植被的微波介电常数研究进展

从影响植被介电常数的几个关键因素出发,详细阐述了介电常数随植物含水量、电磁波频率以及温度等参数的动态变化情况;在此基础上,区别介绍了植物材料和植被冠层的相关介电常数模型以及它们各自的适用范围,并对各模型的模拟精度进行了对比和讨论.综合国内外目前对植被介电常数的研究现状,分析了当前该领域研究的不足之处,指出未来的研究可重点面向寒区微波遥感技术,以拓展频率和温度范围为核心,在明确植物体内自由水与束缚水真实含量的基础上,对原有植被介电常数模型进行改进和发展,提高模型对不同植被介电常数的模拟精度,使之能更好的应用于各种不同的自然环境,尤其是寒区冻土、积雪以及植被的微波遥感监测.     

公路工程冻土类型划分研究

在总结分析国内外已有冻土分类方案的基础上,针对中国现行公路工程冻土分类标准中存在的不足之处,结合目前对青藏公路沿线多年冻土研究的最新成果,提出了以多年冻土含冰特征与多年冻土年平均地温的综合指标——冻土热稳定性为基础的公路工程冻土类型划分方案,并对所划分出的三种冻土类型给出了相应的冻土路基设计原则.     

冻土动力学性的研究现状及研究方向

冻土动力学是冻土力学的一个重要分支,它主要研究的是在动载荷作用下冻土的强度、变形和稳定性问题。根据冻土动蠕变、动强度、动力学参数、动应力—应变关系、冻土场地地震加速度反应谱分析和路基体系地震反应等方面研究现状和发展趋势,明确了冻土动力学今后的研究方向。     

冻土路基主要病害及冻土路基稳定措施研究

本文基于笔者多年从事冻土路基施工的相关工作经验,以冻土路基中的主要病害及冻土路基稳定措施为研究对象,论文以笔者曾经参与建设的某公路冻土路基为背景,探讨了冻土路基的两大主要病害,进而从4个方面分析了冻土路基的稳定措施,全文是笔者长期工作经验基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

上海长江隧道联络通道冻土帷幕温度场动态演化机理分析

研究了上海长江隧道联络通道冻土帷幕温度动态演化过程.运用ANSYS有限元软件建立了较为符合实际工程的三维实体模型,考虑了管片散热、冷排管等影响,用比焓值随温度的变化来反应相变潜热的动态变化过程.研究和总结了冻土帷幕温度动态演化机理,包括冻土帷幕发展规律、交圈规律、平均温度发展规律及冻土帷幕有效厚度发展规律.研究结果表明,冻土帷幕温度场的形成是一个有规律可循的连续性发展过程.有限元分析的冻土帷幕交圈时间、平均温度和冻土帷幕有效厚度与工程实测数据比较吻合.     

季节性冻土表层水分与偏振反射的关系

季节性冻土是存在于寒温带气候条件下的典型土壤形态。在季节性冻土中,水是以冰晶的形式存在的。一定含水量的季节性冻土表现为非朗伯特性,这就会导致季节性冻土表面的反射光中包含偏振信息。以黑土为例,通过对季节性冻土的线偏振度的测量,建立其含水量与偏振度之间的函数关系,并确定季节性冻土表现为非朗伯体含水量临界值。该临界值的确定对季节性冻土圈含水量的预测以及季节性冻土融化过程产生的水量计算提供了可靠的研究方法。     

现浇混凝土-冻土接触面传热特性影响因素研究

现浇混凝土-冻土接触面传热特性直接影响灌注桩表面冻结强度,研究现浇混凝土-冻土接触面传热特性影响因素对冻土区桩基础设计和施工具有重要意义。基于小型模型桩试验条件建立数值模型,开展混凝土浇筑过程中混凝土-冻土接触面传热特性研究,分析了混凝土浇筑温度、水胶比、冻土温度、冻土含水量引起的接触面热流和温度变化。结果表明:浇筑温度由5℃升高至30℃,0.5 h混凝土与冻土接触面热流增大381.2%.水胶比由0.4增大至0.6,0.5 h接触面热流减少23.7%.接触面温度随冻土含水量的增大呈先增大后减小趋势,峰值在冻土液限附近。导热系数和相变热作用的转变起到了决定作用。冻土温度在-1~-3℃之间降低时,接触面温度随冻土温度降低而升高。浇筑后0~1 h(尤其是0~0.5 h)是混凝土对冻土释放热量的主要时间。     

