构造煤结构与煤层气赋存研究进展

碎软煤的完整原样制取困难,需要加工制成重塑煤体,为了研究不同压制荷载对煤体物性特征的影响,以重塑煤体为研究对象,基于低温液氮的孔隙测试实验和高压容量法的甲烷吸附实验,探讨不同成型荷载而成的重塑煤体的微小孔结构及其吸附特性的差异。结果表明：不同成型荷载压制而成的重塑煤体,其微孔和小孔的孔容随着成型荷载的增大而略微减少,孔比表面积随着成型荷载的增大而略微增加,总孔体积减少和孔比表面积增加的幅度不大;通过分形理论发现无论高压段还是低压段,孔隙结构具有明显的分形特征,且在高压段的分形维数普遍低于低压段,不同荷载压制而成的重塑煤体的分形维数差别不大;等温吸附线均符合第Ⅰ类等温吸附曲线,Langmuir模型适用于描述重塑煤体的等温吸附,成型荷载对煤的吸附常数有一定的影响,其对吸附常数b值的影响大于对a值的影响。研究不同成型荷载下重塑煤体的吸附特性,为不同条件下型煤制作及冷冻取心实验提供参考。     

形态参数下地表采动裂缝三维建模及可视化方法

实现对地表采动裂缝的三维建模及可视化能促进裂缝的形状、成因研究,并为开采沉陷监测和生态环境恢复提供科学支持。目前三维建模方法和软件主要面向建筑物、管道、地质体等地物地貌,若直接应用于地表裂缝的建模与表达会存在野外测绘工作量大、形态规律表达不准确、呈现不逼真等问题。本文结合三维地形建模、分形、空间插值等理论,提出了基于几何形态参数的地表裂缝三维建模方法,并利用ArcEngine平台实现了对裂缝的三维可视化;选取甘肃省东峡矿区为试验区,根据裂缝分布与形态预计参数,实现了对区域内裂缝的模拟,并通过与实测数据和高分辨率影像进行对比,验证了该方法能真实逼真呈现裂缝的形态、延伸与细节信息。     

煤层气赋存的分形特征研究

本文利用红外热成像手段,对微小煤样内的甲烷吸附区进行了观察,并评估其吸附特征与在煤中的分布规律.研究表明煤中存在不同尺度与甲烷吸附能力的甲烷富集区,吸附/解吸甲烷时,甲烷富集区比邻近区域具有更明显的升温/降温现象.通过图像处理的方法对不同吸附压力条件下的红外热像图中的甲烷富集区进行提取,采用盒维数进行统计发现甲烷富集区符合分形规律.试验表明随着吸附压力升高,甲烷富集区的分形维数增大,分布初值减小.对两个不同煤田的煤层气富集区进行统计表明：从微米级到千米级尺度范围内,甲烷富集区分布具有分形特征,且分形维数均在1.5~2.00之间.

     

《GPS定位原理》公式的编程设计

针对《GPS定位原理》教材中公式复杂，难以理解的特点，尝试用VisualC 程序语言对其进行了编程，使学习者能深入理解课本的内容，提高学习效果。还详细地介绍了GPS数据格式及其特点，GPS程序的主要功能，绝对定位程序处理过程，并对运算结果作了简要分析，最后总结了设计中的体会。     

基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型

利用DEM提取坡度具有明显的尺度依赖性,探求DEM在不同尺度下表现出的规律关系,建立多尺度变换模型,以实现不同尺度间的转换是地形分析研究的热点和难点。本文阐释了DEM表面与地表粗糙度分形维数值的地学意义及内在关系,并利用分形对象的自相似性原理,建立了一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。选取四川丘陵地区某小流域为研究区,进行坡度尺度变换实验和误差分析,结果表明该模型能有效实现坡度尺度变换:在非平坦地区(坡度>1°)一般重采样方法变换得到的坡度误差为该方法的1.86倍;从信息熵理论分析,经该方法转换后的坡度信息得到了显著恢复。对于无1︰1万及以上精度地形数据的西南山区,利用该方法获取高精度坡度数据具有重要的理论价值和现实意义。     

节理岩体断裂的分形机理研究

本文在考察了节理化岩体的断裂力学特征的基础上，结合现代分形几何原理，建立起追踪裂纹裂分形模型，对不连续岩体的断裂韧性的分形效应进行了深入研究，并通过压剪试验得到难。     

西南三江普朗铜矿岩浆混合作用:矿物学和地球化学证据

岩浆混合作用是近年来岩石学研究中的热点与难点,其研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。普朗铜矿位于西南三江义敦岛弧南段,是我国近年来发现的超大型斑岩铜矿床。矿体产于复式岩体中,复式岩体内发育大量暗色微粒包体。包体粒度较细,多呈椭圆形,其内可见具暗色矿物镶边的眼球状石英、针状磷灰石以及具有结构与成分不平衡现象的斜长石斑晶;与寄主岩相比,包体富集黑云母、角闪石等暗色矿物。主量元素组成上,包体相对于寄主岩Si O2(53.67%~61.50%)含量较低,Mg O(3.12%~5.40%)和Fe2OT3(3.38%~9.00%)含量较高。微量元素结果显示,包体与寄主岩具有相似的微量元素组成与稀土元素配分模式,均表现为富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(Nb、Hf、P、Ti),无明显的δCe异常,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损;但与寄主岩相比,包体具有较高的稀土元素总量(119.0×10-6~308.9×10-6)与较明显的Eu负异常(δEu=0.56~0.95)。以上结果表明,包体为岩浆混合作用的产物。文章进一步采用多重分形理论解析了包体中Mg、Fe、Ca、Al、K、Ti、P及Ba等元素的分布特征,定量刻画了岩浆混合作用的程度。结果表明,元素分布的多重分形谱越宽,关联维越小,则岩浆混合程度越高。     

高温铀物种形成(Speciation)的热力学数据

本文依据C.M.Criss和J.W.Cobble的“离子熵对应原理”,对1978年D.Langmuir给出的铀物种形成常温热力学数据进行了高温值的处理,得出了一套较全面而系统的高温热力学参数,以供参考使用。     

塔克拉玛干沙漠腹地几种植物根系分形特征

在塔克拉玛干沙漠腹地采用全根挖掘法挖掘河西菊(Hexinia polydichowma(Ostenf.)H.L.Yang)、沙拐枣(Calligonuin roborovskii A.Los.)、罗布麻(Apocynum venetum L.)、阿克苏牛皮消(Cynanchum amplexicaule Hemsl)根系.运用分形理论对其分形特征进行研究,分析根系分支状况以及根系分形特征与拓扑特征之间的关系.研究发现:(1)在塔克拉玛干沙漠腹地,四种植物根系具有很好的分形特征,分形维数大小与拓扑参数连接总数、外部连接数之间具有较好的相关关系.(2)根丰度是描述根系在土层中扩展能力的有效指标,与根系长度、平均连接长度之间具有很好的指数关系分别可以用以下方程表示:y1=2.7 694e1.5496x,y2=0.0369e2.0 267x(其中y1、y2分别为总根长、平均连接长度,R2分别为:0.9 353、0.9 832),根丰度直接反映了根系空间占有能力与营养物质的吸收效率.通过对塔克拉玛干沙漠腹地四种植物根系分支状况与分形特征的研究表明.分形理论可以很好的反映根系空间占有能力与资源吸收效率,所以说分形理论是对根系几何、功能特征进行定量化研究的有效方法.