应县木塔地基工程地质勘测与分析

对山西应县木塔环境地质进行了研究,弄清了地层年代及存在的断层;通过样品分析、标准贯入及静探等方法试验、测试,得出了塔院区塔基土的工程物理性质和力学性质、承载力;用地学层析成像技术探测了木塔的基础结构及塔院地基的分层结构。     

Investigation of a longfin inshore squid's swimming characteristics and an underwater locomotion during acceleration

In the present study, locomotion of a real longfin inshore squid (Doryteuthis pealeii) was numerically investigated. Geometry of a real squid was obtained using computed tomography (CT) images. In addition to a two-dimensional axisymmetric squid model, a modified squid model with no cavities around her head and an ellipse shaped model were generated with a fineness ratio (the ratio of body length to maximum body diameter) of 7.56. These numerical models were exposed to an acceleration with two different velocity programs. Added mass and basset forces on bodies were calculated during acceleration of the squid models starting from rest. Pressure and viscous drag forces were also calculated due to pressure variation along the squid models and friction on the surface of the models. The effect of a nozzle diameter on jet velocities and propulsive efficiency at all bodies were evaluated when time dependent velocity profiles (from 0 to 10 m/s in 0.5 and 1 s time durations) were set for the inlet of computational domain. The modified squid model required least thrust force during acceleration phase of time dependent velocity profile compared to the other models while the 0.02 m nozzle diameter provided largest propulsive efficiency for all models.     

封闭系统中多孔介质甲烷水合物的CT实验研究

阐述了在封闭系统中的查理模型,建立了利用查理定律计算分析甲烷水合物生成和分解的方法。通过实验,对封闭系统中不同含水量多孔介质甲烷水合物生成、发育和分解的实验方法、相平衡条件、生成量关系等进行了探讨。在一定温度差的介质里,水分克服重力向冷端迁移并生成水合物。实验中利用查理数的改变计算水合物的生成量变化,连通性好的含水多孔介质有很好的水—气结合条件,达到平衡条件后迅速生成水合物,在240分钟内完成,含水量线性地影响甲烷水合物的生成量。同时,利用CT扫描方法直接观测含水粗砂在低温—高压环境下的甲烷水合物生成和分解过程,并可以利用CT图像数据计算出多孔介质中水分迁移、区域密度改变和砂体的移动、及分解后介质密度分布变化特征。     

地质灾害井间地震层析成像研究

地质灾害体如岩溶、陷落柱、软弱层等的井间地震层析成像属于复杂模型或大扰动异常体的非线性成像，该文首次将小波多尺度思想纺入到蟛间层析成像，建立了小波多尺度井间地震层析成像方法，很好地解决了非线性成像的难题，大大地提高了图像的质量和分辨率，数值模型试验和实际工程应用证实了该方法的实用性和良好效果。     

综合物探技术在小盘岭公路隧道选线中的应用

利用综合物探技术,查明岩体风化情况、围岩分类以及构造带分布,进而为公路隧道的选线提供足够的信息,具有重要的意义。采用先进的电阻率成像技术和高分辨率浅层地震勘探方法,在小盘岭公路选线时,取得了很好的应用效果。     

New basis for the constitutive modelling of aggregated soils

Natural and compacted soils are usually characterized by aggregation of particles. The mechanical behaviour of these materials depends on soil structure. The oedometric compression tests performed on aggregated samples presented here showed that these materials exhibit a yield limit depending not only on stress history and stress state but also on soil structure. Evidence is provided using the neutron tomography technique. These results revealed that soil structure modification occurs together with plastic deformations. The experimental results are used to propose a new state parameter to quantify the soil structure. Based on pore-scale experimental observations, an evolution law for this parameter is proposed as a function of associated plastic strains. Considering both soil fabric and inter-particle bonding effects, a new yield limit depending on stress state, stress history and soil structure is introduced for the aggregated soils. Accordingly, a new constitutive framework consistent with strain hardening plasticity is proposed to consider soil structure effects in the modelling of aggregated soils.     