月球极区冻土模拟月壤钻进试验研究

月球极区已经发现水资源存在的证据,极区水资源的探测、采集与利用技术日益成为世界各国研究的热点。冻土是月球极区水资源存在的重要形式,对极区冻土实施采样返回作业是未来深空探测的重要任务内容。为满足未来冻土采样任务需求,在中国首次开展了冻土模拟月壤采样技术试验研究。基于探月三期模拟月壤制备基础,结合国内外极区冻土类月壤含水量探测与分析信息调研,进行不同含水量的冻土模拟月壤制备,开展钻取试验,初步总结冻土类模拟月壤钻进特性。通过试验得出结论,相较于高密实度的无水模拟月壤,冻土类月壤黏度更大,所需钻进力载更大,钻进过程排粉状态明显不同,需采用的钻进策略也有显著差别,样品形态因含水量不同呈现块状散体或柱状。试验获得了冻土模拟月壤钻进特性第一手资料,可支持后续冻土月壤采样技术深入研究。     

多年冻土区桥梁抗震研究进展

本项研究从冻土场地效应、冻土对桥梁地震响应的影响、冻土与桥梁结构相互作用3个方面总结了冻土区桥梁抗震的多年研究现状,旨在推动多年冻土区桥梁抗震理论的发展.结果表明:冻土场地地震效应显著,目前多年冻土区桥梁抗震设计中未充分考虑冻土场地效应的影响,且缺乏相应的抗震规范依据.大量数值分析结果显示,季节与多年冻土层均对桥梁地震响应产生显著影响,而目前多年冻土区桥梁结构-冻土体系的耗能机制及破坏特征的研究不充分,仍需大量震害调查和试验研究.对于多年冻土区桥梁工程广泛采用的桩基础形式,冻土层的存在使得地震作用下桩-冻土相互作用机理复杂化,桩-冻土相互作用理论计算模型有待完善.桥梁抗震分析中未充分考虑冻土水热效应的影响(冻土随温度和含水量等水热特性变化引起的力学性能的改变).上述问题都是今后多年冻土区桥梁抗震研究需重点关注的方向.     

单轴冲击载荷下基于塑性细观力学的冻土本构模型研究

随着寒区工程建设成为中国基础建设的又一大热点,对于冻土冲击动态力学性能及其本构模型的研究已显得十分必要。不同冻结温度的冻土试样通过采用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行了不同应变率下的单轴冲击压缩实验。实验结果表明:冻土的弹性模量随着冻结温度的降低而升高,没有明显的率相关性;冻土的强度随着冻结温度的下降和加载应变率的升高而增大。基于实验结果,采用平均化方法推导了与冻结温度相关的冻土等效弹性常数的表达式。同时,采用基体各向同性化的切线模量法建立了冻土的动态塑性细观力学模型。进而,引入与冻结温度和加载应变率相关的连续损伤演化模型构建了冻土的冲击动态本构模型。相应的模拟结果表明,该模型能够很好地描述冻土的动态力学行为。     

射频段岩石介电频散特性

对近 40 0块油田泥质砂岩样品测量结果进行了分析 ,给出了干岩样和含水岩样的介电频散曲线。由频散曲线看出 ,射频段 (2 0～ 2 70MHz)岩石介电常数随频率的变化服从幂函数规律 ,在此射频段中 ,可以实现频率的归一化 ,消除在不同频率下对同一地层测量结果的差异。同时 ,岩石介电频散程度受到含水饱和度、水矿化度、泥质含量等因素的影响     

超高频(UHF)范围内沉积岩的介电特性

本文给出了在实验室用同轴测量线装置测得的沉积岩岩石样品的介电常数,分析了取自胜利油田的三类岩石样品的测量结果。讨论了岩石介电常数与频率、孔隙度、孔隙水的矿化度等的关系,提出对不同岩石类别应取的介电常数值,给出了计算孔隙度公式。所得出的结论对电磁波传播测井曲线的解释和电磁波传播测井仪器的设计有一定意义。     

土壤直流极化过程分析

土壤作为一种介质,其介电常数的测定是其含水量测定的基础,介电常数不仅与它的机械组成和化学成分有关,而且还与它的电阻率有关,由于土壤是层粒结构,分布电容的影响使其电阻率的测定有一定难度,本文根据土壤的机构组成,运用电磁理论对土壤在直流电压下的极化过程进行了分析,为它的含水量的测定找到了理论依据。     

铌酸钡铅晶体的介电和热释电性

在100K～450K范围内,研究了铌酸钡铅(PBN)系统中三种不同组份晶体的介电和热释电性.它们都在较宽的温度范围内具有中等大小的热释电系数、较小的介电常数和较高的热释电探测优值,是适合于热释电探测器的材籽.     

