光学显微镜成像方式及投影冷光源的分频合成探讨

传统显微镜光源主要包括卤素灯光源、纯水过滤热射线光源、LED光源等,由于卤素灯光源含有大量760~1400 nm区段的红外线,纯水过滤热射线光源滤除红外线不彻底且水会导致透射光线的部分散射,LED光源在500 nm波长附近的光照强度不足、波形存在缺陷,容易灼伤样品或使成像质量受限,都难以满足需要采用大功率冷光源进行无损、高质量显微观察成像和测试的要求。本文在总结光学显微镜的成像方式、光源类型及各类光源优缺点的基础上,提出了采用三棱镜-凸透镜组分频合成冷光源的新思路。该思路首先利用三棱镜将卤素灯光源光谱按频率顺序打开,然后选择可见光区域内的光谱,用凸透镜组校正可见光方向后,再由三棱镜将这些可见光合成不含热射线的冷光源。理论和砂岩荧光薄片实际测试效果表明,该方法既可完全排除热射线,从而使样品免遭受破坏,又保持了完整的可见光光谱,解决了大功率冷光源红外线生热和光谱存在缺陷的难题,这为采用大功率冷光源的光学显微镜投影高质量成像提供了新的方法及切实可行的依据。该套分频合成光源的装置主要配置为:玻璃材质的同规格的三棱镜与凸透镜各两个,卤素灯光源一个。结构简单,可在需使用大功率冷光源进行无损成像和测试等方面获得广泛的应用。     

三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟

对交叉裂隙渗流传质特性的定量描述是研究整个裂隙网络渗透传质特性的基础。为真实模拟水流及溶质在三维交叉裂隙中的运移过程,首先通过三维轮廓仪获取天然岩石裂隙表面的形貌数据,再应用三维重构技术生成相应的三维交叉裂隙模型,随后求解Navier-Stokes方程,假定溶质运移满足Fick定律,模拟水流和溶质在三维交叉裂隙中的运移过程。通过对比粗糙裂隙模型与平行平板模型的模拟结果发现：粗糙度对流体的分布及流动状态存在显著的影响;不同进、出口工况下的流体流动及溶质运移状态亦表明：裂隙交叉的几何形貌会显著地影响溶质混合行为。这些结果表明,目前被广泛采用的平行平板模型在评估岩体内特别是交叉口的物质运移特性时将导致较大的偏差,在将来的研究中有必要针对裂隙交叉口的几何特征建立修正的模型以提高评估的准确性。     

华北板块南缘中段中上三叠统软沉积变形构造的发现及其地质意义

豫西地区中上三叠统主要出露在济源、义马、伊川和南召一带。印支期秦岭造山运动控制和影响着邻区中上三叠统盆地属性和沉积地层展布。通过观察研究区野外露头剖面,发现中上三叠统发育一系列典型的软沉积变形构造,包括液化底辟、枕状构造、液化柱、液化卷曲变形、负载、球-枕、火焰状构造、液化角砾岩。这些软沉积变形在垂向上表现出明显的复现性,在侧向上表现为沿地层连续展布,表明该时期研究区内地层受到频繁强烈的地震影响。通过对这些软沉积现象的识别和形成机制解释,判定其触发因素为秦岭造山过程中伴生的地震。区内地层中震积岩的存在即是对秦岭造山过程中构造活动的响应。     

苏鲁造山带深部构造的接收函数图象

宽频地震探测获得横切苏鲁造山带的滨州-日照剖面和蓬莱-青岛剖面的接收函数图象。在图中识别出一系列密度界面和断裂面。新Moho面深度35~41km,形态清晰连续完整,表明苏鲁造山带形成以来的壳幔相互作用已经相当彻底。苏鲁造山带和胶辽朝地块的岩石圈底面深度105km,靠近郯庐断裂逐渐抬升到90km。在苏鲁造山带内部识别出了造山过程中形成的构造界面。它们所勾画出的深部构造图案支持扬子板块拖带北中国板块边缘深俯冲剥蚀模型,并且指示苏鲁超高压变质带的北界位于莱西一线的胶莱盆地之下。     

