利用SEM照片获取土的孔隙结构参数

以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.      

随钻测量、随钻测井与录井工具

摆动阀泥浆脉冲器本身可以产生较高频率的载波,成为高速泥浆脉冲传输的较好选择。由于工作时负载力矩复杂,影响因素众多,为电机输出特性研究带来较大困难。利用在井下工作时的动力学平衡方程,通过水循环实验方式测量得到摆动阀电机在最大转矩比电流控制方式下的位置角度和输出电流数据,进而计算井下工作时电机输出转矩和输出功率,并对其影响因素进行综合分析。结果表明,受惯性转矩、弹性转矩和动态水力转矩的影响,电机输出转矩在不同工作频段表现为不同特征;低频段时,电机输出转矩的变化幅度随载波频率的增大而减小,输出功率随载波频率的增大而缓慢增大;中低频段时,电机输出转矩和输出功率在该频段幅度变化较小,相对比较稳定;高频段时,电机输出转矩和输出功率均随频率的增大而快速增大。可以通过增大扭杆刚度系数和降低摆动阀转子轴系转动惯量的方式降低电机在高频段的输出,以保证电机在额定转矩和额定功率下可以控制摆动阀在井下实现高频快速的摆动,产生稳定高载波频率下的泥浆脉冲压力波形,实现高频载波的目的,为随钻测井数据的高速传输提供了保障。

     

Structure through colour: a pixel approach towards understanding galaxies

We present a study of pixel colour–magnitude diagrams (pCMDs) for a sample of 69 nearby galaxies chosen to span a wide range of Hubble types. Our goal is to determine how useful a pixel approach is for studying galaxies according to their stellar light distributions and content. The galaxy images were analysed on a pixel-by-pixel basis to reveal the structure of the individual pCMDs. We find that the average surface brightness (or projected mass density) in each pixel varies according to galaxy type. Early-type galaxies exhibit a clear 'prime sequence' and some pCMDs of face-on spirals reveal 'inverse-L' structures. We find that the colour dispersion at a given magnitude is found to be approximately constant in early-type galaxies but this quantity varies in the mid and late types. We investigate individual galaxies and find that the pCMDs can be used to pick out morphological features. We discuss the discovery of 'Red Hooks' in the pCMDs of six early-type galaxies and two spirals and postulate their origins. We develop quantitative methods to characterize the pCMDs, including measures of the blue-to-red light ratio and colour distributions of each galaxy and we organize these by morphological type. We compare the colours of the pixels in each galaxy with the stellar population models of Bruzual & Charlot to calculate star formation histories for each galaxy type and compare these to the stellar mass within each pixel. Maps of pixel stellar mass and mass-to-light ratio are compared to galaxy images. We apply the pCMD technique to three galaxies in the Hubble Ultra Deep Field to test the usefulness of the analysis at high redshift. We propose that these results can be used as part of a new system of automated classification of galaxies that can be applied at high redshift.     

弹性特征约束下的矿物成分页岩脆性评价方法研究

脆性评价对页岩储层可压裂性评估、设计压裂层段、提升压裂改造效果具有重要意义.但传统基于矿物成分的脆性评价方法将不同矿物成分对脆性指数贡献程度进行平均化, 忽略了不同矿物对岩石脆性影响的差异性.本文采用数字岩石物理实验来标定不同矿物成分对岩石脆性整体特征的影响程度, 定量分析了岩石弹性参数随矿物组分含量的变化关系, 采用基于弹性参数的脆性指数来建立不同矿物成分对页岩脆性的差异性影响关系, 建立不同矿物组分相较于黏土矿物与脆性指数的相对关系及敏感因子, 在弹性参数脆性指数的约束下确定了不同矿物成分在脆性指数中的权重, 提出了基于矿物成分贡献程度自适应变化的脆性评价方法.矿物脆性评价结果与弹性参数脆性评价结果的相关性分析及下寺湾地区岩样脆性评价测试表明, 考虑不同矿物成分的差异性所构建的脆性评价方法更加合理有效.

     

X射线衍射峰五基本要素的物理学意义与应用

本文根据Bragg衍射方程、Scherrer方程、衍射强度计算原理，研究讨论了X射线衍射5构成要素中的衍射峰位置、衍射峰宽度、衍射峰高度的物理学意义。根据实验研究证明了衍射峰不对称性的几何条件特征，并用地质事实验证了衍射形态变化与晶格应变和粒度大小的内在联系。从而阐明了单个衍射峰5基本构成要素的完整物理学意义，并以实例论证了5要素的实际应用价值。     

2015年济南地区雾霾天气过程大气物理量特征初步分析

文中对比分析了2015年29个雾、霾及雾霾混合天气过程中,章丘探空站L波段探空雷达和山东省气象局院内德国14通道地基微波辐射计观测的温度资料。对观测数据实施了质量控制,检验了精度和可信度,统计分析了宏观物理参量特征和日变化规律。针对雾、霾及雾霾天气过程各选取了一个个例进行分析,分析了大气中PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、O₃、CO含量的变化情况,分析了相对湿度、液态水路径和综合水汽含量等的变化情况。结果表明:两种观测数据一致性较好,拟合优度高于0.97;贴地逆温层存在一定的季节变化,悬垂逆温层存在一定的差异,逆温层的变化、污染参量变化与雾霾的形成有密切关系;不同天气背景对大气物理参量有较大的影响,PM₁₀、AQI（空气质量指数）和CO均在相同时间段出现峰值,有明显的起伏;CO峰值雾霾天气中尤为明显,由早到晚随时间峰值逐渐增大,雾天和霾天峰值较小,雾霾天气明显大于雾天或霾天。     

体应变观测中的气压干扰机制和排除方法的研究

建立体应变理论气压干扰模型,通过实际观测资料研究了气压对体应变月变和日变的干扰过程,探讨消除干扰的方法,且和水位资料作了对比分析。     

冲绳海槽岩浆物理化学性质及其地质意义

借助冲绳海槽火山岩地球化学分析结果,讨论了海槽不同区段岩浆的温度、压力、密度和黏度等物理化学参数,以确定海槽岩浆的物理性质及其对海槽不同区段岩浆演化过程的影响.海槽北段的岩浆相对于中段表现出高压力、低温度的特征.由于海槽岩浆挥发分含量较高,北段岩浆的密度和黏度要高于中段的.但总的来说,海槽岩浆具有低密度、低黏度的特点,因此岩浆更容易穿透岩石圈,而且有利于岩浆结晶分异作用的进行.对海槽岩浆相对运移速度的研究显示,在外部条件及含水量相同的前提下,在海槽中段岩浆上升速度要大于北段的,这从岩浆物理化学性质的角度解释了为何海槽中段火山活动要强于北段的.