季节性冻土区黏土冻结深度预测

合理确定冻结深度是季节性冻土区防冻设计的关键,为研究季节性冻土区黏土的冻结深度,统计了中国部分季节性冻土地区气温,获得了这些地区的气温特征,以此确定了室内试验的温度边界条件,开展了10％、20％、30％3种不同质量含水量的单向冻融循环试验.研究结果表明,10％、20％、30％3个试样的最大冻结深度分别为28、15、12cm;鲁基扬诺夫公式预测值较Stephan公式、《建筑地基基础设计规范》公式、《冻土地区建筑地基基础设计规范》与《冻土工程地质勘察规范》公式的预测值更准确;利用未冻水体积含水率修正了《冻土地区建筑地基基础设计规范》的冻结深度计算值,其误差在6％之内,因而建议在季节性冻土区的黏土地区用该修正公式计算设计冻结深度.     

稀土Dy掺杂对BiFeO3陶瓷样品介电和铁电特性的影响

采用传统固相烧结法制备Bi1-xDyxFeO3(x=0, 0.05, 0.1, 0, 0.15)陶瓷样品.分别对样品的介电性能、铁电性进行了测量与分析.结果表明:Bi1-xDyxFeO3样品主衍射峰与纯相BiFeO3相吻合且具有良好的晶体结构;BiFeO3样品的介电常数、介电损耗均随Dy3+掺杂量的增加而逐渐增大.在测...     

室内土体单向冻结水分迁移的试验研究

以江苏镇江、扬州等地区具有代表性的表层黏土为研究对象,对土体进行了单向冻结实验,研究了不同饱和度、不同温度梯度、不同冻结速率及不同补水条件下土体中水分迁移的现象.实验结果表明:在有外界水源补给的条件下,土体冻结时间越长,非饱和土中水分迁移现象范围越大,对于饱和土每层含水率基本波动范围不大;温度梯度越大,土体完全冻结且水分迁移达到稳定状态所需时间越短,水分迁移的范围越广;在无水源补给的条件下,冻结速率越大,土试样中水分迁移分布曲线变得越平缓;相对于无外界水源补给条件下,有外界水源补给的试样最终完全冻结时水通量更大,土样中水分迁移分布的范围更明显.     

长春地区季节冻土水分迁移实验研究

对长春地区的水分迁移进行了实验研究。首先对长春地区温度场分布进行了介绍。然后利用毛细水上升实验研究了长春地区季节冻土的冻结和融化特征。采用自制的水分迁移仪,选取了两个地点的土样,对不同压实度的试样进行了冻结状态下的水分迁移实验。结果表明,本区冻结过程中水分迁移的主体是薄膜水。当压实度低于90%时,土体中毛细水的上升高度随着压实度的增加而增大;但是当土体的压实度超过90%时,则有相反趋势。     

冻土电阻率与其温度的关系研究

为研究冻土电阻率与温度的关系,采用自制电阻测量装置,对不同温度的砂土和黏土试样进行了电阻测试。结果表明,当温度大于0 ℃时,土的电阻率变化不大;当温度小于0 ℃时,土的电阻率随温度的下降而明显上升。出现这种现象的原因在于,当温度降低至0 ℃以下时,土中水分随温度的降低将逐渐部分或全部冻结为冰,而冰的电阻率大于液态水的电阻率。此外,冻土的电阻率还与土的类型有关,在干密度、含水量、温度均相同的条件下,砂土的电阻率大于黏土的电阻率。     

Relative dielectric constant from dry rocks

Relative dielectric constant is an important physical factor in the theory of microwave remote sensing and electromagnetic transmission. This note reports the results of detecting relative dielectric constant from 197 rock samples. The regular pattern of the relative dielectric constant varying with microwave spectrum is revealed. The relative dielectric constants, correlated with the type, density, structure and chemical component of the rock, are discussed. The results are: ( i ) The relative dielectric constant is related to the frequency when it is measured within the frequency of 0.5–18 GHz. ( ii ) The real part of the relative dielectric constant among different types of rocks changes in a large range, the regular pattern of the change is from ultrabasic rock, basic rock, to intermediate rock, acid rock and sedimentary rock. The real part of relative dielectric constant gradually lowers, the change range is between 9 and 5. ( iii ) The real parts of relative dielectric constant have a marked positive correlation with the density of the rocks. ( iv ) The relative dielectric constant related with the structures of the rocks, the smaller the grain of rock, the larger the relative dielectric constant. ( v ) The real parts of relative dielectric constant related to chemical component of the rock are more complex. The imaginary parts of relative dielectric constant are markedly correlated with MnO and LOI, less correlation with Fe₂O₃, FeO, MgO, P₂O₅, and has no correlation with the rest variables.