华北型煤田矿井突水地震波超声模拟研究

应用地震波超声模拟方法,研究了华北型煤田的煤系底部奥灰岩岩溶发育带对地震波的响应特征,为地震勘探技术应用于矿井台水提供了依据。     

铁及超声辅助铁还原降解水中氯乙酸及其动力学研究

以二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)为目标污染物,研究了铁(Fe0)和超声辅助铁(US-Fe0)还原降解水溶液中氯乙酸,以及溶液初始pH值、Fe0投加量、反应温度、反应时间、氯乙酸初始浓度对降解率的影响,并对降解的动力学进行了初步研究。结果表明,Fe0还原氯乙酸的最佳条件是:pH值为4.0、铁投加量为4g·L-1,室温条件下反应16h。超声辅助对Fe0还原水中氯乙酸的反应具有显著促进作用。在初始浓度为50μg·L-1时,US-Fe0还原降解DCAA和TCAA的降解率分别为87.3%和82.0%。Fe0和US-Fe0还原降解氯乙酸均符合准一级反应动力学(对氯乙酸),降解的表观速率常数分别为1.03×10-3 s-1(Fe0还原DCAA)、5.70×10-3 s-1(US-Fe0还原DCAA)和5.63×10-4 s-1(Fe0还原TCAA)、2.58×10-3 s-1(US-Fe0还原TCAA)。TCAA脱氯生成DCAA是降解的速率控制步骤。     

常温压条件下五种变质程度构造煤的超声弹性特征

鉴于构造煤对煤矿安全生产和煤层气抽采的重要影响,为了实现构造煤的地震预测,针对淮南、平顶山、鹤壁和焦作4个矿区采集的5种不同变质程度的碎粒与糜棱构造煤样进行了走向方向的实验室超声测量。在常温常压条件下,构造煤样纵、横波超声测试显示：相比于原生结构煤,构造煤的纵横波速度、品质因子、弹性模量大幅度降低。具体表现为：构造煤的纵横波速度之间存在一定的相关性,但速度与密度、速度与品质因子、纵波品质因子与横波品质因子之间的线性相关性已不存在;纵横波速度比与泊松比总体呈现降低的规律,纵波品质因子小于横波品质因子。孔隙结构与弹性模量的关系分析显示：纵横波速度与孔隙体积、有效孔隙率和比表面积存在较好的正相关性;杨氏模量、剪切模量也存在类似的关系,但其他模量不存在这种相关性。不同构造煤样的弹性模量、孔隙结构与变质程度、密度之间未发现存在相关性,这与构造煤主要表现为结构的破坏是吻合的。上述实验结果显示,从地震弹性反演的角度预测构造煤是可能的。     

隧道围岩松动圈的现场测试与理论分析

围岩松动圈是制定隧道支护措施和整体稳定性评价的重要参数和依据,如何快速准确地确定松动圈范围已备受关注。以张-石（张家口至石家庄）高速公路上的多条隧道工程为背景,采用声波探测和理论计算相结合的方法,对不同埋深、围岩等级条件下的隧道松动圈进行了研究。基于D-P准则推导了围岩应力松动圈的弹塑性理论和损伤理论计算方法,其计算结果均小于单孔声波法测试结果,但两者变化规律类似。由于考虑了岩体的峰后软化特性,损伤理论分析法计算结果比弹塑性理论更加接近于实测值,运用损伤理论对围岩（特别是低级别围岩）松动圈进行预测是可行的,研究结果对其他类似工程具有借鉴作用。     

编码激励用于岩石物性超声成像的仿真

数字编码技术在雷达、医学等方面广泛成功应用使得将其引入地震探测中成为可能。本文为将数字编码技术引入地震探测中,进行了岩石物性成像仿真实验。首先讨论了编码超声成像原理,分析了编码技术的规律和特点。其次通过激励Golay码,利用FieldⅡ软件包进行了岩石物性超声成像的仿真,并比较了仿真结果的成像分辨率。结果表明,编码技术是提高超声成像质量的有效方法。结果可用于指导野外编码地震探测。     

唐古拉地区超声雪深传感器SR-50监测研究

利用2004年5月以来超声雪深传感器SR-50在青藏高原唐古拉综合监测场获取的实时积雪资料和相关气象数据,评估了SR-50在青藏高原积雪监测中的性能和作用,并对青藏高原腹地多年冻土区积雪变化特征进行初步分析。结果表明:超声雪深传感器SR-50对不同时间尺度的地表积雪过程均有较好的监测能力。监测数据清晰地显示唐古拉地区地表积雪深度在夜间相对稳定、在日间迅速降低的特点。唐古拉地区平均年积雪日数为82 d,各月均有地表积雪出现,但夏季的地表积雪较少且持续时间很短。该地区地表积雪总体上呈厚度较薄、消融较快、持续时间较短的特点。2005—2008年该地区瞬时最大积雪深度为22 cm,日平均积雪深度小于5 cm日数占总积雪日数的71.58%。     

恶劣气候对超声换能器声场影响的仿真分析

压电式超声风速传感器相对于传统的机械测风仪器具有更高的精度和可靠性,但实际使用过程中,一些地区户外气候环境复杂,当遭遇恶劣天气时会对超声换能器发出的辐射声场造成影响.利用COMSOL有限元分析软件针对压电式换能器在已知半径的球型区域内声场分布进行模拟分析,通过改变换能器与空气耦合的边界条件,模拟了暴雨和沙暴两种恶劣天气...     

结合维纳滤波的相干波束合成超声成像研究

传统超声动态聚焦通过简单的延时叠加方法成像，分辨率较低、对比度较差。本研究在基于像素的相干波束合成（Coherent PB）的基础上，应用一种计算效率较高的前置维纳滤波器，利用焦点处的脉冲回波对整个阵列信号进行相位矫正，并通过后置维纳滤波器为每次子孔径波束合成结果施加自适应权值，进一步抑制噪声和伪影。通过仿真、仿体和在体实验对本方法的有效性进行验证，与Coherent PB相比，本方法在保持较高横向分辨率和计算效率的基础上，明显改善图像的轴向分辨率和对比度，具有一定临床应用价值。