基于特征函数的钻孔图像结构面识别方法

针对数字全景钻孔摄像系统获取的实测图像,提出了一种基于特征函数的钻孔图像结构面识别方法。该方法根据井壁结构面在钻孔图像中呈正弦曲线状的特征,采用正弦函数作为特征函数来匹配识别结构面。通过改变特征函数参数来统计分析结构面及附近像素点灰度梯度的匹配情况,然后筛选出一条匹配最优的正弦曲线作为该结构面的特征曲线,从而实现了钻孔图像结构面的识别。该方法省略了传统方法中人工选取结构面特征点和特征点曲线拟合的过程,其方法稳定可靠、准确率高,为钻孔图像结构面的自动识别与工程应用提供了一种实际可行的有效途径。     

基于有限元/离散元耦合分析方法的含预制裂隙圆形孔洞试样破坏特性数值分析

为了揭示结构面作用下深埋高应力硐室围岩的破坏机制,采用有限元/离散元耦合分析方法(FDEM)对含预制裂隙圆形孔洞硬岩试样建立数值模型,研究不同预制裂隙(结构面)位置、长度以及倾角下试样孔洞周边裂纹扩展规律及其力学破坏特性,针对各种情况提出了相应的支护措施。研究发现,(1)在无预制裂隙作用条件下圆形孔洞顶底部首先出现张拉裂纹,随后在孔洞两侧相继出现劈裂裂纹并逐渐贯通,近似于开挖面附近的板裂化破坏;(2)若洞壁一侧存在已揭露裂隙该侧岩体整体呈剪切滑移型破坏,若洞壁一侧存在未揭露裂隙该侧岩体的破坏模式为张拉–剪切型破坏,未揭露预制裂隙试样的破坏程度更为剧烈且更容易诱发岩爆;(3)对于孔洞上方的预制裂隙,无论揭露与否最终都会产生局部性顶板垮落或崩塌;(4)随着预制裂隙长度的增加,圆形孔洞上方岩体由短裂隙时的局部性垮塌最终转变为全局式垮塌;(5)对于孔洞一侧预制裂隙,试样破坏过程所释放的动能(破坏程度)随裂隙倾角的增加呈现先增大后降低的趋势,对于孔洞顶部预制裂隙,试样的破坏剧烈程度随裂隙倾角的增加呈现单调递增趋势。研究结果可为含裂隙或断层岩体地下工程开挖、支护设计及其稳定性分析提供指导。     

考虑参数相关的高心墙堆石坝材料参数反分析

在高心墙堆石坝应力变形控制数值模拟中,除了所采用土体本构模型的误差影响外,材料参数取值是否合理也是影响堆石坝变形预测精度的关键因素之一。传统参数反分析方法未考虑材料参数之间相关性影响,可能导致反分析参数值与材料实际特性不匹配。另外,高心墙堆石坝材料分区较多,模型待反分析参数多,计算量较大。针对邓肯–张E-B模型参数,通过大量室内试验数据统计分析,得到材料的抗剪强度参数φ与φ、切线模量系数K_e与体积模量系数K_b、切线模量指数n与m存在显著相关关系,根据其相关关系确定模型基础反分析参数为φ、R_f、K_e和n。构建了基础反分析参数为自变量,数值计算位移值为因变量的响应面方程,运用改进的遗传算法和已知的参数回归方程求得文中模型待反分析参数最优解。以瀑布沟砾石土心墙堆石坝工程为例,对坝体及覆盖层材料参数进行了反分析。计算结果表明,考虑参数相关的反分析方法得到的材料参数更加符合材料的真实特征,由于减少了待反分析参数个数,使计算效率显著提高,该反分析方法可为类似工程提供参考,具有工程应用价值。     

新疆阿尔金盘龙沟金矿高光谱蚀变矿物找矿标志研究

高光谱遥感技术是近年来兴起并逐渐成熟的蚀变矿物研究方法。盘龙沟金矿床围岩蚀变发育,主要蚀变类型包括硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、钠长石化、褐铁矿化等,蚀变与金矿化关系密切。文章通过航空高光谱遥感数据和地面光谱数据,提取和诊断盘龙沟金矿床的不同地段、不同地质体的蚀变矿物信息,研究分析金矿区的航空和地面高光谱蚀变矿物、蚀变矿物组合特征,以及矿区围岩蚀变特征,总结航空和地面光谱蚀变矿物分带找矿标志规律,结合金矿床地质矿产特征,系统剖析金矿床的综合找矿标志特征,构建盘龙沟金矿床高光谱蚀变矿物找矿标志;同时依据绢云母、绿泥石的诊断光谱,研究两种蚀变矿物的光谱变化特征,分析了金矿床围岩蚀变的形成条件和蚀变矿物的温压条件,进而初步推测盘龙沟金矿床为中低温热液型金矿,其矿体与围岩形成的环境条件不同。     

