激光扫描多三维视图的全自动无缝镶嵌

三维激光扫描点云在建筑物场景配准中存在同名特征难以区分、投票匹配算法复杂度高等问题。为此,提出了一种基于平面基元组的建筑物场景点云自动配准方法。平面基元组被定义为具有近似相同法向量的点云面集合。该方法从点云中提取平面基元,根据平面法向量方向,划分平面基元组,然后借助基元组搜索同名平面,利用单位四元数法估计转换参数。实验结果表明,该方法适用于建筑物场景,能够实现点云的自动配准。     

中国东部南北方过渡带淮河半湿润区全新世气候变化

淮河流域位于中国东部的南北方过渡带, 属于半湿润区气候环境, 这里既有冬季风从北方干旱半干旱区携带而来的粉尘堆积, 又有江淮地区特有梅雨天气, 但与北方干旱半干旱区和南方湿润区均存在着差异, 因此其古气候环境变化对于理解东亚古气候格局具有十分重要的意义, 然而由于缺乏合适的材料, 对淮河流域古气候的研究一直是全球变化研究中空白地区。本文针对襄城的一个全新世黄土-古土壤连续剖面, 根据粉尘沉降动力学原理, 利用粉尘搬运距离、风力强度、春季近地面气温和有效湿度等几个半定量和定性指数, 分析了淮河流域的全新世气候波动特征, 结果表明:1)淮河半湿润区与北方干旱半干旱区的湿度变化总体有反向波动趋势。大约7.0~3.8ka B.P. 是北方粉尘源区的全新世适宜期, 而在淮河流域环境只有小幅改善。淮河流域的适宜期在大约3.8~1.8ka B.P. 期间, 晚于北方干旱区。2)淮河流域全新世时期冬季风强度一直在持续减弱, 而有效湿度一直在持续增加。大约1.8ka B.P. 以来形成的黄土层是因粉尘源区扩展所致, 并非因冬季风加强。3)淮河流域这种异于北方干旱半干旱区的全新世气候特征是由于印度季风减弱、西太平洋副高西伸增强造成江淮地区梅雨加强, 同时也是淮河地区冬季风减弱致使梅雨带北移的共同作用所造成的。     

路堤荷载下碎石桩处理软基沉降计算

以沉降控制为目的的碎石桩复合地基,其沉降计算在设计、施工中具有重要地位。本文基于典型的桩土单元体模型,建立了复合地基体积压缩系数与复合地基弹性模量的关系,考虑施工中的时间因素及相应的固结度对沉降的影响,提出相应的沉降计算公式,并结合四川省遂-资高速公路软基变形监测的数据进一步验证其可行性。研究表明本算法计算值比实测沉降约大10% ～20%。填筑过程中,计算沉降历时曲线与实测曲线拟合较好,更接近实测值;在此基础上,初步探讨了影响路堤荷载下碎石桩处理软基沉降变化的因素,得出桩径、桩间距对其影响较为明显。同时结合本例,建议布桩时桩间距与桩径比值最好控制在2～4之间。     

劲芯水泥土桩复合地基工程性能数值分析

劲芯水泥土桩是在水泥土桩成桩后, 将小直径的混凝土芯桩插入水泥土桩中, 形成一种混凝土芯与水泥土共同工作的新型复合材料桩, 特别适用于深厚软土地区的路基处理工程。目前针对劲芯水泥土桩复合地基的研究大多集中在刚性基础下单桩或单桩复合地基的工程性能, 对于其在柔性基础下的力学特性研究成果较少。本文采用有限单元法研究了路堤荷载下劲芯水泥土桩的工程性能。首先, 通过与现场实测数据的对比分析验证了模型的可靠性, 而后基于验证后的数值分析模型, 开展了路堤荷载下劲芯水泥土桩复合地基工程性能相关影响因素的研究, 包括芯长比、含芯率和桩间距。研究发现, 增大芯长比、减小桩间距能够有效减小地基沉降, 并在一定程度上增大荷载分担比。本文的研究成果对于劲芯水泥土桩的工程应用具有一定的指导价值。     

用于高分辨率SAR影像建筑物提取的对象级高亮特征描述方法

目的 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像分辨率的不断提高为建筑物提取提供了有效的数据支持,而传统像素级方法,提取建筑物的效果较差,精度较低。通过分形网络演化分割算法(fractal net evo-lution approach,FNEA)获取分析单元,利用对象级分析单元与邻近环境之间的上下文特征,提出了高亮邻接强度特征(highlight adjacent intensity,HAI)与亮点散射密度特征(shining point distribute density,SDD)的概念,然后结合上述两种特征进行对象级建筑物的提取。最后通过几组实验验证了基于面向对象特征方法比面向像素特征方法对高分辨率SAR建筑物提取具有更好的效果、更高的精度。     

