基于深部位移的蠕滑型滑坡预警指标及预警预报研究

基于边坡监测数据建立数学模型,是边坡变形和稳定性分析的重要方法。但是单一预测模型的形式和应用范围具有一定的确定性,不同模型对数据的利用程度也有所差别,往往不能充分运用已知信息,导致模型精度不高,适用性不强。针对单一预测模型存在的问题,提出一种基于熵权法的PSO-SVR-NGM优化组合模型。该模型结合高精度变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型和PSO-SVR模型,能够减小单一预测模型的误差,大幅度提高预测精度。首先通过引入变权缓冲算子λ和背景值权重系数η、κ改进无偏NGM(1,1,k,c)模型,构建新的3参数变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型。结合最大灰色关联度和最小平均相对拟合误差重新构造粒子群算法的适应度函数,利用改进的粒子群算法对提出的变权缓冲模型进行搜索寻优,确定最佳的参数组合。然后通过熵权法对改进的变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型和PSO-SVR模型进行赋权建立优化组合模型。最后,将该组合模型应用于3个不同变形特征的边坡工程中,并与其他单一模型进行对比分析。结果表明,相对于单一模型,本文所提出的组合模型的拟合和预测误差较小,与原始位移数据的相关性较好,能够更真实地反映边坡变形规律,具有较强的工程适应性。同时组合模型的提出与发展也促进了单一模型的优化改进,为解决实际工程问题提供了良好的思路。     

基于修正RMR法评价体系的滨海深部开采矿山岩体质量评价

对深部开采矿山岩体进行质量评价时, RMR体系在考虑深部岩体质量影响因素以及评价指标评分值确定等方面存在不足之处。首先利用连续性细化计算方法对传统RMR法中岩石单轴抗压强度、RQD、节理间距、地应力等指标进行了修正, 得到了评价指标与其评分值之间的拟合回归曲线以及连续性方程, 其次, 在深入分析不良地质因素、深部采矿工艺及其对岩体质量影响机制的基础上, 提出爆破震动影响系数及采场暴露面积两个新评分项并建立了M-IRMR体系, 最后, 借助该体系对三山岛金矿深部采掘工程岩体质量进行了评价。研究对于深部矿山岩体工程的稳定性评价具有一定的指导与借鉴意义。     

利用极化率参数监测煤矿滞后突水的可行性

煤矿工作面底板下方隐伏断层、陷落柱等小尺度地质构造不仅难以识别,而且在采动影响下,还将进一步发育,形成潜在的隐伏导水通道,容易发生滞后突水.本文提出通过实时监测极化率参数的变化实现对由小规模地质构造引起的煤矿滞后突水预警.采用三维激发极化法装置形式,利用理论分析、数值模拟和物理模型实验相结合的方法,发现采空区底板下陷落柱构造突水过程中极化率参数变化规律.随着水位上升,异常区极化率逐渐增大,异常位置更加明显,可根据极化率参数的极大值点的位置,通过交汇作图方法确定构造异常体中心的平面位置,可根据极化率参数值大小变化监测其水位变化.结果表明通过对极化率参数的监测,对隐伏构造突水过程进行及时预警具有可行性.

     

一种可模态分离的高分辨率频率-波数法及其工程应用

高分辨率频率-波数法是通过计算F-K谱从能量角度获取主导表面波频散信息的一种常用方法。然而,由于高模态瑞利波的能量通常低于基阶波的能量,因此难以分离多模态频散信息。本文通过建立多模态瑞利波模型,并讨论其相速度、波数和能量特性,提出一种可模态分离的高分辨率频率-波数法。通过增强F-K谱上的高模态能量,提取其多模态能量的局部极值,进而得到相速度点,对所有相速度点进行概率分布并拟合,得到多模态频散曲线。工程应用表明,改进的高分辨率频率-波数法能够较好地还原多模态瑞利波信息,通过对提取的多模态频散曲线进行联合反演,可以得到与工程钻孔结果匹配较好的剪切波速度结构。     

反演地层电阻率的单调同伦法

本文从电法测井的数学模型出发,给出了一种反演地层参数的单调同伦法,把非线性方程组的求解转化成常微分方程初值问题的数值求解,从而给出一种大范围收敛的反演方法.最后的数值结果表明,本文给出的算法是十分有效的.     

