天文用阻挡杂质带红外探测器

低温目标红外辐射的灵敏探测和成像在航天和深空探测中具有重要的应用价值.300 K以下低温目标的辐射强度很弱,辐射特征波长位于中远红外区.阻挡杂质带红外探测器是中远红外探测器中重要的一员,具有覆盖波段宽、灵敏度高、暗电流低、抗辐射性能高等优点,能够胜任空间技术和天文探测在中远红外波段探测的苛刻要求.本文以红外天文探测对红外探测器的应用需求作为出发点,主要就国内外红外天文学、红外天文探测器发展概况,阻挡杂质带红外探测器发展历史及其材料、器件结构等方面做了简要综述,并简明扼要地介绍了阻挡杂质带探测器的器件物理模型.     

岩石变形破裂红外与微波辐射变化特征对比研究

利用实验的方法对岩石单轴压缩过程中红外辐射、微波辐射、应变进行了联合测试.实验结果表明,红外与微波辐射的变化特征随应力的阶段性发展,二者呈现不同的阶段性变化规律与破裂前兆特征.红外辐射呈现初始阶段变化很小、弹性阶段缓慢增加、塑性阶段快速增加以及临破裂前回落的变化特征;而微波辐射呈现初始阶段微降、弹性阶段上升、塑性阶段下降以及临破裂前上升的变化特征.红外与微波在岩石破裂前均出现早期和晚期前兆,但前兆规律不同,异常变化形式正好相反.两种手段结合可以更好地监测岩石的应力与灾变现象.     

潮湿岩石受力过程红外辐射的变化特征

利用红外热像仪对干燥和潮湿砂岩单轴压缩过程中的红外辐射特征进行了试验比较.结果表明:潮湿岩石加载过程中平均红外辐射温度(AIRT)随载荷增加呈上升趋势,AIRT与应力的变化步调一致,曲线波动较小;岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的升温幅度高于干燥岩石,水对岩石受力时的红外辐射具有明显推动作用,但破坏瞬间热像特征变化不很明显.干燥砂岩AIRT与应力的关系不是简单的对应关系,但在破坏瞬间出现显著的增温现象和热像特征的明显变化.可以利用潮湿岩石AIRT与应力的良好同步性监测潮湿岩石的应力变化过程,利用干燥岩石破裂瞬间的热像变化特征分析岩石灾变的空间位置与灾变模式.     

红外辐射的分析方法及在矿业中的应用

从红外辐射的原理、分析方法以及应用类型等方面着手,阐述了当前红外辐射技术的几种主要分析方法,如AIRT-time曲线法、红外图像法和红外探测曲线法等,并列举了当前红外技术在矿业中的一些主要应用及发展现状.最后总结了当前几种红外分析方法的特点及不足,同时也对红外技术在矿业中的一些主要应用的发展现状指出了一些不足.     

天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究

分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理. 以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验. 结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石受力变形过程中的微波辐射能量变化信息. 花岗岩弹性变形阶段的微波辐射亮温变化与应力间呈同步性很强的正相关关系,相关系数达0.94; 岩石表面的温度变化与应力间亦呈正相关,但其变化滞后于应力变化,且单位应力的微波亮温升幅远大于表面温度升幅. 实验证实了利用微波辐射观测手段可有效探测岩石受力引起的岩石内部应力状态的变化.     

煤岩的红外信息随应力变化的实验研究

利用红外遥感技术对煤和岩石加载直至破裂过程中的红外辐射信息进行了实测研究，结果发现：煤和岩石的红外辐射温度场随应力状态的改变而发生显著变化，破坏前这些变化表现出前些前兆信息特征。这将为预测、预报地震及煤岩灾害动力现象研究提供依据。     

红外偏振效应特性分析

偏振效应是光波重要的特性,对偏振信息进行测量作为一种新型的探测手段,可以获取探测物的额外信息,是对传统红外遥感和探测手段的有力补充,目前已成为一研究热点。本文通过建立理论仿真模型,对红外辐射产生偏振效应的机理进行初步分析,分析了红外辐射(包括自发辐射和反射辐射)偏振效应的一些典型特性,重点分析了观测角度、材质(折射率)、表面状态以及温度等因素对目标的红外偏振效应特性的影响情况。通过搭建的红外偏振信息测量系统获取红外偏振数据,进行了一系列的验证性实验,结合对实验数据的分析,总结得出相关结论。     

