柱状节理岩体渗透性模型试验研究

柱状节理岩体是一类典型的结构性岩体,具有柱状节理网络发育、岩体完整性差的特点,其力学和渗流特性呈现出显著的各向异性。在分析柱状节理成因的基础上,从现场试验、物理模型试验、数值试验和理论分析4个方面系统总结了柱状节理岩体力学和渗流各向异性的最新研究成果,分析了现有研究方法和研究成果的不足,探讨了今后柱状节理岩体力学和渗流各向异性特性研究的新方向,即：基于柱状节理冷却收缩形成机制研究一种模拟柱状节理岩体试件一次成型制备方法,在考虑柱状节理卸荷扩容特性的基础上重点开展卸荷条件下柱状节理岩体力学和渗流各向异性规律研究。     

“一种基于双频发射双频接收的无线电波坑道透视仪”获国家实用新型专利

由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研发的“一种基于双频发射双频接收的无线电波坑道透视仪”获批为国家实用新型专利。无线电波坑道透视仪是一种利用电磁波在不同介质中传播的差异特性,探测矿井回采工作面内的地质构造的仪器,可以对矿床开采情况、隧道周边、隧道间水文地质、工程地质、灾害地质体进行有效的探测。     

中国海陆系列图地质图海域地质内容编图方法与特点

在执行海洋地质保障工程"1:500万中国海陆系列图-地质图"编图项目的过程中,研究并采用了较为新颖的海域地质内容编图方法,其中关键的技术是如何用叠置方法和透视方法表示海区被掩盖的地质体。叠置法无疑是按正常沉积序列表示地层的叠置关系;透视法的关键步骤就是将叠置在新近系之下的地质体透视到图面上。此方法可归纳为块、线、面三层透视,即被掩盖的中生界、浅层侵入岩或前古生代地壳以"块"的形式透视,其上叠置的古近系则以"线"的形式透视,线叠置在块之上,最上层的新近系以"面"表示。当然,有透视内容的区域此新近系"面"视为透明。对照20世纪80年代以来前人编制海域地质图的一些做法及其优缺点,此编制方法明显优于其他方法。有望今后在国内外海洋地质调查和研究部门进一步推广使用。     

煤样渗透率有效应力与基质收缩双重耦合效应及其与煤阶关系

为研究煤层气在排采过程中不同煤阶煤储层渗透率动态变化规律,利用煤岩三轴应力应变（基质收缩膨胀）测试系统,对褐煤、气煤和无烟煤样开展了有效应力与基质收缩双重效应物理模拟实验。固定轴压和围压不变,改变气体平衡压力,模拟开发过程中储层压力变化特征,测试其动态渗透率。利用实验结果,分析了不同煤阶煤岩在排采过程中动态渗透率反弹特征,并对比分析煤岩动态渗透率改善效果的差异性。研究表明：气体平衡压力从5 MPa降至1 MPa过程中,在有效应力和基质收缩双重效应作用下,褐煤样的归一化渗透率依次为1. 00、0. 60、0. 57、0. 57、0. 52,气煤样依次为1.00、0. 64、0. 50、0. 54和0. 55,无烟煤样依次为1.00、0. 74、0. 58、0. 50和0. 56。随气体平衡压力下降,中阶及高阶煤样动态渗透率先下降后上升,整体呈不对称“V”型变化规律,但拐点略有不同;低阶煤样动态渗透率呈先下降后基本稳定的趋势,整体呈斜“L”型变化规律。在有效应力和基质收缩双重效应影响下,中阶及高阶煤样动态渗透率改善效果优于低阶煤样。     

膨胀土收缩开裂特性研究

在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段; 吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生; 龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。     

双稀疏字典和FISTA的地震数据去噪

地震数据的随机噪声去除是地震数据处理中的一项重要步骤,双稀疏字典提供了两层稀疏模型,比单层稀疏模型可以更好地去除噪声.该方法首先利用contourlet变换对地震数据进行稀疏表示,然后在contourlet域中使用快速迭代收缩阈值算法（fast iterative shrinkage-thresholding algorithm,FISTA）对初始字典系数进行更新,接着采用数据驱动紧标架（data-driven tight frame,DDTF）在contourlet域中得到DDTF字典并通过FISTA得到更新后的字典系数,最后通过DDTF字典和更新后的字典系数获得新的contourlet系数,并对新的contourlet系数进行硬阈值和contourlet反变换得到去噪后的数据.通过模拟数据和实际数据的实验证明：与固定基变换去噪方法相比,该方法可以自适应地对地震数据进行稀疏表示,在地震数据较为复杂时得到更高的信噪比;与字典学习去噪方法相比,该方法不仅拥有较快的去噪速度,而且克服了字典学习因为缺少先验约束造成瑕疵的缺点.

     

移动电子地图中伪3D可视化设计

定义了移动电子地图中伪3D可视化概念,提出伪3D可视化模型,并设计了快速的三维投影变换算法。进行了移动电子地图的伪3D可视化实验设计,并给出了可视化性能测试结果。     

坑道透视中磁偶极发射天线的试验研究

坑道电磁波透视中,用磁偶极发射天线代替电偶极发射天线后,测量工作速度快、效率高,经与电天线作对比观测,其效果几乎与电天线一样,同步及反射观测所获异常明显。试验结果表明,采用磁天线作为发射天线是可行的。     

无线电波透视法探测岩溶洞穴的地质效果

应用无线电波透视法,对我国十多个大中型水利水电坝址的深部岩溶洞穴发育情况进行了探测和研究,先后圈定了许多岩溶洞穴异常和异常地段,为地质上选择坝线和工程上进行防渗处理提供了资料。其中有乌江渡水电站等坝址的透视成果已得到了验证,取得了较好的地质效果。文中着重介绍了一些应用实例。实践证明:透视法较之地面电法有不可比拟的一些优点,它是目前探测深部岩溶洞穴的最好的物探方法.在多年的实践中,也发现了该法在应用中存在着几个主要问题,影响了它在岩溶洞穴探测中的地质效果。     

基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法

在基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法中 ,通过引入整体平均、小波系数收缩和显著性检验等统计技术 ,以提高谱估计的精度 .文中同时讨论了连续小波变换中各种参数的选取问题 ,给出了Morlet小波函数中尺度与傅里叶频率之间转换的经验公式 ,并给出了谱估计的具体算法 .结果表明 ,本文方法可有效压制较强的白噪声和局部相关噪声 .与FFT谱估计方法相比 ,该方法大大降低了对信号记录长度的要求 ,因而对大地电磁信号的处理有实际意义 .