花岗岩破裂发射的量子化学模型

本文运用量子化学计算中的全略微分重叠方法（Complete Neglect of Differential Overlap简称CNDO方法）,对花岗岩类岩石在单轴压力下直至破裂时因分子构型变化引起的分子轨道能级改变进行了计算,同时对含硅氧四面体岩石的破裂发射机制提出了理论解释.     

频率域航空电磁法浅层水资源调查的试验研究

用航空电磁法进行浅层水资源调查的试验研究,并取得显著成效,在我国还是首次。本文简述了该方法的地质、地球物理前提与技术条件。并指出,HDY-3型双频航空电磁系统,用中比例尺进行航测,在平原的“有咸水”水文地质分区中,圈定咸水、淡水、半咸水,是一种快速、经济而有效的新的水文物探手段。该方法不但能划分咸、淡水及半咸水的界线,还能预测淡水的相对富水程度、研究古沉积环境和土壤粒度。文中还讨论了充实和改进该方法的途径。     

煤炭精准开采透明地质条件的重构与思考

为准确探查矿井掘进工作面富水区空间分布,提出了多点电源高分辨电法探测技术。在掘进工作面后方一次布置多道电极观测系统,从掘进工作面向后1/4测线电极依次作为供电点电源电极,采用单极−偶极装置采集数据,得到的视电阻率值视为多点电源电测深数据。利用多点电源电测深成像结果,快速判别掘进工作面是否存在相对富水区,判断富水区是在掘进工作面前方还是后方;将探测范围划分出一系列目标单元,对多点源电测深数据,采用异常目标匹配滤波处理方法,得到探测范围相关度成像结果,其中高相关度值范围准确地反映了掘进工作面前后富水区的分布位置;利用实测多点电源电测深数据拟合一条理论模板曲线,采用比值法校正得到的多点电源测深比值数据能够有效消除巷道空腔及层状地层等因素的影响。在淮南矿业集团潘三矿掘进工作面探测实例表明,多点电源高分辨电法能够准确探查出掘进工作面富水区的位置,有效指导巷道掘进水害防治工作。

     

铬污染对土壤细菌群落结构及其构建机制的影响

重金属铬污染场迁移过程受多种不确定因素影响,其迁移特性和监测过程很难通过实验进行研究。依据地下水流动基本规律和污染物迁移机理,采用COMSOL软件仿真分析静储量铬污染源的迁移特性及其变化规律,通过开展静态土槽物理模型实验,验证数值正演模拟的可靠性和准确性;以迁移模型为监测基础模型,采用中梯剖面和对称四极测深装置,对铬污染场迁移过程进行双频激电法监测数值正演模拟,分析平整、起伏地形和测点方位布置对监测效果的影响。结果表明：在铬污染物迁移过程中,高渗透系数的透水层对重污染区域表现出强烈的吸附效应,同时会在短时间内加剧污染区域的横向扩散;在视幅频率峰值和视电阻率谷值的异常对应关系上剖面探测要优于测深探测;对称四极测深时,在污染场的投影边缘中央设置测点可更有效地提高测量精度;在进行剖面和测深探测时,山谷会造成激电曲线出现“多峰”现象;在凸起山峰两侧山陲设置供电电极,通过视幅频率和视电阻率曲线可综合确定重度污染区域的具体位置。研究成果丰富了双频激电法对重金属土壤污染场监测的理论,为铬污染场实时监测提供理论依据和技术指导,对推动生态环境保护具有积极意义。

     

广义Radon变换与叠前地震数据处理

在本文中,首先讨论了与几种地震层析成像对应的Radon变换公式,并导出了叠前地震记录的数学模型.在分析叠前地震记录与广义Radon变换的关系的基础上,讨论了速度分析、滤波、动校正、叠加等地震数据处理的数学物理意义.为展示广义Radon变换在地震数据处理中的应用,给出了用于滤波和消除多次波的方法及算例.