海量GNSS小文件云存储优化方法研究

GNSS数据量呈指数级趋势增长,Hadoop分布式文件系统（HDFS）解决了海量GNSS数据存储瓶颈的难题,却面临内存占用多、文件相关性差和缺乏优化机制的问题。针对HDFS处理海量GNSS小文件效率不高的问题,结合GNSS数据类型、特点以及存储过程,提出了一种新的GNSS小文件云存储方法,优化了GNSS小文件的写入、读取、添加和删除策略。该方法分别按观测文件和解算成果的类型进行合并,对合并后的文件构建压缩Trie树索引,索引切分后,根据匹配算法分布式地存储索引块。实验采用国际GNSS服务（IGS）28 d的数据和产品进行云存储优化。结果表明,该方法降低了各节点内存消耗,提高了海量GNSS小文件写入、读取和删除的效率,实现了对海量GNSS小文件的高效云存储。     

动态施工条件下竖向立柱的承载力和稳定性研究EI北大核心CSCD

竖向立柱是基坑逆作法设计的关键环节之一,而动态施工下侧向约束则是决定立柱稳定承载力的主要因素。针对逆作施工中立柱的轴压稳定问题,采用有限元方法获得立柱轴压屈曲荷载,进而通过杆件欧拉公式反推获得立柱计算长度系数。采用线性特征值屈曲分析研究地基土分步开挖、侧向约束动态变化下竖向立柱的承载力和稳定性,提出了竖向立柱稳定承载力分析时计算长度系数的拟合公式。非线性屈曲分析考虑了几何大位移的影响,通过施加初始几何缺陷获得立柱屈曲后的平衡路径。结果表明,含初始缺陷的立柱实际承载力一般要比特征值屈曲荷载小,且初始缺陷幅值越大,立柱的稳定承载力越小。     

低-中煤级构造煤纳米孔分形模型适用性及分形特征

构造煤纳米孔非均质性研究对于揭示煤层气赋存状态和传输特性具有重要意义.选取低-中煤级典型序列构造煤样品,基于高压压汞和低温液氮相结合的方法计算了构造煤基质压缩系数,并分析了Menger、热力学、Sierpinski和FHH分形模型对构造煤的适用性,进一步揭示了孔隙分形特征,糜棱煤的Menger分形曲线呈现三段式分布,而对于原生煤、碎裂煤、片状煤、鳞片煤和揉皱煤而言,Sierpinski模型、Menger模型、热力学模型以及FHH模型分段点分别为100 nm、72 nm、72 596 nm和8 nm.Menger模型分形维数大于3且拟合偏差较大,不适合表征构造煤的孔隙非均质性.Sierpinski模型适合于描述构造煤的纳米孔分形特征;FHH模型适合于表征原生煤及构造煤8~100 nm的孔隙非均质性.Sierpinski模型微米孔（>100 nm）的分形维数（D_s1）随着构造变形的增强先升高,而后降低,在片状煤中达到最高;Sierpinski模型纳米孔（< 100 nm,D_s2c）和FHH模型 < 8 nm的孔隙的非均质性随构造变形的增强逐渐升高.原生煤和脆性变形煤中,D_s1 > D_s2c,表明为微米孔非均质性强于纳米孔;鳞片煤中,D_s1接近于D_s2c;揉皱煤中,D_s1 < D_s2c,表明纳米孔的非均质性强于微米孔.      

缓倾斜层状岩体单轴压缩力学行为的颗粒流数值模拟

针对不同层理面强度的缓倾斜层状岩体在单轴压缩试验中产生不同破坏形式的问题,以室内原岩单轴压缩试验结果为依据,采用颗粒流程序建立了缓倾斜层状岩体单轴压缩数值模型,研究了不同层理面强度条件下的缓倾斜层状岩体强度及破坏形式变化特征,并分析了不同工况时缓倾斜层状岩体微裂纹发育及演化规律和细观颗粒的位移演化规律,研究表明:当层理面强度远小于层理面间完整岩体强度时,层理面在一定程度上降低了层状岩体的整体强度,宏观破断面为沿层理面和贯穿层理面的折线型破断面;当层理面强度与层理面间完整岩体强度相近时,宏观破断面主要为光滑单斜面;当层理面强度远大于层理面间完整岩体强度时,层状岩体的强度由层理面间完整岩体的强度决定,宏观破断面主要为X型共轭破坏面。     

