信息,用迭代内插的方法搜索加密道路中心点,最终得到道路中心线。实验分析和比较表明,该方法在继承模板匹配的优势的同时较好的弥补了矩形模板的不足,提取效果较好。     

湘西沃溪金锑钨矿床含金石英脉的分形生长动力学

笔者等对湘西沃溪金锑钨矿床石英脉长度与厚度的分形关系及其厚度的分形分布进行了分析 ,探讨了石英脉分形生长的可能动力学机理。分析结果表明 ,石英脉长度厚度关系的分维值 Dr 在 0 .4 0 70到 1.0 784之间 ,Dr 值与相应石英脉的平均厚度呈明显正相关关系 ,相关系数为 0 .6 6 36。石英脉厚度分布的分维值 DT 在 0 .342 0到1.4 6 6 1之间 ,与相应石英脉平均厚度呈负相关关系 ,相关系数为 - 0 .5 70 6 ,说明厚度分布的分维值 DT 越小 ,脉体连通性越好。研究表明 ,石英脉体生长早期 ,以横向膨胀为主 ,其长度厚度关系分维值 Dr<1.0 ;脉体生长达到一定规模时 ,相邻脉体会通过相互连通而迅速增长 ,总体表现为纵向延长 ,从而导致 Dr>1,Dr随着石英脉的连通生长而增大。模拟结果表明 ,具有稳定的脉体成核率 α和生长速率 β的脉体生长模式将导致脉体厚度的分形分布 ,且厚度分布的分维值 DT 值将随着脉体成核率 α的增大而增大、随着脉体生长速率 β的增大而减小。     

地下水对地震动参数的影响

为分析地下水的存在对地震动参数的影响,以3个实际场地作为计算土层,2条真实的地震波记录作为输入地震动,分别计算不含地下水工况和饱含地下水工况的土层地震反应。其中,不含地下水工况使用单相介质模型,饱含地下水工况使用双相介质模型,算法均使用有限差分方法,人工边界使用透射边界。根据得到的加速度时程,提取它们的峰值加速度和反应谱数据,经过对比分析,得出以下结论:(1)含地下水场地的地表峰值加速度要明显小于不含地下水场地的地表峰值加速度;(2)含地下水场地的地表加速度反应谱要大于不含地下水场地的反应谱值;(3)由于地下水的存在,场地放大系数反应谱特征周期向长周期改变,反应谱平台值变大。     

微地震事件初至拾取SLPEA算法

微地震事件初至拾取是微地震数据处理的关键步骤之一.实际微地震监测资料中存在大量低信噪比事件,而传统方法对这些事件的应用效果并不理想.为了克服传统方法抗噪性弱的缺点,本文通过综合地震信号与环境噪声在振幅、偏振以及统计特征等方面的存在的差异,设计了一种针对低信噪比微地震事件的初至拾取方法——SLPEA算法.为了检验本文方法的可行性和有效性,分别对模型数据和实际资料进行了处理,并将处理结果与传统方法及手工拾取的结果进行了对比.分析表明,利用本文方法得到的初至到时与手工拾取结果的绝对误差平均值仅为1.33×10~(-3)s,小于3个采样点;方差为3.21×10~(-6)s~2;初至到时在手工拾取结果±0.005s误差范围内的个数占总数的95.8%.这些参数值均优于传统方法的同类参数,证明了本文方法的可靠性.     

江苏高邮-宝应交界4.9级地震震害分析

本文根据台网监测资料及现场调查结果,介绍了2012年7月20日江苏高邮、宝应交界4.9级地震的基本特征,给出了本次地震的震源机制解,结合区域地质构造背景与现场宏观调查结果分析认为,本次地震的发生可能与杨汉苍-桑树头断裂有关.以现场调查资料为基础,对震害进行分析,提出了本地区地震烈度评价标志,并给出了本次地震的烈度分布图.根据砖混结构、砖木结构房屋的震害特点,认为水网地区地基条件差、抗震能力差、建筑质量差和年旧失修是房屋严重破坏的主要原因.针对地震灾害的地区性差异,给出了加快推进新农村建设、提高农村民居抗御地震灾害能力和加强中强地震孕震发震研究等建议,以期为震害调查和地震灾害的预测预防提供参考.     

獐子岛贝类养殖区表层沉积物重金属分布特征及潜在生态危害评价

研究了獐子岛虾夷扇贝养殖区表层沉积物中Pb、Cd、Cu、Zn等有害重金属的含量及时空分布,并采用瑞典学者Hakanson的潜在生态危害指数法对该区域重金属的分布特征和生态风险进行了分析。结果表明,獐子岛海域表层沉积物Pb、Cd、Cu、Zn含量均是在夏季较低、冬季较高,最高含量分别为9.17±2.05、0.06±0.014、6.71±2.01、24.94 mg/kg±5.21 mg/kg,远低于国家一类海域标准及Hakanson提出的全球工业化前沉积物中相应污染物的背景值。综合评价,该海域表层沉积物中重金属的污染程度不具有生态风险性,整个养殖区养殖环境良好,为优良的贝类增养殖海域。     

内蒙古查干凹陷火山岩油藏成藏模式

火山岩油藏是查干凹陷进行油气勘探的现实目标。建立火山岩油藏成藏模式,对预测火山岩油气藏的分布和目标选择具有重要的现实意义。查干凹陷火山岩油藏的主力烃源岩为下白垩统巴音戈壁组二段;储集空间是原生孔隙和原生裂缝,局部为由于后期溶蚀作用产生的溶蚀孔隙和构造作用形成的构造裂缝;苏红图二段的棕红色泥岩是主力盖层。根据查干凹陷火山岩油气成藏条件及其控制因素的研究,总结出查干凹陷火山岩油藏具有2种成藏模式,即岩性成藏模式和构造－岩性成藏模式,其中构造－岩性成藏模式是主要的成藏类型。     

井中方位纵波远探测：理论、实验与现场应用

能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方位接收声场的解析形式,通过模拟证明了单井的声波辐射和接收与双井之间的辐射和接收的等效性,在此基础上提出利用两口模型井来实现方位纵波远探测实验,即在测量井中放置多方位反射纵波接收声系,在另一口副井中放置单极子声源向测量井定向辐射纵波以等效来自井外地质体的反射波,依托实验室的模型井群进行井中方位纵波远探测实验研究.实验测量结果表明井中接收反射纵波的幅度和到时对井外反射体(定向辐射波)具有较好的方位灵敏度,可由此来实现井外地质异常体的精准定位.在理论与实验指导下自主设计研制了方位纵波远探测仪器样机并开展了现场井测试成功获得高信噪比的方位反射信号,充分验证了方位纵波远探测技术的准确性和有效性.