HRCLDAS-V1.0和ERA5海面风场对比评估分析

基于2020年中国近海31个浮标的逐小时数据,使用统计分析方法对中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(HRCLDAS-V1.0)和欧洲中期天气预报中心第5代全球大气再分析数据(ERA5)海面风场进行了系统的检验,检验结果表明：两者在我国近海均具有较高的可信度,风速平均绝对误差(MAE)分别为1.16 m/s和1.09 m/s,风向MAE分别为23°和22°。随着风力增大两者的风速准确度均有所降低,当风力等级≥10级时,前者准确度优于后者;对于风向而言,随着风力增大,两者准确度均升高。此外,选取2020年典型的两次冷空气过程和2008号台风“巴威”过程,检验两者在不同天气过程影响下的准确度,两类融合产品均能较好地再现冷空气过程引起的风向变化,而对不同强度的冷空气过程下的风速反映存在差异;对于台风引起的大风,在风速较低时两者风速均具有不错的表现,但HRCLDAS-V1.0对峰值强度的表现优于ERA5。     

舟山外钓山海岸边坡泥沙动力与冲淤演变特征

通过对研究区海域的水文泥沙进行现场测验,对比1960-1962年海图、1995年和2001年水下地形图三期地形数据和分析浅地层探测数据等方法,分析了舟山外钓山岛西海岸边坡的水动力、悬浮泥沙及冲淤特征,探讨了海岸边坡发育演变的模式与机制。研究结果表明,在基岩岬角海岸与潮流深槽的边界控制及往复潮流的作用下,舟山外钓山岛西海岸边坡演变是一个"上淤下冲"的模式,即边坡变陡至边坡土体失稳并在不定期外力触发下滑塌堆积坡脚,然后上部重新淤积、下部滑坡体不断被侵蚀的循环过程。     

一种移动视频与地理场景的融合方法

快速准确地了解灾害现场状况是救灾过程中的重中之重。通常发生灾害都会使用无人机进行现场勘察,但是无人机视频难以与实际的地理场景关联起来,为此本文提出了一种移动视频与地理场景的融合方法。该方法首先采用具有仿射不变性的ASIFT算法检测特征点,将匹配后的特征点采用RANSAC算法进行迭代剔除噪点,计算视频与地理场景最优的透视变换矩阵模型参数;然后将计算得到的透视变换参数应用到视频数据,恢复视频角点坐标;最后通过内插得出所有视频帧的角点坐标,实现视频与DOM的精确融合。试验结果表明,对视频数据匹配的间隔帧越短,其整体融合精度越高,通过本文方法进行视频与地理场景融合的误差标准差低于10 m。     

基于向量式有限元的黏滞阻尼减震结构抗竖向连续倒塌动力反应分析

向量式有限元是以向量力学为基础的一种新的结构分析方法,在处理结构大变形等复杂行为时具有较大的优势。基于向量式有限元理论建立了黏滞阻尼单元,对附加黏滞阻尼器的平面钢框架结构进行了抗竖向连续倒塌动力分析,结合拆除构件法,采用MATLAB编制可以考虑初始变形的瞬时卸载法程序,实现结构在构件拆除前的静力分析和构件拆除后动力分析的全过程统一。研究了阻尼器布置位置和参数在结构抗竖向连续倒塌中的性能需求,以失效点竖向位移时程曲线、梁端转角、动力放大系数和结构塑性铰分布为参考指标,对比分析布置阻尼器前后钢框架结构的抗连续倒塌能力。结果表明向量式有限元是一种研究结构竖向连续倒塌动力响应的有效方法,合理布置阻尼器能够有效控制剩余结构的变形和振动,降低构件内力,减少塑性铰个数,较大地提高结构的抗竖向连续倒塌能力。     

适用于栅格状孕镶金刚石钻头的胎体配方研究

为了提高钻进坚硬岩层的工作效率,将孕镶金刚石钻头胎体结构设计为栅格状,分析了栅格状孕镶金刚石钻头钻进岩层时的碎岩方式,并采用粉末冶金法制备Inconel 718和CoCrMo试样,通过分析不同烧结温度对两种胎体试样的硬度、耐磨性及抗弯强度的影响,确定了两种材料的最优烧结参数,并对其在该烧结温度下的力学性能进行对比分析。研究结果表明：Inconel 718和CoCrMo均具有较好的抗弯强度,满足钻进坚硬岩层对胎体抗弯强度的要求。Inconel 718的硬度比传统WC基胎体材料小,试样磨损量较大,适合用于地质灾害应急勘查等要求钻进速度快的极端情况;CoCrMo的硬度及耐磨性与传统WC基胎体接近,适合作为孕镶金刚石钻头的胎体材料。     

甘肃省沙质荒漠化现状及开发治理对策

甘肃省地处我国西北内陆腹地 ,由于自然及人为因素的作用 ,造成省内沙质荒漠化土地广泛分布。近半个世纪以来 ,沙质荒漠化加剧 ,荒漠化土地面积迅速扩展 ,生态平衡失调 ,环境恶化 ,严重制约了社会、经济的发展。针对甘肃省沙质荒漠化扩展的原因和防治中存在的问题 ,提出了防治对策。     

