一种改进的光滑粒子动力学法在地震条件下岩质边坡中的验证与应用

开发一种改进损伤框架的粒子流算法,被称为核断裂的光滑粒子流法（kernel-broken smoothed particle hydrodynamics,KBSPH）,用于模拟地震条件下岩质边坡的裂纹扩展和变形破坏过程.在KBSPH中,提出一种改进的损伤框架,通过引入断裂标志来改进损伤粒子的核函数,使损伤粒子的虚拟应力键直接断裂,裂纹在断裂的应力键间生成,从而模拟岩石的裂纹扩展过程.在地震边界上采用了双层边界,将动力输入边界与黏滞边界分离.首先通过薄板振动实验验证KBSPH的动力特性.其次以单裂隙岩体单轴压缩试验验证KBSPH的断裂力学特性.最后模拟地震条件下多节理岩质边坡中裂纹扩展过程和动力响应.薄板振动实验验证了KBSPH的动力特性的准确性.单裂隙岩体单轴压缩试验,证明了KBSPH可以正确模拟预制裂隙尖端的翼型裂纹.通过对比以往数值模拟方法和现场案例,表明KBSPH正确揭示了加速度放大效应以及地震条件下岩质边坡的裂纹扩展过程.KBSPH避免了传统算法的网格畸变,损伤粒子应力分量重新分配的问题,降低了编程难度,提高了运行速率,可为SPH在地震条件下岩石力学中的应用和理解岩石断裂机理提...     

川藏铁路孜拉山区片麻岩蠕变特性及本构模型研究

川藏铁路孜拉山区片麻岩分布广泛,岩石各向异性特征显著,深埋隧洞修建时围岩变形直接影响隧洞稳定及加固措施。为揭示川西—藏东孜拉山区片麻岩的蠕变特征,开展了三轴压缩蠕变试验,发现了一种裂纹异常扩展现象,在叠加原理的基础上通过绘制等时应力-应变曲线确定长期强度。基于Burgers模型建立一种更符合工程实际的蠕变本构模型,采用麦夸特算法和全局优化算法进行参数辨识。结果表明:同一围压条件下,试样瞬时应变增量随应力等级增大而变小,发生硬化现象;片麻岩试样在蠕变特性中表现出因微观结构各向异性而引起裂纹异常扩展的现象,在衰减蠕变阶段其蠕变速率因裂纹异常扩展而骤增;长期强度随围压增大而增大,与常规三轴试验条件相比,长期强度分别下降59.8%和21.3%。本研究构建的改进的Burgers模型更加符合实际情况,所得到的试验力学参数可为工程建设及灾害防治提供科学依据。     

基于扩展有限元的压剪复合断裂数值分析

针对岩石类材料压剪破坏,国内外学者做了大量真实岩石和模型材料的试验,并进行相应的数值模拟工作。但由于试验结果往往具有很强的离散性,且对影响试验结果的各因素缺乏系统地理论分析,加之传统常规有限元在处理裂纹这类强不连续问题时存在很大的困难,如在裂尖附近的高应力区需要剖分令人难以接受的密度的网格,同时在模拟裂纹生长时还需要对网格进行重新剖分,操作繁琐复杂,效率极低,因此,针对压剪复合断裂翼裂纹扩展规律的研究始终没有取得令人满意的成果。对原生裂纹的几何形态,主裂纹面与其间填充物的相互作用对翼裂纹起裂角的影响做了系统的理论分析,并利用扩展有限元对翼型裂纹扩展全过程进行数值模拟,与理论分析结果对比,吻合良好。相关成果为以后针对压剪复合断裂的研究提供了理论分析框架,同时对今后相关试验的开展具有理论指导作用     

基于窄带混合高斯噪声的最佳检测

论文首先研究高斯柯西卷积噪声模型和窄带混合高斯噪声模型用来对混响建模,前者主要用于仿真分析,而后者因其参数有明确物理意义且可通过样本序列估计得到,因此被用于海洋的工程实现.文章重点研究混合高斯噪声背景下确知信号的非高斯最佳检测器的构造,并对检测器进行了仿真.验证结果表明混合高斯噪声背景下确知信号的非高斯最佳检测器检测性能优于常规的匹配滤波器3～4.5 dB.     