考虑发射电流波形的地–空瞬变电磁三分量响应研究

地–空瞬变电磁法在煤炭采空区勘探等领域受到了越来越多的关注, 有必要研究发射电流波形参数对地–空瞬变电磁三分量响应特征影响, 为地–空瞬变电磁数据处理与解释提供理论依据。以梯形波为例, 首先, 研究不同发射电流波形的频谱分布情况; 然后, 基于三维时域有限差分正演研究发射波形的上升沿时间、脉宽和关断时间对地–空瞬变电磁三分量磁场响应的影响。结果表明:上升沿时间对三分量二次场响应基本不产生影响; 关断时间对三分量二次场响应的影响主要集中在0.2 ms之前, 且关断时间越长对纯异常响应影响越大; 脉宽对三分量二次场响应的影响主要集中在0.1 ms之后, 且脉宽越短对纯异常响应影响越大。三维采空区模型结果表明:关断时间、脉宽对三分量异常场和背景场响应的影响特征基本一致; 通过三分量纯异常场响应多测道图和时间道图可以判断异常体的分布范围和深度。研究成果可为地–空瞬变电磁激励源波形的参数选取提供有价值的理论借鉴。      

综合物探技术在小盘岭公路隧道选线中的应用

利用综合物探技术,查明岩体风化情况、围岩分类以及构造带分布,进而为公路隧道的选线提供足够的信息,具有重要的意义。采用先进的电阻率成像技术和高分辨率浅层地震勘探方法,在小盘岭公路选线时,取得了很好的应用效果。     

复杂条件下煤田三维地震勘探应用实例

勘探区地处毛乌素沙漠西南边缘,表层多为干燥疏松的沙丘和黄土;浅层为沙土、卵石、砾石层,大部分地段不含水,均为松散沉积物。区内断层和褶皱发育,煤层埋藏深度与产状变化较大。针对该区表、浅层和深层复杂的地震地质条件,通过不断优化三维地震勘探设计,最终确定了野外数据采集观测系统及激发与接收参数,并在数据处理中,选择了合适的处理技术、处理参数及处理流程,获得了信噪比与分辨率较高的三维数据体,较好的完成了地质勘探任务。     

蒲石河抽水蓄能电站上库三维渗流数值模拟

根据蒲石河抽水蓄能电站上库的地质及水文地质条件,建立了裂隙岩体三维渗流数值模拟模型,计算分析了水库-岩体系统地下水运动规律及各种运行工况下的上库渗漏量和渗流场的分布特征。将模拟计算区地下水流系统概化为非均质各向异性三维稳定地下水流系统,综合利用压水试验得到的平均渗透系数值和统计学方法得到的渗透张量方向,获得裂隙岩体的渗透系数张量。数值模拟结果表明,正常蓄水位运行工况下,整个库区均未进行防渗处理时,上库总渗漏量为5832.92m3/d,防渗后渗漏量减少了3571.27m3/d。     

川藏铁路通麦至鲁朗段地质构造对滑坡的控制作用分析

藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一,复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题的复杂性和特殊性,并孕育了多种地质灾害。文章通过遥感解译、无人机测绘以及野外现场调查,详细分析了喜马拉雅东构造结北西侧通麦至鲁朗段已有滑坡的发育特征,总结了地质构造对滑坡的控制作用,结果表明：（1）构造演化形成的高陡斜坡为滑坡形成提供地形条件,滑坡后缘的断裂破碎带,为雨水入渗提供通道,形成滑坡边界;（2）斜坡岩体中发育的贯通性构造节理为滑坡提供滑动条件和物质基础;（3）地震震动对岩体结构造成直接破坏,并诱发同震滑坡。多种构造作用的耦合造成了川藏铁路通麦至鲁朗段滑坡的高易发性,相关结果可为铁路修建过程的边坡灾害管控提供参考和支撑。     

基于最大最小原理的三维边坡稳定性探讨

最大最小原理在边坡稳定性分析中的应用,不仅可以检验所建模型的准确性,还可以进一步获得改进计算模型的相关条件。本文利用三维简化Sarma法,分析了滑面剪切力方向采用不同的分布形式引起的稳定系数的变化,计算结果表明,不管采用何种分布形式,当它发生变化时,对应的稳定系数总是存在一个极大值,这就证明了边坡稳定性最大原理在三维边坡稳定分析中的适用性;同时,本文还在一种严格的二维临界滑面搜索算法的基础上,建立了三维临界滑面搜索的算法,利用ZhangXing算例详细分析了目标函数中各变量对稳定系数的影响,结果表明,二维上寻找临界滑面是切实可行的,这也证明最小原理在二维边坡稳定分析中是满足的,三维上则由于三维极限平衡法未考虑三维边坡的边界条件,导致基于三维极限平衡法的三维临界滑面理论上不存在,三维边坡稳定分析结果与最小原理的要求有一定的差异。