单轴载荷下不同含水率砂岩力学和红外辐射特征

为揭示水对砂岩受力和红外辐射特性影响,开展不同含水率砂岩的单轴压缩试验,并进行红外辐射监测。研究结果表明:随着含水率增加,砂岩的单轴压缩强度、弹性模量逐渐降低,说明水对岩石的力学性质起到了一定的"软化"作用;含水率对砂岩红外辐射特性影响较大,砂岩含水率越高,其从初始时刻到最高应力时刻的升温幅度越大;含水率越高的砂岩试样表面平均红外辐射温度(AIRT)随时间变化的波动越小,温度随应力增加而增加的趋势越明显;含水岩石在临破裂前红外热像变化较平稳,没有温度异常,而对于干燥岩石,其临破裂前表面平均红外辐射温度突然增大,出现较明显的高温异常条带。     

瑞利波探测仪在屯兰矿地质构造超前探测中的应用

应用瑞利波物探新技术,在煤矿井下独头巷道和工作面侧帮开展地质构造超前探测.实际探测表明,井下瑞利波探测结果分层曲线清晰,探测距离大于80m 等突出优点.分层解析精度已指导矿井生产实际意义,是解决矿井超前探测地质构造,进行预测和预报的有效方法.     

基于临近空间探测的TBM红外辐射特性研究

为了解决中段反导作战对TBM的远距离探测识别问题,提出了基于临近空间平台协同雷达对目标进行远距离探测的作战思想.对临近空间大气的特点以及临近空间大气对红外辐射传输的衰减作用进行了定性分析,在综合考虑临近空间平台部署高度,地球曲率以及大气红外辐射传输特性的基础上,构建了临近空间大气透过率计算模型,在此基础上,建立了基于临近空间探测的TBM红外辐射特性模型,最后,利用MATLAB对所建立的大气透过率模型及红外辐射特性模型进行了计算仿真.仿真结果验证了临近空间大气透过率计算模型的有效性,同时表明:基于特定高度的临近空间平台对TBM具有很强的远程红外探测能力.     

贵州碳酸盐岩地表堆积物的地质特征及其演化

碳酸盐岩地表堆积物是岩深作用后在特殊气候条件下进一步演化的产物,因受岩溶作用使其具有独特的地质特征。本文从野外调查入手,结合试验资料来研究它的地质特征,认为是岩溶作用奠定了这些独特地质特征的基础,后期的改造作用对某些地质特征的形成有一定的影响。     

某砖厂附近山体滑坡成因机制分析及稳定性评价

滑坡位于四川成都龙泉驿区,因修建厂房开挖山体形成陡坡,在暴雨作用下,表层松动岩体沿下覆泥岩顶面产生整体高位滑坡,威胁下方厂房及工人生命安全。通过现场地质调查表明,滑坡边界条件及坡体地裂缝展布受早期构造结构面控制,通过地质力学分析该滑坡侧缘、底面边界分别受两组剪性结构面、一组张性结构面和层面控制。滑坡表面宏观变形迹象明显,通过野外定性判断和计算分析表明滑坡天然工况下处于欠稳定状态,暴雨、地震工况处于不稳定状态,提出清除表层松动岩体辅以地表截排水的治理建议。采用的地表变形迹象与结构面地质力学配套分析方法,对于确定类似岩石滑坡边界条件、成因机制分析和稳定性评价具有借鉴意义。     

GUI程序对岩体中结构面产状数据的分析

岩体结构面网络模拟方法,是借助统计学的方法对岩体内的结构面进行研究.在拟合过程选择结构面产状数据的分布函数时,加入了频率累积图和概率分布图的对比,同时结合MATLAB程序,编写了一套GUI程序实现结构面产状分组以及对数据分布函数拟合的人机互动操作.     

可控源音频大地电磁法在个旧西区深部地质结构探测中的应用

个旧西区具有与个旧东区相似的成矿地质条件,是近年来找矿工作的重点。为了研究个旧西区深部地质结构,采用可控源音频大地电磁法（CSAMT）,选择在个旧东区典型矿段（卡房）开展长600m,共12测点的过井试验剖面测量,探讨了在该地区使用CSAMT法的有效性,同时完成个旧西区长21km,共420测点的CSAMT剖面测量。基于地层岩石物性特征及过井剖面反演结果,成功划分出2km以深范围内地层组间界面以及岩体顶面接触结构,结果显示：（1）以316测点为界,南北电阻率迥异,北部为高阻,主要为花岗岩分布区,南部为低阻,主要为沉积岩分布区;（2）识别出F1,F2,F3共3条断裂,揭露了地下构造的形态特征;（3）桥顶山凸起顶部的3处岩凹与南侧岩舌下方的岩兜、者勒白凸起南缘与中部岩凹内的岩兜、贾沙河海拔750～0m处的个旧组地层捕虏体是成矿的有利部位,可优先布设相关验证工作;水塘寨下方深埋的花岗岩凸起和个旧组地层接触部位,显示良好的找矿远景,是寻求找矿突破的关键。可见,CSAMT法是该区深部地质信息探测的一种行之有效方法。     

