Cracking risk of partially saturated porous media—Part I: Microporoelasticity model

Drying of deformable porous media results in their shrinkage, and it may cause cracking provided that shrinkage deformations are hindered by kinematic constraints. This is the motivation to develop a thermodynamics‐based microporoelasticity model for the assessment of cracking risk in partially saturated porous geomaterials. The study refers to 3D representative volume elements of porous media, including a two‐scale double‐porosity material with a pore network comprising (at the mesoscale) 3D mesocracks in the form of oblate spheroids, and (at the microscale) spherical micropores of different sizes. Surface tensions prevailing in all interfaces between solid, liquid, and gaseous matters are taken into account. To establish a thermodynamics‐based crack propagation criterion for a two‐scale double‐porosity material, the potential energy of the solid is derived, accounting—in particular—for mesocrack geometry changes (main original contribution) and for effective micropore pressures, which depend (due to surface tensions) on the pore radius. Differentiating the potential energy with respect to crack density parameter yields the thermodynamical driving force for crack propagation, which is shown to be governed by an effective macrostrain. It is found that drying‐related stresses in partially saturated mesocracks reduce the cracking risk. The drying‐related effective underpressures in spherical micropores, in turn, result in a tensile eigenstress of the matrix in which the mesocracks are embedded. This way, micropores increase the mesocracking risk. Model application to the assessment of cracking risk during drying of argillite is the topic of the companion paper (Part II). Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

影像全站仪在文物三维数字化测量中的应用与实践

根据影像全站仪的工作原理,总结出在文物测绘中的技术路线,研究点云数据处理过程中拼接、降噪、纹理映射的方法,并通过对模型数据采集精度的分析,给出了合理的数据模型采集值,为影像全站仪快速、可靠的在文物三维数字化建模中提供有益的借鉴。     

ZQZ TF型风传感器冻结故障自动检测装置设计

近年来我国大部分地区在冬、春两季多遭受冻雨灾害,自动气象站的风向风速传感器容易因冻结而无法正常工作。针对冻结故障的实时检测问题,本文设计了一种基于ZQZ-TF型风传感器的故障自动检测装置。该装置通过检测风传感器的工作电压和工作电流,实现对传感器实时状态的监控。同时,结合具体的故障诊断算法,能够快速判断风传感器是否被冻结。系统的核心硬件电路、软件算法可分别集成在自动气象站风向风速数据采集电路和嵌入式软件中,具有结构紧凑、操作简单的特点。经验证,该装置能够实时检测风传感器冻结故障,且工作稳定,检测精度高。     

长距离单历元单频非差北斗网络差分方法

针对北斗卫星导航系统现有的网络差分方法多是基于GPS系统并采用双差定位模型,而双差定位模型的采用使得网络差分方法存在一些缺陷的问题,该文提出一种长距离单历元单频非差北斗网络差分方法;首先长距离北斗基准站网向覆盖区域内的北斗用户提供非差误差改正数;然后用户内插计算出自己所需的非差误差改正数,并改正北斗单频伪距观测值的误差;最后进行单历元单频网络差分定位。实验表明,该方法能够使用单历元单频伪距观测数据实现长距离北斗网络差分定位。     

变形监测技术在库岸防治工程中的应用

针对库岸稳定性检测的需求,该文将现代变形监测技术应用于乌江彭水县水电站鹿角镇库岸防治工程,对地表进行抗滑桩顶和岸坡表层水平位移和垂直位移监测,地下进行岸坡深层水平位移监测。文章对边坡变形监测进行分析,主要包括岸坡表层变形情况、岸坡深层位移情况、重要建筑物基础不均匀沉降情况及抗滑桩顶变形初步分析。对库安防治工程进行预警分析,可保证彭水县水电站的安全。     

恶劣环境下GPS/BDS混合双差模糊度固定性能分析

针对在恶劣观测环境下每个GNSS系统只观测到较少的几颗卫星,采用标准双差模型很难实现整周模糊度固定的问题,该文对GPS/BDS系统间混合双差模型进行研究,利用该模型计算出GPS/BDS系统偏差。在此基础上,利用实验分别对模拟和真实恶劣观测环境下的模糊度固定性能进行分析,实验结果表明,恶劣环境下GPS/BDS系统间混合双差模型表现良好,相较于经典的双差模型可将模糊度固定平均所需时间分别缩短43%和33%,模糊度固定成功率分别提高107%和31%。     

钻孔压水试验水压式栓塞排水泄压问题研究

压水试验水压式栓塞较其他类型栓塞可靠、灵活,但一直存在试验结束后排水泄压难题,使该类型栓塞使用局限于浅孔及地下水位高的钻孔。本文对该问题进行了研究,提出了解决方案,设计了新型水压式栓塞结构。解决了一直以来水压式栓塞的排水泄压难题,突破了试验孔深限制,使水压式栓塞能得到广泛应用。介绍了该新型水压式栓塞的结构和工作原理以及工程应用效果。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8～1.2 m,使用寿命可达到80～100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%～95%。     

山东省三级地下水监测站网建设思考

随着国家地下水监测工程的启动,国土资源部提出了国家、省、市新的三级地下水监测站网建设要求。该文介绍了各级地下水监测站网的基本概念、主要建设内容,各级地下水监测站网建设服务对象、基本要求,细化了各级地下水监测站网建设要求,规范了建设行动。     

中国东部四明山古夷平面遗迹特征与演化

古夷平面研究在地貌演化和新构造运动研究中占有极其重要的地位,但由于遭受构造运动和剥蚀作用的影响,很多古夷平面遗迹已无从清晰辨识。浙江四明山顶古近纪夷平古风化壳面的发现,为研究浙江东部甚至华东地区的新生代地貌演化提供了重要地质信息,同时为始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供了重要物质证据。通过详细的野外地质调查,系统采集了该区5个点位的20个古风化壳样品和7个点位的15个现代风化壳样品,开展黏土矿物分析和玄武岩K-Ar年龄测试。研究确认四明山地区发育有2期古夷平面遗迹,即古近纪(E)和新近纪(N)古夷平面遗迹:第一期夷平面发育时间为65. 0～32. 2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32. 2～21. 7 Ma;第二期夷平面发育时间为21. 7～10. 5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10. 5～3. 0 Ma。研究区2期火山活动喷发所形成的玄武岩盖层有效保护了该区的古风化壳,从而使四明山古夷平面遗迹具有空间展布完整、剖面信息清晰等特征,呈现出由古夷平面(古风化壳)与玄武岩堆积面(现代风化壳)组成的"双风化壳"现象,为观察古夷平面遗迹特征提供了最佳场所。