Propagation patterns of microseismic waves in rock strata during mining: an experimental study

Microseismic monitoring has been widely used in mines for monitoring and predicting dynamic disasters such as rockbursts and waterbursts. However, to develop high-precision microseismic monitoring systems, the propagation patterns of microseismic waves under complex geological conditions must be elucidated. To achieve this aim, a simulation model of a typical coalmine was designed using similar materials according to the similarity theory to simulate the mining process. Geophones were embedded into the model to detect the propagation of elastic waves from microseisms. The results show that in an unmined solid rock mass, the wave velocity in shallow rock strata is mainly affected by geologically weak planes, whereas in deep strata it is affected mainly by the density of the rock mass. During propagation, the amplitude first decreases and then increases rapidly with increasing propagation distance from the coal layer. After mining, our results indicate that the goaf causes significant attenuation of the wave velocity. After the goaf was backfilled, the velocity attenuation is reduced to some extent but not eliminated. The results of this study can be used as guidelines for designing and applying microseismic monitoring systems in mines.     

张集煤矿11418(W)工作面开采地面沉陷演化规律

依据张集煤矿11418(W)工作面地表移动变形观测站实测数据,运用概率积分法和拟合曲线法求取下沉系数、水平移动、拐点偏移距等地表移动变形参数,获得张集煤矿8煤层开采地质采矿条件下的下沉量大、速度快、稳定快且具有突变性等地表移动变形演化规律及新特征,为地表沉陷范围和影响程度的确定提供可靠依据.     

波粒二象性理论与波速问题探讨

速度是宏观的概念;在量子力学中速度表示什么,本来无法回答。在半经典理论中,为重新定义速度,可取v→=▽S/m[m是粒子质量,S满足ψ=Aexp(j S/h)]。这样虽建立了速度与波函数的联系,却不是波科学中必需而有用的波速概念。真空中光速c是一个普遍性基本物理常数,量子力学显然也需要这个参数,亦即新波动力学需要这个物理量。从人类实践过程和结果看,科学家若企图确定c的最精确值,必须依靠标量方程c=fλ这样的标量描述才能实现。现代物理学认为波速度(相速vp、群速vg)是标量而非矢量。波动具有独特的科学性质,其规律与经典力学不同,它需要量子力学支持,又不等同于严格的量子力学。目前尚无单独一个理论能完美解释波科学问题,处在经典物理和量子物理并用的局面。电磁场的量子化过程为光的波粒二象性提供了基本的数学诠释,即连续展布于空间的电磁场在量子化后得到光子。尽管如此,"光子是什么"的难题仍困扰着科学家。通常认为电子的物质波是几率波,光子的波动是电磁波而非几率波。但在分析处理双光子纠缠时又在使用几率波理念,这样光子的波是什么仍未解决。另外,电子几率波与Schrdinger方程对应,但有一种观点认为光子几率波尚无可对应的波方程。另一方面,物质波相速的物理意义并不清晰;而de Broglie波的相速是超光速的,对此还需要更多的说明。类似的许多例子表明,波粒二象性仍是现代物理学中的一个待解之谜。最后,近年来对负波速(NWV)的研究既使波科学更加丰富,也为发展理论思维提供了新的契机。     

可渗透反应墙墙体内流速及流态数值模拟

为了对可渗透反应墙墙体内水流速度及流态进行理论研究与分析,采用Fluent软件对可渗透反应墙墙体进行模拟仿真,构建墙体介质为陶粒.模拟仿真结果表明,墙体内填充介质陶粒内部流速缓慢,可以很好固定处理污染物的生物菌,同时也表明,该软件在微观环境下模拟可渗透反应墙内部流速及流态情况是可行的.     

弯道出流横向流速发展过程的解析解

针对现有弯道出流横向流速衰减公式忽略横比降的局限,推导了考虑横比降影响的出弯直道内横向流速发展的解析解.该解析解的各项具有明确的物理意义.与试验数据对比表明,该解析解能够较为合理地预测出弯后直段内横向流速的发展,计算结果优于未考虑横比降的公式.横比降对直段的影响主要集中在靠近弯道的直段入口和出口.当横比降影响较大时,不考虑横比降的公式计算值与实测值相差较大,而考虑横比降的解析解的计算结果与实测符合得较好.     

