煤矿深部开采动力灾害区域应力效应监测与前兆特征研究

动力灾害的孕育及诱发与区域应力场的力学行为密切相关,煤矿开采扰动作用下区域局部应力场不断调整变化。为了研究区域应力场变化特征对动力灾害的前兆响应,采用变分模态分解和希尔伯特变换的方法对鲍店煤矿采集数据进行时频分析,识别和提取钻孔应变数据中反映动力异常变化的固有模态分量。研究结果表明,钻孔应变观测数据能够有效记录开采扰动相关区域岩体内部的微小变化,解析原始数据滤去干扰信号后获得表征动力异常的特定频段,分解变换后固有模态分量异常波动特征早于动压事件前2~7天出现,表现出形变稳定变化阶段向快速变化阶段“突跳”、形变快速变化阶段 “震荡”以及失稳阶段“跌落”的显著特征。依据地震形变三阶段理论,判别动力灾害发生前形变异常开始时刻和“突跳”—“震荡”—“跌落”作为煤矿动力灾害发生的前兆判据。基于钻孔应变仪对区域应力场的精确观测,构建了应用于煤矿动力灾害超前预警的判据方法,可为煤矿相似开采环境下工作面的安全高效回采提供借鉴和参考。     

经验模态分解方法在混凝土模型检测中的应用

经验模态分解在处理非线性,多分量信号方面有其独特的优势,但是受信号采样率以及频程大小的影响,传统经验模态分解之后,各固有模态分解函数并非由单一频率成分组成。采用屏蔽信号和采样率内插相结合的方法来改进传统固有模态分解,得到的固有模态函数较传统EMD分解有很大改善。以改善分解后的固有模态函数为基础,利用合成孔径聚焦成像,成像结果可以很清楚的发现目标体的位置所在,证明了此种改进方法的可行性。     

动态变形监测多路径实时修正模型研究

多路径效应是GPS高精度实时动态变形监测中的主要误差源,通过经验模态分解方法对三维坐标序列进行多尺度分解和重构,提取作为趋势项的多路径模型;并利用多路径效应的周日强相关性特点,对第二天动态坐标进行多路径效应去除,得到削弱多路径效应后的坐标序列。研究结果表明,多路径效应削弱后的坐标序列稳定性明显增强,坐标的精度明显提高。     

基于经验模式分解的数字高程模型数据伪装方法

提出了一种基于经验模态分解(EMD)的数字高程模型数据伪装技术。首先利用SHA-256单向Hash函数产生由种子控制的伪随机序列,扩充序列后再用经验模态分解生成用于伪装的DEM数据,伪装后的DEM数据具有较高的视觉欺骗性。针对DEM数据提出了直方图的概念,通过修改直方图,在伪装的DEM数据中可逆地嵌入水印。本文方法可在提取水印后完全恢复伪装DEM数据,以及使用种子可完全还原秘密DEM数据,算法安全性高。     

不同强度El Ni?o的衰减过程.Ⅱ,中等和较弱El Ni?o的衰减过程

在第二部分,我们研究了中等和较弱El Ni?o的衰减过程. 结果表明,对中等El Ni?o而言,在其发展阶段和盛期,负异常信号在西太平洋产生,但由于强度不足,在El Ni?o盛期之后迅速衰减,这是一种夭折的类西太平洋振子过程. 因此,与强El Ni?o不同,中等El Ni?o衰减进入平常态. 而较弱El Ni?o以截然不同的另一种方式进行位相转换,伴随东南太平洋副高的加强和西移,东风异常和海表温度负异常自赤道东太平洋向西扩展,这是一种平流模态过程,导致较弱El Ni?o衰减进入La Nia.     