长白山及邻区地壳、上地幔顶部三维速度结构

根据沿长白山布设的宽频带流动地震台站及吉林省地震台网所记录的近震P波走时数据,利用层析成像方法对长白山及邻区（39°N-45°N、122°E-130°E）深至40 km的地壳和上地幔顶部三维速度结构进行了研究。结果表明：地震的发生和分布多集中于断裂等复杂地质构造。利用较高分辨率的地壳、上地幔顶部三维速度结构证实了长白山火山区岩浆囊存在,并推测岩浆囊的位置位于火山口的西南方向,深度为10~40 km。壳内岩浆囊分布对进一步解释、认识火山灾害提供了重要的深部信息。     

基于高密度电阻率法的土体干缩裂隙动态发育过程精细监测研究

土体在气候作用下发育干缩裂隙是一种常见的自然现象,裂隙的存在会极大弱化土体的工程性质,诱发许多岩土与地质工程问题。为了实时掌握黏性土中干缩裂隙网络的发展状态,提出了一套基于高密度电阻率层析成像技术（ERT）的土体干缩裂隙动态发展过程精细监测方法。分别开展模型试验及原位试验,利用自行研制的测定系统持续采集电流-电位差数据,随后利用自行开发的有限元法电阻率层析成像（FemERT）系统进行数据处理,获取了裂隙网络在不同发育阶段的空间分布特征。结果表明：（1）ERT可以实现土体裂隙发育过程的精细监测,具备监测三维裂隙网络几何形态的能力,裂隙宽度的识别精度达到毫米级,裂隙深度的识别精度达到厘米级;（2）ERT的感度分布特征解释了裂隙发育对于土体电阻率的影响规律,测定电阻值时程曲线因裂隙产生位置的不同而呈现不同的变化规律;（3）反演电阻率及其相对变化率（Rev）可以直观表征裂隙网络在不同阶段的空间几何形态,凸显裂隙动态发育过程对于土体导电性的影响。     

利用CT扫描对粗砂土中甲烷水合物形成过程中水分迁移特征的分析

多孔介质中甲烷水合物的形成及分解实验研究,对于了解多年冻土中天然气水合物的赋存有重要意义.通过X射线扫描系统对粗砂土中甲烷水合物的形成及分解过程中反应釜内水分的空间变化进行分析,结果表明:粗砂土中甲烷水合物的形成和分解过程中,CT数在反应釜内有明显的空间变化特征,且这个空间变化特征与甲烷水合物在粗砂土中形成、分解过程中水分的迁移是密切相关的.通过对不同阶段CT扫描所获得图像CT值的空间变化特征进行分析,可以看出:在甲烷水合物的生成过程中,反应釜内下半部分的水分会向上半部分迁移,以弥补上半部分水分的不足;在甲烷水合物分解过程中,分解所释放出来的水分会由反应釜上半部分向下半部分回迁,最终达到自然分布.     

基于图像分割的煤岩割理CT图像各向异性特征

利用工业CT对自然煤岩样进行断层扫描观测。针对煤岩裂隙系统的多尺度、各向异性特征,应用Canny算子图像分割与方向性边缘检测技术,提取煤岩CT图像割理的总体特征、水平方向和垂直方向特征;根据特征图像计算了煤岩样的总体分形维数、孔隙度,各向异性分形维数与孔隙度及其在三维空间中的分布;讨论了分形维数与孔隙度、渗透率之间的关系,并根据煤岩样的分形维数、孔隙度对实际工程岩体的孔隙度和渗透率进行了外推计算。研究表明,煤岩样不同扫描断面的分形维数和孔隙度不同,同一煤样同一断面不同方向的分形维数与孔隙度亦不相同。利用图像分割与边缘检测对工业CT图像进行分析,可以对煤岩的各向异性分形维数与孔隙度在2D与3D空间进行精细描述。