采煤沉陷与断层相互作用引起地表建筑破坏特点分析

针对抚顺煤矿计算采沉区以外批量房屋损伤，通过现场变形测量、地质勘查。得到了损伤房屋的分布、结构类型、破坏特点、场地条件等基本数据。结合区域地质构造和结构力学分析，提出了构造断层与采煤沉陷相互作用导致局部区域岩体运动呈现“多米诺骨牌”形式，总体趋势向沉降盆地中心运动，在断层线出露地表处出现“反陡坎”，揭示了在计算的正常沉陷范围以外地表若干建筑差异沉降破坏的形式与采沉方向相背的原因，据此提出了针对性的治理方案。     

花岗岩真三轴加载破坏前兆信息

岩体开挖卸荷导致内部扰动和应力重分布,极易发生突发性失稳破坏。对不同中间主应力下的花岗岩试件进行真三轴加载试验。试验过程中采用高速摄像机、声发射、红外热像仪全程观测,研究岩石加载破坏过程中红外热像演化特、临空面温度变化特征、声发射振铃计数率变化特征、岩石表面裂纹发育,研究岩石破坏前各类监测数据的异常反应。研究表明:热像异常演化对岩石未来表面破裂有指导作用,未来裂纹扩展区域与热像异常出现位置相一致;岩石破坏前临空面上温度会出现异常,一般表现为温度曲线转折性变化和温度跳跃式升高;声发射振铃计数率会在试件失稳破坏前出现密集性增高现象。这些异常现象作为前兆信息为岩石破坏提供预警,研究结果为岩体开挖卸荷后工程灾害预警与防治提供理论参考。     

江顶寺隧道岩土工程勘察

江顶寺隧道设计条件复杂,勘察单位通过工程地质测绘、勘探和物探等综合勘察方法,初步查明江顶寺隧道的地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、不良地质等工程地质条件,地震地质条件和环境地质条件,并进行隧道工程地质评价,初步确定隧道围岩级别,提出工程措施建议。经勘察结果综合分析,江顶寺隧道适宜性综合评价为基本适宜。本次勘察严格遵守相关规定,遵循科学的指导方法,为下步的详勘做了强有力的支撑。     

火山岩区断层封闭性的综合因子评价方法

基于火山岩区地质条件和断层封闭机制,依据断面正应力法,建立压实成岩断层封闭模式,结合断层面密度差法和断层紧闭指数法,建立岩性对接断层封闭模式。在此基础上,综合考虑断面正应力、断层紧闭指数、断层面密度差以及流体系数等因素,提出火山岩区断层封闭性的综合因子评价方法,并利用该方法评价准噶尔盆地西北缘火山岩区的断层封闭性。结果表明,火山岩区断层封闭性受断层级别的控制,即断层级别越高,综合因子越大,封闭性能越好,所控制的油藏规模越大;反之,断层级别越低,综合因子越小,封闭性能越差,所控制的油藏规模越小。评价结果与实际地质情况具有良好的吻合性,表明火山岩区断层封闭性综合因子评价方法具有较好的适用性。     

粘土岩物理力学及工程特性研究综述

本文较为系统的梳理了国内外学者在粘土岩研究领域所取得的成果,主要包括粘土岩的矿物组成、粘土矿物的微观结构、历史成因及其物理力学性质等四个方面,其中对其物理力学性质的综述涵盖了粘土岩的结构、构造和颜色、粘土岩的密度及可塑性、粘土岩的强度特征、粘土岩的膨胀特性、粘土岩的水理性质和粘土岩的流变性能等六个子项。因近年来将粘土岩作为高放废物地质处置库的潜在围岩成为学术界研究的热点课题,本文还专门论述了国内外学者在该领域实施的开拓性工作。在此基础上,本文对部分研究成果进行了讨论,并提出了继续开展粘土岩区域性成因调查、多类型粘土岩物理力学性质对比研究和粘土岩作为地下工程构筑物潜在围岩的长期服役效能研究等三个前沿课题。