基于高频观测数据的徐闻青安湾海滩对台风“贝碧嘉”的响应研究

风暴是造成海滩剧烈变化的重要因子。由于观测环境的恶劣,目前极少有风暴过程中海滩响应的现场高频观测工作。本研究在2018年台风“贝碧嘉”期间对徐闻青安湾海滩开展了历时6天半的高频观测,获得了全时水动力要素和164组逐时海滩滩面高程变化数据。通过分析表明：(1)青安湾海域风暴增水及波浪受控于海南岛−雷州半岛特有的地形地貌和台风“贝碧嘉”的多变路径,增水稳定在0.38～0.5 m之间,而波高先由0.78 m衰减至0.43 m,再增加至0.56 m;(2)海滩剖面地形变化总体表现为滩肩侵蚀,形成水下沙坝,滩肩响应过程分为快速向下侵蚀、缓慢侵蚀至最大值、振荡回淤恢复3个阶段,台风期间滩肩振荡恢复幅度可达最大侵蚀深度的1/4;(3)海滩的风暴响应过程主要由4个模态耦合而成：第一模态体现大潮滩肩侵蚀生成水下沙坝过程;第二模态体现风暴滩肩侵蚀,补偿大潮滩肩侵蚀位置和进一步促进沙坝形成过程;第三模态揭示了波浪二次破碎位置的上冲流和离岸底流使泥沙发生双向输移过程;第四模态表明台风大浪使得碎波带内泥沙大量悬浮,在沿岸流和离岸流作用下部分悬沙进入深水区,可能造成海滩泥沙的永久亏损。     

某悬索桥振动特性现场测试及数值模拟

振动频率是结构的固有特性,由结构材料和构造所决定,是结构设计阶段验算的重要参数。结构现场振动频率的测试结果既可用来校核设计质量也可作为结构健康诊断的重要依据。通过脉动和人工激励,获得了某悬索跨越结构整体前三阶振动频率,同时依据结构健康诊断的对称信号法,测试了主索、锚固索等局部结构的振动频率。测试结果与模型实验和有限元分析结果接近,并且证明对称的局部结构具有对称的振动频率。     

Hilbert-Huang 变换与大地电磁噪声压制

大地电磁信号具有非线性、非平稳、非最小相位特征,不符合以Fourier变换为基础的传统功率谱估计的基本要求. Hilbert-Huang变换是近年发展起来的处理非线性、非平稳信号的完全局部时频分析方法. 本文在简要介绍Hilbert-Huang变换基本原理与算法基础上,以实际数据分析为例,探讨了它在大地电磁信号处理及噪声压制中的应用. 提出利用Hilbert时-频能量谱对大地电磁信号进行时段筛选,以提高信号品质,增强数据处理的质量和资料的可解释性. 利用经验模态分解方法及其多尺度滤波特征,可以有效地分析MT信号中的噪声分布特征,并进行干扰压制.     

人工填土高边坡爆破振动动力响应分析研究

通过现场测试,利用频谱分析方法,得到了生产爆破引起的地震波在人工填土高边坡中传播特性和基本规律的研究成果;利用有限元软件,结合实测数据采用模态叠加法,对研究边坡进行了动力响应分析,分析了该边坡表面的加速度及位移分布规律、边坡破坏的形式。     

时程信号的Hilbert-Huang变换与小波分析/

在简要介绍时程信号的小波分析和Hilbert-Huang变换(HHT)理论的基础上,通过地震波和其它时程信号实例,对比分析了小波变换和HHT变换结果. 比较显示：HHT变换和小波变换均能用于对非平稳的信号进行分析,并能捕捉到信号变化的主要特征;与受所选母波影响较大的小波分析不同,HHT变换得到的固有模态函数是直接从原始时程数据中分离出来的,它更能反映原始数据的固有特性;小波分析得到的谱的能量在频率范围内分布较广,而HHT变换的Hilbert谱的大部分能量都集中在一定的时间和频率范围内,能清晰地刻画信号能量随时间、频率的分布. 因此,Hilbert-Huang变换不仅是对非平稳信号进行分析的有效方法,而且也是检测时程信号局部特征的有用工具.