离散单元法对粒状土的微观特性研究探讨

粒状土的微观结构和微观力学被认为是其宏观力学和体积特性的内在根本因素,近年来得到越来越多的关注和研究。离散单元法作为一种研究颗粒材料的数值模拟计算方法,比试验方法快捷、简便、经济,而且能够容易得到在实验室试验中很难或无法得到的更多重要的微观结构和微观力学的信息,近年来得到越来越多应用。本文介绍了离散单元法对土的微观特性研究的一些最新方法和进展,对数值建模中的一些重要方面如比重(质量)放大、树脂薄膜模拟等方面进行了阐述,对离散单元法在土的微观结构分析(如颗粒旋转、颗粒位移、中尺度孔隙率分布)的一些最新研究作了分析和介绍。分析表明,离散单元法是研究粒状土的微观特性的一个有力工具,可以对土的宏观特性从微观角度得到更好的解释和认识。     

小尺度地磁场勒让德多项式建模方法

根据地面实测地磁场数据,提出一种基于勒让德多项式的对小尺度地磁场的模型建立方法,结合数据预处理、最小二乘拟合方法,采用高阶的模型描述典型小尺度区域的地磁场,绘制出地磁图.通过实验验证,模型拟合实验点的数据与真实数据的磁场总强度平均误差小于30 nT,并且反映出小尺度区域中磁场的精细结构,有效地抑制了边界效应,大大提高了地磁场建模能力.另外讨论了勒让德多项式建模方法的优缺点以及使用范围.这为地磁场在空间延拓、探矿、地下结构分析提供了重要的方法和理论基础.     

基于ContextCapture的三维建模研究

利用ContextCapture三维建模软件进行三维实景建模,研究了建模方法,总结了建模过程中的常见问题,并提出了解决方法,可为三维建模作业提供参考,有一定的实际应用价值.     

内蒙古锡林浩特—东乌旗剖面壳幔电性结构研究

为研究二连—东乌旗贺根山一带成矿构造环境,提供矿产资源勘查、预测、评价的地质背景依据,跨贺根山和锡林浩特板块缝合带一线布设了26个超宽频带长周期大地电磁测深点,点距3~6 km,剖面长度100 km,在对获取的资料采用Robust变换、互参考处理的基础上,定性分析了视电阻率和相位曲线、二维偏离度、电性主轴,并采用二维共轭梯度反演技术,解剖了沿剖面120 km深度的地壳、上地幔电性结构特征.反演结果表明,沿剖面以贺根山和锡林浩特缝合带为界分为壳幔结构差异较大的四大构造单元:锡林浩特缝合带南壳内高导层埋深约在25 km,存在深达90 km的高阻块体;贺根山缝合带北壳内高导层埋深约15 km,莫霍面埋深约在50 km;两缝合带之间没发现壳内高导层,地壳表现为相对完整的高阻体;贺根山缝合带为两条岩石圈断裂控制,宽度约15 km,分布有串珠状局部南倾的高导体和上地幔局部隆起,下地壳底界约在25 km,上地幔高导层深度约在55 km,古亚洲洋壳向南俯冲迹象明显;锡林浩特缝合带盖层下宽度约6 km,与壳内高导层连通.缝合带位置均具备壳、幔源物质向上运移的通道,其控制的次级断裂构造系统具备成矿流体聚集、运移、沉淀成矿的有利条件,具备良好的成矿远景.     

横观各向同性页岩岩石物理模型建立——以龙马溪组页岩为例

在龙马溪页岩微观物性特征分析的基础上,综合利用测井解释、微观测试分析资料,建立了一种适用于龙马溪页岩的横观各向同性岩石物理模型,该模型建模过程：将各向异性SCA和DEM模型联合模拟得到的黏土和干酪根混合物作为背景介质;采用SCA模型对脆性矿物混合物进行模拟,利用各向异性DEM将脆性矿物混合物添加到背景介质;进一步将空孔隙添加到页岩基质,并利用Brown-Korringa模型进行各向异性条件下的流体替换,从而得到横观各向同性页岩岩石物理模型.通过对四川盆地A井龙马溪页岩进行岩石物理建模分析,计算了孔隙纵横比、纵横波速、各向异性系数和弹性参数,检验了模型的准确性.研究结果表明：矿物颗粒和孔隙纵横比是影响模型精度的关键参数,黏土和干酪根颗粒纵横比为0.05,图像识别获得的脆性矿物颗粒纵横比主要分布于0.45~1.0（集中分布于0.5~0.85）,横波波速反演获得的孔隙纵横比主要分布于0.1~0.3（平均值约为0.22）;模型预测和实测纵波波速之间误差为-2.40%~2.21%（平均绝对误差仅1.20%）,预测和实测横波波速之间误差为-1.93%~1.42%（平均绝对误差仅0.64%）,证实了本文模型的准确性和精度.本文模型能够准确计算页岩5个独立的刚度系数,为页岩弹性参数、声波波速、各向异性和脆性分析提供了有效手段,也为后续地球物理和工程地质参数分析提供了重要依据.

     

用于搜救的地震损坏建筑的内部模型

地震时如果搜救行动快速,困于倒塌建筑空间内的幸存者就有可能获救。为给搜救队提供指导性的建筑信息,最大程度地降低风险和加快行动,本文提出了一种新颖的计算方法:输入是震前建筑的"竣工"建筑信息建模(BIM)模型和根据地面激光扫描结果得到的震后外面部件的部分"损坏"BIM模型;在地震之前,生成大量的可能倒塌模式;地震之后,可迅速选出几何结构与"损坏"的外部BIM最相似的模式。本文详述了基于点距最小和算法及模态置信准则(MAC)算法的选择方法,并演示了在一系列的计算机模拟的倒塌结构模型上的应用,显示所提出方法的潜在可行性。     

利用HLA的分布式虚拟森林环境构建

以分布式虚拟森林灭火环境为例,基于HLA/RTI协议,设计和初步实现了地形、树木、林火、灭火工具联邦成员组成的分布式森林灭火仿真系统虚拟场景的三维动态生成与显示。系统将仿真的底层通讯和上层的模型控制框架、三维图形绘制分离开来,形成各个独立的模块,具有扩展性和重用性。     

基于SensorML的遥感卫星传感器建模方法

比较了传感器的相关信息模型,分析了传感器建模语言(SensorML)规范,提出了基于SensorML的遥感卫星传感器建模方法,包括平台参数分析、字典定义、系统建模、处理建模、模型验证和模型修正。基于.NET框架和SensorML 1.0.0规范,设计和实现了遥感卫星传感器建模工具SensorModel。以SPOT-5卫星传感器为例,验证了该方法的可行性。     

利用3S技术及三维激光扫描仪进行耕地损毁勘测

利用RS技术发现耕地损毁,网络RTK测量耕地损毁范围及面积,GIS提取耕地被损毁前的分类面积和等别,以及利用网络RTK配合Maptek I-Site8810三维激光扫描仪重构损毁耕地三维模型。