基于加速度传感器数据融合的隧道施工地面沉降监测技术研究

地面沉降的监测和控制一直是制约隧道施工安全的关键问题,目前地表沉降量一般利用水准仪等传统设备、通过人工定期测量获取,无法进行实时动态观测。随着无线传感器网络和微机电系统的高速发展,通过在地表布置无线传感器节点,即可对隧道施工引起的地面沉降进行实时监测。本文对处于盾构施工期的某隧道开展了基于加速度传感器数据融合的地面沉降监测技术研究。首先,在隧道上方和两侧布置了内嵌两套加速度传感器的节点盒,获取原始监测数据;然后,利用旋转矩阵求解其空间法向量,并通过投影得到地表节点在隧道轴向上的倾斜角;最终,通过集中式卡尔曼滤波对上述两类传感器的倾斜角进行融合估计,推导出传感器倾斜角随时间的变化情况。基于该方法,通过布置传感器节点监测网,即可估算隧道施工引起的地表绝对沉降量。     

三峡某地区已治理高边坡安全评估工作的启示

通过对三峡某地区已治理高边坡防护工程进行安全评估,发现由于土压力作用、填土不均匀沉降、渗流潜蚀作用等引起部分防护工程出现不同程度的变形破坏。变形破坏产生的根本原因在于防护工程存在设计缺陷、施工质量没有保证及后期疏于维护管理等方面。由于这部分高边坡工程当时属于应急治理,没有统一的技术标准,引起的设计、施工和后期管理方面的问题在三峡库区具有普遍性。经过此次安全评估工作后,应对评估为不同安全等级的防护工程分类采取相应措施。不安全和局部不安全项目要严格按照国家有关标准实施彻底整改;基本安全项目和安全项目要进行定期巡查,以便及时发现隐患。另外,高边坡治理工程后期维护的好坏对于能否充分发挥防护效益至关重要,要改变以往重治理、轻维护的管理模式,切实做好防护工程的后期维护管理,确保防护工程及防护对象的安全。     

中国煤层气资源控制程度及可靠性分析

准确认识深部条件下气体和水分的赋存状态、相对含量及分布特征,对煤层气高效勘探开发具有重要指导意义。基于理论模型、分子模拟和气水演变分析,明确了煤层中气、水的赋存状态,揭示了气、水动态运聚界限和动态演化过程。考虑煤−水界面作用、水的可动性及赋存状态,煤中水可分为可动水(重力水和毛细水)、束缚水(吸附水、沸石水、结晶水和层间水)、结构水,其中毛细水、重力水和吸附水由孔隙主导,沸石水、结构水、结晶水和层间水由矿物主导。分子模拟结果显示,水分子在0.7 nm孔隙中可以饱和充填,吸附和解吸路径一致,在更大孔隙中出现弱吸附层和自由态。水分子吸附过程表现为单分子含氧基团吸附、单层强吸附、多层弱吸附、水团簇形成和充填孔隙等阶段。甲烷分子在1.5 nm孔隙可存在3层稳定充填吸附,在较大孔隙中(>1.5 nm)即以单层吸附和游离态共存,游离态在介孔及更大孔隙中普遍存在。结合上述吸附−游离气存在界限,改进了游离气和吸附气理论计算公式,为含气量计算提供新思路。深部热成因煤层气是煤大规模生排烃之后的残余气,在排烃过程中发生气驱水和水分蒸发扩散,残余水分为束缚水和结构水,后期无法改变。假定静水压力20 MPa,在0、5、10、15和20 MPa储层压力下,外来水分可入侵最大孔径为7、9、13、27 nm和不侵入。受差异保存条件控制,煤成气除了形成超压和欠压等差异含气系统外,还可能在煤系形成多类型含气模式。上述研究明确了煤层气、水微观赋存机制及形成演化模式,对深部煤层气富集特征及高效开发设计具有指导意义。

     

匀变速扩展的圆盘形断层的远场辐射理论（二）

本文第一部分已讨论在以下两条假设下的匀变速扩展的圆盘形断层的远场辐射理论: 1.破裂是从中心开始的;2.均匀位错分布（n=0）。 本部分将讨论更一般的情形,第一部分中的结果可以从本部分的普遍公式中作为特殊情形过渡得到。     