基于数字图像相关方法的单轴压缩黏土试样剪切带剪胀实验研究

剪切带的体积变形研究对于正确认识剪切带的变形破坏机理具有重要意义。为了研究单轴压缩黏土试样剪切带的体积变形特征,在土样微裂纹出现时根据局部体积应变较高的位置（位于剪切带上）布置测线,在利用数字图像相关方法获得的应变场进行插值的基础上,统计获得局部体积应变的均值和标准差的演变规律,提出了局部扩容角的概念。研究发现:（1）总体上,在压缩过程中,剪切带的体积变形由压缩向膨胀转变,但期间会出现由膨胀到压缩的反复过程。（2）尽管在加载过程中土样整体一直表现为压缩,但局部（剪切带上一些位置）体积膨胀发生于纵向应变=0.04~0.09时,若以测线上局部体积应变的均值出现大于0作为评价标准,则局部体积膨胀发生于纵向应变=0.06~0.14时。（3）局部体积应变的峰迁移的速度可达（3.77~8.48）×10-5m·s-1。（4）若根据局部体积应变的高值区位置布置测线,当测线上局部体积应变的均值从小于0变为大于0之后,土样整体体积表现为压缩,剪切带上局部扩容角的最大值在13.47°~56.26°之间快速增加。若根据狭长剪切带位置布置测线,剪切带上局部扩容角的平均值在16.60°~45.79°之间快速增加。在土样整体表现为压缩的前提下,通过定义常规意义上的扩容角,不能解释客观发生的局部体积膨胀现象。     

考虑不同加载条件的粉砂质泥岩损伤特征

为了研究粉砂质泥岩硐室开挖过程中围岩的损伤特性,该文提出了一个考虑损伤特性的粉砂质泥岩的加载损伤模型。采用三轴压缩试验,得出不同围压、不同加载速率下粉砂质泥岩的应力应变曲线,并与粉砂质泥岩的加载损伤模型相结合得到了粉砂质泥岩在加载过程中的损伤规律。为探究模型的可靠性,根据超声波在发生损伤材料的传导速度衰减特征,利用TICO混凝土超声波测试仪对加载过程中的试件进行超声检测,得到了粉砂质泥岩不同加载阶段的损伤变化规律。结果表明,所提出的的粉砂质泥岩加载损伤模型可以反映粉砂质泥岩的损伤演化规律。     

黏粒含量对黄土物理力学性质的影响

黏粒是黄土主要的胶结材料,其含量、赋存位置与赋存状态的不同,直接影响黄土骨架颗粒排列、孔隙特征和颗粒接触关系等微观结构,从而导致其物理力学性质的不同。本文通过自制负压湿筛装置筛取不同黏粒含量的黄土试样,并利用激光粒度仪对土样的黏粒含量进行跟踪测定,然后进行一系列物理力学实验。试验结果表明:黄土中黏粒含量与液塑限及塑性指数呈正比关系;随着黏粒含量的增长,黏聚力均呈增大趋势,而内摩擦角呈先下降后上升的趋势;黏粒含量对黄土试样的压缩变形不具有单调关系,存在某一临界含量,当黏粒含量大于临界含量时,压缩量开始上升;动剪切模量随着黏粒含量的增加呈先减小后逐渐增大的变化趋势,在临界含量时达到最小值;阻尼比随着黏粒含量的增加而增大,在临界含量后呈相反变化趋势;随黏粒含量的增多,黄土的渗透性逐渐降低,渗透系数与黏粒含量呈指数函数负相关关系。     

小数据量矢量地理数据水印算法

针对小数据量矢量地理数据的版权保护需求,提出了一种基于压缩感知和多段量化调制的矢量地理数据水印算法。水印信息生成中,对二值水印图像分块稀疏表达并运用压缩感知理论进行测量,构建量化表将测量结果调制为量化值,从而压缩水印信息并保证水印信息的可重构性。在水印嵌入过程中,提出基于角度的多段量化水印嵌入机制,建立水印量化值和角度量化区间的映射关系,对矢量数据相邻节点形成的夹角进行多段量化调制并嵌入水印,提高每个节点承载的水印容量。试验结果表明,算法能够对100个点的矢量数据嵌入并检测水印信息,水印容量达每节点7 bit,且对增点、删点、排序、平移、旋转、缩放等攻击具有好的稳健性,有效解决了水印容量与小数据量之间的矛盾。     

融化压缩下水泥改良冻土的微观孔隙特征演变

水泥改良冻土在融化压缩下的微观孔隙演变特征研究,对了解水泥改良冻土的过程具有重要意义。将水泥改良后的冻土进行融化压缩实验,通过冷冻干燥法对试验后的土样进行电镜样品制取并获取其微观特征图像。对试验土样进行比重测试,得到土样真实的三维孔隙比。最后以真实孔隙比作参考,确定图像分割所选取的灰度值并提取其孔隙特征。结合融化压缩试验结果,对水泥改良冻土的孔隙数量、面积、定向角及丰度值随改良土压缩量的变化关系进行了分析。研究结果表明:经过水泥改良后的冻土,大孔隙结构强度增大明显;随着水泥掺量及养护龄期的增加,孔隙比与孔隙面积变大,压缩量变小;随着土体压缩量的增大,孔隙的定向角分布逐渐由均匀状向锯齿状发展;土样压缩过程中,丰度值大于0.5的孔隙发生压缩明显,孔隙逐渐趋于细长状,并且随着压缩量的增大,孔隙丰度值的分布越来越趋于正态分布。孔隙微观结构演变研究为阐释水泥改良冻土宏观力学特性增强的机制提供了科学依据。