多重分形方法在铀矿化探数据处理中的应用

化探勘查数据的分布规律十分复杂,具有多重分形的特征,可用分形理论研究符合化探数据的分布规律。针对不同类型铀矿床的化探特征,选取分形理论中的部分方法进行研究并与传统方法对比。用含量-面积法处理某碳硅泥岩型铀矿区的水系沉积物数据,可以缩小异常区范围而且不遗漏矿点,减少勘查工作量;用分形趋势面法处理某砂岩型铀矿区的活性炭测氡数据,能够有效地强化弱异常信息,提升找矿效果。     

花岗岩体钻孔中结构面的分布规律——以深圳大亚湾花岗岩体为例

结构面对工程岩体的强度及其稳定性起着关键作用。在工程选址时常会首先考虑花岗岩作为其地基或围岩,而钻孔揭露的是目标深度岩体最直接的数据。以广东深圳的大亚湾花岗岩体为例,结合地质背景,研究钻孔方向上结构面的分布规律。钻孔方向上花岗岩结构面主要为构造结构面和表生结构面。首先,对比沿钻孔方向花岗岩体中结构面与地表结构面的倾向与倾角,在同一场址区,受到同一构造作用影响,钻孔中与地表节理的产状分布类似。其次,研究沿钻孔方向结构面的间距（直接影响岩体的RQD值）,通过间距分组和回归分析,发现结构面间距与其频数具有明显的幂函数关系,且该关系式与RQD值相关。     

边坡稳定分析中加速度临界滑动面研究

采用最大加速度也可以评价边坡的安全性。当黏聚力在土的抗剪强度中所占比重较小时,加速度与稳定系数的相关性较好。本文进一步比较加速度临界滑动面与稳定系数临界滑动面的关系,发现对于坡角α≥45°的简单边坡,在ξ < 0.1时,加速度临界滑动面与稳定系数临界滑动面是比较接近的。对于加筋土边坡,在筋材较短时,稳定系数较小的区域分布在筋材末端位置;筋材长度较长时,其位置和区域随着筋材长度的增加不再发生明显变化。但加速度较大的区域几乎都分布在筋材末端。相关机理还需要进一步研究。     

尼泊尔8.1级地震卫星热红外异常解析

针对2015年4月25日尼泊尔8.1级地震前后在震中区附近出现的大范围热红外异常,以中国静止卫星FY-2C/E亮温资料为数据源,采用功率谱相对变化法进行数据处理和资料分析,结果表明:震前热异常具有显著的时空特征,异常范围呈不规则带状分布,且随时间推移逐渐扩大,至震时异常面积趋于峰值,震中始终位于异常区域的边缘部位,震后异常快速收缩减弱,直至完全消失。该次热异常变化表现为初步显现、加速发展至逐步衰减的过程,持续时间在45天以上,特征周期为16天,相对变化幅度达12倍多。通过相似震例对比研究发现,该次地震与汶川大地震的热红外时空演化特征存在一定共性,主要体现在热异常的演化过程、异常形态、发震时刻及震中位置与异常区域的关系上,仅特征周期和特征幅值有所不同,应与各区域应力变化、气候因素及特殊的地质环境相关。这些认识对热异常与地震三要素的关系判定有一定启示作用,对地震热红外监测预报工作具有重要意义。     

川西岷江河谷典型大型—巨型古滑坡特征物探解译分析

在遥感解译、野外调查的基础上,采用高密度电法和电阻率测深法,并结合钻探对川西岷江河谷发育的尕米寺滑坡、俄寨村滑坡、格机寨滑坡等典型大型—巨型古滑坡的空间结构进行了勘探分析,有效确定了古滑坡的空间结构和滑带特征,并认为古滑坡的滑动面多具有高低阻相间的不稳定电性层,且滑坡前缘多位于不稳定电性层变薄收敛的地方。其中,俄寨村滑坡高低阻相间的不稳定电性层厚约0~45 m,为滑坡堆积层,古滑动面紧贴基岩面,滑动面平均埋深约30 m,弱风化基岩面埋深约5.6~61 m,强风化层厚约为3~12 m;尕米寺滑坡高低阻相间的不稳定电性层厚约2.5~43 m,为滑坡堆积层,沿剖面古滑动面平均埋深约35 m,在滑坡中部存在一圈闭的低阻异常体,推测为古河道,并与钻探结果相吻合,其埋深约56~96 m,弱风化基岩面埋深13.3~100 m,强风化及岩溶综合层厚一般约为5~20 m。基于古滑坡的地球物理勘探数据和解译结果,统计分析了川西岷江河谷地区大型—巨型古滑坡空间岩土体的地球物理物性参数,对指导该区滑坡调查分析具有重要的指导意义。     

钻探在地灾结构面产状勘查中的应用

文中结合大安山宝地洼村的崩塌地质灾害项目,介绍了地质灾害勘查中,利用钻探工程来获取深部结构面产状数据的方法——构造等高线法。采用钻探工程数据的统计分析方法、结构面等高线的构造方式以及结构面产状数据,获取的计算过程,获得了崩塌岩体深部结构面的产状数据,进行了治理方案的设计。利用构造等高线的方法来获取结构面产状信息,不仅可以弥补野外地质罗盘单一测量的不准确性,而且还避免了因结构面出露条件较差或无出露而造成的产状数据的缺失,从而提高了地质灾害勘查的可靠程度及治理方案设计的合理性。