用积分与迭代方法反演磁性地质体的总磁矩及其中心位置

本文研究了利用二维磁异常和一维垂向导数异常的矩的积分,计算磁性体总磁矩及其中心位置的迭代方法。在计算过程中,只要给出磁矩中心位置坐标的初值,就能计算出总磁矩及其中心位置。     

一种地磁（△Z）化极方法

地磁异常ΔZ受到岩石斜磁化方向畸变。应用函表示ΔZ后,能将磁异常ΔZ化到磁极而消除了这一畸变。由此得出垂直磁化磁异常三分量ΔZ⊥、ΔX⊥、ΔY⊥,它们的导数以及向上和向下延拓公式。这一方法将有助于地磁资料的进一步解释。     

GDS—1000宽频带通用流动数字地震观测系统

GDS-1000宽频带通用流动数字地震观测系统主要用于大陆岩石层的人工及天然地震台阵研究、强震观测以及余震观测台网的临时布设。其主要技术指标为:动态范围120dB,前放增益1,16,128倍可调,高端频率6.25,25,45Hz可调,采样率25,100,200Hz可调,1MB固态数据存储器借助地震数据的压缩软件可以存储3MB以上的数据,工作温度范围-10—45℃,功耗小于3W。定时接受的BPM无线电授时信号可保证记录系统时钟校正误差小于10ms。其智能化地震触发系统可处于下列模态:近震触发,远震触发,近震和远震触发,任意地面运动信号触发,以及手动触发和定时触发。DSR-1000数字地震数据回收系统用于GDS-1000的参数预置、地震事件数据的转储和地震图的现场绘制。该系统在野外试验期间已取得大量近震、远震及核爆炸记录。     

含油岩石弹性特征及其与油气的关系

本文用准噶尔盆地东部油区58口井共2257块油气储层岩芯标本,在常温常压和模拟地下温度压力下对V_P/V_S及衰减系数进行了精确测量,结合密度、孔隙度及岩石学研究获得个同岩性地层含油、水、气不同流体的V_P/V_S比、泊松比及不同深度的速度校正曲线;用回归分析获得V_P-V_S,密度-速度,密度-孔隙度的相关关系式;用数学统计获得稠油地区岩芯砂岩的速度特征值;用AVO技术进行模型计算和实例验证.为油气碳氢检测,测井速度标定,声阻抗及演,模型正演等提供了有价值的数据.     

中层耗散大气中Rossby波包的非线性相互作用理论

采用弱非线性近似得出中层耗散大气连续谱Ｒｏｓｓｂｙ波包的非线性时空演化方程,讨论了Ｒｏｓｓｂｙ波包的三波相互作用问题．数值计算表明,耗散和非线性的共同效应决定了Ｒｏｓｓｂｙ波包的演变．当一个Ｒｏｓｓｂｙ波包通过大气传播时,它的振幅若超过某个阈值,空间尺度分别比它大和比它小的两个次级Ｒｏｓｓｂｙ波包的振幅会随时间增长．特别当这两个次级波包同时随时空变化时,仅当主波的振幅超过一个更大的阈值,且其群速度介于两次级波包的群速度之间时,两次级波包的振幅才会随时空同时增长,即出现绝对不稳定现象,耗散和３个波包的频率失配都会增大不稳定的阈值．     

热带大气季节内振荡和ENSO的相互关系

通过观测资料的分析和数值模拟,研究了热带大气季节内振荡与ＥＮＳＯ的相互关系．一方面,在Ｅ１Ｎｉｎｏ事件发生之前,热带大气季节内振荡（尤其是在赤道中西太平洋地区）异常偏强,通过海一气相互作用它可能是Ｅ１Ｎｉｎｏ的一种重要激发机制．同时,赤道中西太平洋地区大气季节内振荡的异常加强同东亚中高纬度地区３０—６０天振荡的加强和强东亚冬季风有关．另一方面,ＥＮＳＯ对热带大气季节内振荡也有重要影响,在Ｅ１Ｎｉｎｏ期间,热带大气季节内振荡明显减弱;其结构明显趋于正压性．