基于双极化SAR图像的U-Net海冰多分类模型

北极多年冰在近几十年有明显的减少趋势,与北极海冰的厚度、体积和夏季最小海冰范围的减少密切相关。合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具有全天时、全天候成像能力,基于SAR卫星影像的海冰分类对监测北极多年冰具有重要意义。基于深度学习U-Net模型,以SAR图像的双极化信息为模型输入,构建了像素级的海水、一年冰和多年冰多分类模型。与已有SAR图像海冰分类方法(支持向量机、随机森林和卷积神经网络)进行对比,基于双极化SAR图像的U-Net海冰分类模型的准确率、平均重叠度和Kappa系数,分别达到了90.73%、0.831和0.849,优于其他对比模型,分别提升了4.08%～19.04%, 0.063～0.321和0.111～0.335。此外,针对SAR图像水平-垂直极化(horizontal-vertical polarization, HV)有明显的条状热噪声和水平-水平极化(horizontal-horizontal polarization, HH)受入射角效应而亮度不均匀的特点,设计敏感性实验,研究HV噪声、入射角和灰度共生矩阵(gray leve...     

一种改善机箱屏蔽效能的金属屏蔽网的分析

为了保护暴露于强电磁环境中的机箱,为机箱加装附加金属屏蔽网是一种简单有效的方法。通过对强电磁脉冲与典型电脑机箱面板上孔缝的耦合特性的分析,获得机箱的屏蔽效能与机箱面板上孔缝尺寸间的关系。在此基础上对一种附加的封闭金属屏蔽网在改善计算机机箱对强电磁脉冲屏蔽效能做了研究,并且对封闭屏蔽网结构进行了简化改进。通过对机箱屏蔽效能的实际测试,验证了金属屏蔽网对提高机箱屏蔽效能的实际效果。     

黑龙江板块构造地球物理研究基本进展

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳－兴安、松嫩－张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里－绥芬河地学断面（GGT）地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚地球动力学、探查矿产资源具有极为宝贵的基础作用。这些成果包括：1）地震波速指示松辽盆地石炭－二叠纪（C－P）基底地层至少在松辽盆地北部和南部都存在,这里成为油气探查的新领域;松辽盆地滨北地区面积约7 万km²,具有良好的油气远景。2）解释MT资料发现,组成黑龙江板块的几个微板块之间都存在陆间洋的俯冲,并时有洋壳残片伴生;而黑龙江板块与其南部的华北板块之间则存在古亚洲洋向黑龙江板块的俯冲。3）对大兴安岭－太行山－武陵山大型重力梯级带的成因机制提出了“三结点模型”。利用近垂直反射地震剖面,发现了松辽盆地一带莫霍（Moho）界面大型近南北向的“断开带”。 4）油气地震成像、去噪、波场与信息方面,建立了三维条件下的有限孔径偏移理论;在提出消减随机噪声的一维时变中值滤波基础上,又建立了二维中值滤波技术;把时频峰值滤波引进到地震勘探消噪领域,建立了Ricker子波核最小二乘支持向量机回归滤波方法;提出了Seislet变换重建技术,以及扩展的高阶Seislet变换方法。由迹变换理论出发建立了消减地震面波的Co-Core迹变换方法。用伪谱法模拟黏弹各向异性介质中波的传播特征,发现黏弹各向异性介质中准S（qS）波比准P（qP）波衰减程度大;通过建立的混沌振子系统,检测出淹没在强随机噪声背景中的地震同相轴,并建立了时空域双曲滤波方法。系统研究了地质雷达的理论和方法,建立的地质雷达偏移成像系统成功地用在了地雷成像中。     

等电势梯度下电极间距对电渗影响的试验研究

通过室内1:5的模型试验进行了等电势梯度下2 m×1 m和1 m×0.5 m两种工程常见矩形布置电极间距下的软黏土电渗性状的研究。利用监测排水量、排水速率、电流、电势、含水率和pH值等指标,对不同电极间距试样的电渗处理效果、能量效率和电极腐蚀等方面进行了分析。结果表明：保持电势梯度不变而减半电极间距能够加快电渗排水,降低土体含水率,减小能量消耗和电极界面电阻,但也会导致土体pH值变化和阳极腐蚀量的增大。此外,采用较小的电极间距可使损失在电极和土接触面上的电势降减小,但损失的电势降占电源电压的比例增大。     