定量组织速度成像技术评价左室肥厚大白兔左室舒张功能

目的探讨定量组织速度成像技术评价大白兔左室肥厚模型左室舒张功能的可行性.方法 40只大白兔分别给予假手术、主动脉缩窄和主动脉缩窄 血管紧张素受体拮抗剂干预,于术后4周和8周应用传统的超声心动图方法和定量组织速度成像(QTVI)技术检测不同处理家兔的心脏,测量常用心功能参数,于心尖四腔切面记录二尖瓣口血流频谱,记录心尖四腔切面的定量组织速度成像图像,脱机分析左室侧壁所对应的二尖瓣瓣环处的舒张早期峰值速度(Ve)和左房收缩期峰值速度(Va),并计算Ve/Va.结果左室肥厚组实验8周时,室壁增厚,左室舒张末内径增大,左室心肌重量增加,与假手术组同期和本组4周相比均有显著性差异(P<0.05).伊贝沙坦组实验8周时左室心肌重量与左室肥厚组相比有显著性差异(P<0.05).左室肥厚组Ve/Va与假手术组相比有显著性差异(P<0.05).伊贝沙坦组Ve/Va与左室肥厚组相比有显著性差异(P<0.05),与假手术组比较无差异.结论定量组织速度成像技术能够定量评价大白兔左室舒张功能,比传统方法提供更多的信息.     

三门峡市一次大雪天气环流特征以及数值产品解释应用

在分析了环流背景、影响系统以及欧洲数值产品的基础上,结合MICAPS资料和多普勒雷达的反射率因子、径向速度、风廓线产品,对2011年2月28日大雪过程进行分析,同时又对数值产品进一步解释应用.结果表明:阶梯槽的同位相叠加和低层辐合线的加强南压是此次过程的主要影响天气系统;从这次降雪过程的组合发射率因子产品上看,本次降雪过程回波分布均匀、连续、范围较大;基本速度产品显示高层辐散,低层辐合,有利于降雪的形成;风廓线产品显示"天南地北"的形势.这样的流场配置对降雪比较有利,加大了垂直切变,有利于上升运动的加强.欧洲数值预报产品对本次降雪过程有一定的指导作用,高度场有较好的对应关系,温度场偏差较大,对降水量级不好把握.     

台风风场研究及其数值模拟

对近年来台风风场研究及其数值模拟方法作了论述.阐述了浮标和地面台站观测、飞机侦察、雷达卫星高空观测等台风观测手段;阐明了简易参数分析模型、定常动力学模型、非定常动力学模型、运动学模型等台风风场模型;分析了既有风场模型对我国东南、华南沿海海域台风风场模拟的适用性,又论述了基于台风内各站点、基于台风影响区域、台风全路径等极值风速预测研究手段.最后,展望了台风风场数值模拟的发展趋势和需解决的问题.     

初始压力对爆轰波在管道内传播的影响

建立爆轰管道研究不同初始压力下爆轰波在管道内传播规律.选用CH4+2O2气体,采用光纤探针测量爆轰波在管道内的传播速度,采用烟迹法记录爆轰波胞格结构.结果表明:爆轰波在管道内传播时出现5种不同传播模式,分别为稳态式、快速波动式、结巴式、驰振式与失效模式.在稳态传播模式下,爆轰波局部速度波动很小且平均速度接近理论爆轰CJ速度,并呈现多头胞格结构.随着初始压力的降低,爆轰波局部速度波动增加且其平均速度产生衰减.在驰振式爆轰解耦处,爆轰波胞格结构消失,过载爆轰时,重新形成胞格结构.进一步降低初始压力至爆轰失效时,则无胞格结构.     

基于声辐射控制的驾驶室内声场优化

针对板结构的声辐射控制,在小振幅简谐振动情况下,以声辐射模态、直接边界元理论为基础,分析得出结构表面法向振速幅值是影响板结构声辐射功率和辐射声压的主要因素.以某挖掘机驾驶室为例,建立考虑座椅的驾驶室声学边界元模型,通过对板件声功率贡献分析,确定驾驶员右耳处主要峰值频率下声功率贡献突出的板件区域.针对声功率贡献突出的板件,以各板件表面法向振速均方根值的加权值最小为目标函数,建立优化数学模型,进行声场优化.结果表明,多个目标频率下声压响应峰值都有显著的下降.因此,采用所提出的优化方法可有效地控制驾驶室内辐射声场,具有显著的降噪效果.