虚拟正骨手法中多传感器信息融合算法研究

针对目前中医正骨手法的科学化、客观化的发展趋势,主要运用扩展卡尔曼滤波算法,分析在虚拟环境下中医正骨手法中骨折远端的位置、位移以及骨折远端相对移位生理角度等物理量,进行了虚拟正骨手法中目标模型的轨迹模拟,为中医正骨手法提供了1种实用的、可记录的研究平台     

海岛城镇空间扩展及景观生态演变研究 ——以舟山为例

本文以舟山本岛为研究对象,通过7景Landsat系列遥感影像,获取了1985-2015年7个时期内的5种地物信息。在此基础上,引入4个空间分析指标,分析了城镇扩展方位特征、城镇扩展强度及扩展速度特征、景观格局变化特征,并对影响城镇扩展的自然环境因素进行空间分析,对社会经济因素进行相关性分析。结果表明:(1)舟山本岛城镇扩展在空间方位上呈现"串珠状"的非典型蔓延特征,且在本岛第四象限扩展最显著;(2)城镇空间扩展可划分为三个阶段:城镇雏形阶段(1985-1995年)、城镇生长阶段(1995-2010年)及城镇成熟阶段(2010-2015年);(3)城镇雏形阶段,城镇"向中部绿心"扩展,岛陆森林面积减少了10.34 km2;城镇生长阶段,城镇"向海"扩展,25.10 km2周边海域经围垦转变为耕地及建设用地;城镇成熟阶段,城镇扩展"向海"与"向中部绿心"并存,对海岛生态系统陆海两侧均造成压力;(4)城镇空间扩展的空间指向主要位于海拔20 m以下,坡度10°以下的山谷、沿岸平原及围垦区。本岛人口数、房地产投入、GDP总量及路网总长等因素与城镇扩展相关性最显著。     

大巴山前陆冲断带构造样式和演化过程的数值模拟

由于大巴山地区处于独特的构造背景,拥有丰富的油气资源,正吸引人们开展日益深入的研究。本文通过有限差分方法,利用平面应变的二维弹塑性本构模型,对大巴山前陆冲断带开展了系列数值模拟研究。结果表明,前陆区拥有相对软弱的滑脱层(含膏盐岩的中下三叠统),是大巴山前陆冲断带主滑脱面由后陆向前陆逐渐抬升的主控因素。该滑脱层的分布以及同构造沉积的分布限定了主前缘逆冲断裂(镇巴断裂)的位置,通过该断裂,大巴山后陆的强烈缩短应变由深滑脱层(震旦系下部)向南传递至浅滑脱层(三叠系中下统)。镇巴断裂和城口断裂一起,它们的长期活动性,可能调节了大巴山一半以上的总缩短应变。同构造沉积发生后,前陆区浅层侏罗山式褶皱往前扩展的同时,后陆的先成断裂也继续活动并发生顺时针旋转,构成无序逆冲扩展序列。主要断层的逆冲扩展和经典背驮式不同,缩短应变主要由主断层下盘向后陆深部俯冲来实现。模拟结果和大巴山地质原型的近似程度,说明了利用有限差分软件对地质构造进行模拟的可行性。     

一种扩展SURF描述符及其在遥感图像配准中的应用

针对经典算法存在着运算时间过长或者匹配正确率不高的情况,提出一种扩展的SURF描述符。在原始SURF描述符的基础上,通过计算特征点相应尺度上的邻域采样点的局部归一化灰度统计信息以及二阶梯度值细节信息,形成新的扩展描述符。该方法不但能传承SURF算法速度快的优良性能,还能充分利用图像的灰度信息和细节信息。通过试验表明,综合考虑算法运行效率与匹配正确率,本文算法较原有经典算法更具稳健性。     

单多普勒雷达反演风场的质量控制

利用扩展VAP方法,通过极值订正,时间和空间连续性订正等方法,对反演后的风场进行质量控制,并与双多普勒雷达风场反演结果进行了对比.结果表明,经过订正的反演风场中大部分有明显误差的点得到了修正,而且订正后的风场更合理,与双多普勒雷达风场反演结果更一致,提高了反演风场的质量.     

基于MapXtreme的校园WebGIS系统实现

万维网地理信息系统(WebGIS)是利用互联网(Internet)来扩展和完善地理信息系统功能的一项新技术，是由地理信息系统和互联网技术相结合而产生的一种新方法。目前，用于开发WebGIS的方法有许多种，文章研究基于MapXtreme的WebGIS实现方法，把MapXtreme与JavaScript及ASP相结合开发WebGIS系统，并将其应用于校园信息查询中。实现基于MapXtreme的校园WebGIS系统。