充填物性质影响结构面剪切特性试验研究

通过自主研发的煤岩剪切-渗流耦合试验装置,开展了无充填结构面和充填石膏、岩屑、黄泥结构面的剪切试验。利用三维光学扫描技术,研究了结构面的三维形貌特征和裂隙开度演化。结果表明：充填结构面的峰值剪应力和法向位移由充填石膏、岩屑到黄泥依次递减,受充填物强度影响较大;无充填结构面由于直接接触,剪切后表面发生明显磨损,结构面粗糙度系数（JRC）整体减小且变化最为显著,充填石膏和岩屑结构面的JRC变化次之,充填黄泥结构面几乎没有变化;充填物破坏和结构面磨损主要受裂隙开度演化和局部应力集中的影响。随着剪切位移的增大,在裂隙开度较小的区域,应力分布较大,充填物易沿此处破碎,无充填结构面沿此处严重磨损。     

矩形桩沉桩挤土效应透明土模型试验研究

矩形桩沉桩挤土效应与传统圆形截面桩不同,传统的理论模型和试验技术不适用于研究矩形截面桩沉桩挤土效应。基于透明土变形可视化技术,研究了矩形截面桩沉桩挤土的位移场变化规律。试验结果表明,矩形桩沉桩后,桩周可以分为两块区域：靠近矩形桩身的过渡区域,在此区域内挤土位移模式呈现非柱对称特征,过渡区半径约为4deq～5deq,远离桩身的圆孔扩张区域,该区域内挤土位移呈现柱对称特征。根据矩形截面桩的沉桩挤土试验,推导出了矩形桩截面的修正扩孔理论,并将理论计算的位移值与模型试验测量值进行对比,验证修正扩孔理论的合理性。     

基于钻孔图像的岩体结构面几何信息智能测量

针对钻孔图像中岩体结构面形态特征,提出了一种基于Canny检测的岩体结构面几何信息智能测量方法。该方法首先采用灰度共生矩阵特征参数,在长幅钻孔图像中定位结构面区域;然后,对识别的结构面区域,采用Canny检测算法识别出结构面边缘,并通过边缘连接和合适的阈值筛选边缘,提取出结构面上下边缘;最后,对结构面边缘进行三角函数拟合,得到结构面上下边缘的正弦曲线,结合立体空间几何理论,从而计算出岩体结构面的倾向、倾角、隙宽等参数。以如美水电站坝址区两钻孔为例,基于本算法提取结构面几何信息,并与已有成功算法进行对比得到了较为一致的结果,证明了算法的可行性。     

软土矩形地铁隧道地震反应特性分析

为研究在不同类型的软土地层条件下地铁隧道的地震反应特性,本文选用El-Centro波作为隧道基岩处水平输入的地震波,利用大型有限元软件ANSYS分析上海矩形地铁隧道在三种典型场地中的地震反应特性,获得了矩形隧道在三种场地中的地震反应规律,结果表明:处于软土地层中的矩形地铁隧道,应力的抗震薄弱位置在衬砌形状突变处,水平位移的抗震薄弱位置在隧道顶部,水平加速度的抗震薄弱位置在隧道底部,设计时应加强薄弱部位的抗震设防,这为矩形地铁隧道抗震设计提供了参考依据。     

矩形巷道孔边应力的弹性分析

对已有的矩形巷道孔边应力研究成果进行了归纳,并提出其存在的问题。在此基础上,利用隧洞围岩应力复变函数分析法中的解析函数通式和单位圆外域-洞室外域共形映射函数计算方法,计算了不同跨高比和侧压力系数下的矩形巷道孔边应力,分析并获得了其对孔边应力分布的影响规律。给出了原岩垂直应力分量 和水平分量 单独作用下矩形巷道顶板和侧帮中点的应力集中系数,并与相关研究结果进行了比较分析,结果表明,矩形巷道的计算断面与理论断面边界线间的误差对孔边应力计算值有较大的影响。采用共形映射函数计算方法获得的计算断面更逼近理论断面,采用解析函数通式进行围岩应力计算时不产生精度损失,研究成果更接近于矩形巷道理论值,可供巷道设计及围岩稳定性分析作理论参考。