天津滨海新区地面沉降趋势预测

地面沉降是我国主要的地质灾害之一,评价和预测地面沉降的发展趋势十分必要。本文引入实测沉降数学模型中的双曲线型沉降模型、指数型沉降模型和成长曲线型沉降模型,结合钻孔全断面分布式精细化监测系统获取地表以下不同层位连续的变形情况,建立了基于分布式光纤监测地层变形数据的地面沉降预测模型,可精细化实现地面沉降潜力评价。以天津市滨海新区G06光纤监测钻孔结果为例,对比了3种沉降模型的预测效果,结果表明：天津滨海地区地面沉降曲线呈现非线性衰减特征,2017年10月至2019年12月,累计沉降量已达52.4 mm,预计极限沉降量约为92.6 mm,仍有约43.4%的沉降潜力,沉降空间较大,并预计将于2050年进入沉降稳定阶段。该地区3.4~18.4 m的黏土质粉砂和粉细砂层当前沉降量较大,是目前地面沉降的主要层位,即“优势层”;18.4~38.4 m的粉质黏土和黏土质粉砂层虽当前沉降量较小但其剩余沉降量较大且沉降持续时间较长,需长期重点关注其沉降变形情况,是后期监测的“优先层”。     

北秦岭地区三叠纪南召盆地演化及成因机制探讨

秦岭造山带作为中国中央造山带的重要组成部分,还原其复杂、漫长的演化历史始终是地质科学的研究焦点,也是亟待解决的关键科学问题。前人从构造地质学、变质岩石学等方面展开了丰富的讨论,但始终缺乏造山带内同沉积记录的精细研究。南召盆地作为北秦岭造山带唯一保存的三叠纪的地层,为研究秦岭造山带印支期的构造环境提供了最直接可靠的证据。因此本文基于精细的地质图分析,野外地质观察,利用盆地构造沉降和构造年代格架的分析方法,系统研究三叠纪南召盆地的沉积充填和沉降特征,总结出南召盆地的伸展裂陷沉积序列：底部砾岩向上迅速水体加深,形成以灰黑色页岩为主的深湖相,随后向上变为以黄褐色砂岩夹灰黑色泥岩为特征的湖泊三角洲—辫状河相;明确了快速—缓慢沉降的伸展型盆地沉降特征;厘定了南召地区的8个主要不整合面,其中,中-上三叠统太山庙组的底部为一个763~121.9 Ma的穿时不整合面;确定了南召盆地4期主要演化阶段。研究表明：南召盆地是一个伸展裂陷盆地,形成于加里东运动、印支运动共同作用产生的造山带复合基底之上,发育于印支期北秦岭造山带两次重要隆升事件之间,代表晚三叠世卡尼阶的北秦岭造山带构造活动的暂停。

     

四川盆地构造沉降特征及成因机制分析

盆地的沉降过程能够反映盆地的演化历史及成盆机制。为深入分析四川盆地构造沉降特征,本文基于最新钻井资料和地震数据,通过回剥反演方法,进行去压实、沉积负载、古水深和海平面变化校正,重建了四川盆地不同构造单元的构造沉降史。同时根据瞬时均匀伸展模型和裂后热坳陷模型进行正演模拟,对盆地成因进行分析。构造沉降史的恢复揭示了四川盆地具有典型的克拉通盆地沉降特征。四川盆地的形成演化可划分为震旦纪—早古生代、石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪3个构造沉降旋回,盆地经历了晚震旦世—早寒武世、早志留世、晚二叠世—早三叠世以及中晚侏罗世4幕快速沉降,第一幕和第三幕快速沉降期为岩石圈伸展减薄引起,另外两幕为前陆盆地发育过程中所引起的快速沉降。构造沉降正演结果表明四川盆地在寒武纪—奥陶纪和晚二叠世—三叠纪经历了两期“快速沉降—缓慢沉降”过程,快速沉降受控于岩石圈的伸展作用,缓慢沉降为岩石圈热冷却作用所主导。盆地在热冷却沉降阶段后进入前陆挠曲沉降,出现不同规模的剩余沉降。