氟化物固体缓冲剂-交流电弧直读发射光谱法测定化探样品中易挥发与难挥发微量元素

应用电弧直读发射光谱法测定化探样品,样品无需消解,采用固体进样的方式可以同时测定多个元素。但目前化探分析中常采用的固体缓冲剂(如焦硫酸钾、氟化钠)的电弧温度较低,只能分析银、硼、锡、铅、钼、铜等易挥发元素,而不能分析铬、锰、钛等沸点较高的难挥发性元素。本文通过碱金属控制较低的电弧温度,并利用难挥发元素能在高温条件下与氟离子发生化学反应降低其激发温度,配制了一种以氟化铝、聚三氟氯乙烯等氟化效率较高的化合物为主要成分的固体缓冲剂,通过优化分析线对的选择、曝光时间、电极形状等分析条件,实现了一次制样可同时分析地球化学样品中14种易挥发和难挥发元素。方法检出限为0.016~46.93μg/g,相对标准偏差为4.1%~12.3%,通过国家标准物质验证了准确度,测定值与标准值相符,各项参数都能满足地球化学普查规范要求。本方法分析效率高,在化探分析中具有一定的实用性。     

RESEARCH ON PASSIVE SERVO SEISMIC ROTATIONAL ACCELERATION SENSOR WITH LARGE DAMPING

Many strong motion records show that under the strong seismic vibration of, the torsional disfigurement of building structures is a common and serious damage. At present, there are no special sensors for measuring seismic rotation in the world. Most of the experts obtain rotational components through observing deformation, theoretical analysis and calculation. The theory of elastic wave and source dynamics also prove the conclusion that the surface of the earth will rotate when an earthquake occurs. Based on a large number of investigations and experiments, a rotational acceleration sensor was developed for the observation of the rotational component of strong ground motions. This acceleration sensor is a double-pendulum passive servo large-damped seismic rotational acceleration sensor with the moving coil transducer. When an earthquake occurs, the seismic rotational acceleration acts on the bottom plate at the same time. The magnetic circuit system and the middle shaft fixedly connected to the bottom plate follow the bottom plate synchronous vibration, and the moving part composed of the mass ring, the swing frame and the moving ring produces relative corners to the central axis. The two working coils mounted on the two pendulums produce the same relative motion with respect to the magnetic gaps of the two magnetic circuits. Both working coils at this time generate an induced electromotive force by cutting magnetic lines of force in the respective magnetic gaps. The generated electromotive forces are respectively input to respective passive servo large damper dynamic ring transducer circuits and angular acceleration adjusting circuits, and the signals are simultaneously input to the synthesizing circuit after conditioning. Finally, the composite circuit outputs a voltage signal proportional to the seismic rotational acceleration to form a seismic rotational acceleration sensor. The paper presents the basic principles of the rotational acceleration sensor, including its mechanical structure diagram, circuit schematic diagram and mathematical models. The differential equation of motion and its circuit equation are derived to obtain the expressions of the main technical specifications, such as the damping ratio and sensitivity. The calculation shows that when the damping ratio is much larger than 1, the output voltage of the passive servo large damping dynamic coil transducer circuit is proportional to the ground rotation acceleration, and the frequency characteristic of bandpass is wider when the damping ratio is larger. Based on the calibration test, the dynamic range is greater than or equal to 100dB and the linearity error is less than 0.05%. The amplitude-frequency characteristics, the phase-frequency characteristics and their corresponding curves of the passive servo rotational acceleration sensor are acquired through the calculations. Based on the accurate measurement of the micro-vibration of the precision rotating vibration equipment, the desired result is obtained. The measured data are presented in the paper, which verify the correctness of the calculation result. The passive servo large damping rotational acceleration sensor has simple circuit design, convenient operation and high resolution, and can be widely applied to seismic acceleration measurement of earthquake or structure.     

废弃放射源贮存池的综合地球物理勘查

采用综合地球物理勘查技术,包括高精度磁测、高密度电法和地质雷达(GPR)对某处遗留于地下的铅封放射源进行了系统探查,对所获得的各类异常数据进行了分析处理,并指出了放射源所在的具体空间位置.开挖验证结果与解释结果完全吻合,显示了地球物理勘查技术在环境调查中具有快速、准确和非破坏性的优势.     

煤炭精准开采地质保障技术的发展现状及展望

声波矿井探测技术是基于声学法进行矿井信息探测的物探技术,相较于其他探测方式具有适用性广、可靠性高、经济投入低等优势。介绍了声波探测技术在矿井领域的发展概况,针对声波探测技术在矿井内部基础物理信息探测、矿井外部地质信息勘探领域内的研究进展和技术特点进行文献梳理与论述,研究声波探测技术在矿井探测领域内判断物体状态的探测机理、实现方式和适用场景。在矿井内部基础物理方面归纳了声波测温、声波定位、声波流场测速等方向的发展概况,针对煤体测温、矿井管线测距、地下构筑物完整性检测及生命探测救援领域内的技术进行重点介绍,同时拓展了声波在烟气流速监测、气体浓度感知、湿度信息探测等方面的发展趋势;在矿井外部地质情况勘探中,总结了声波测井技术和声波CT探测技术的应用情况,并着重介绍了其在围岩裂隙超声波探测及强矿震异常区探测等应用场景中的研究现状。探讨了现阶段矿井声测技术研究中有关定位精度、算法优化、噪声干扰等方面存在的不足,结合当前的物理探测技术现状和现代声学发展形势,对未来声波在微观信息探测、实时系统化控制、误差优化等矿井探测领域的发展趋势与研究重点进行展望,研究成果为我国在声波矿井信息探测领域的研究提供一定借鉴。