基于马尔科夫链的裂缝期次研究——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,本文以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期：第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为北西西-南东东向,第三期裂缝为北北东向-南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域：第一期裂缝充填物δ18O平均值为-8.58‰,δ13C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3864m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ18O平均值为-7.16‰,δ13C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3084m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ18O平均值为-5.18‰,δ13C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2147m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为：第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,因此马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

快速与精确的AFM探针模型重构研究

在AFM扫描成像中, 由于探针具有展宽效应等因素, 导致扫描图像失真. 从数学形态学角度看, 可以认为真实图像失真是受到了探针针尖形貌卷积的作用, 因而不能反映样品表面的真实形貌. 采用反卷积运算处理可以排除这类扫描成像干扰, 但需要准确知道探针针尖形貌, 这对于AFM纳米扫描图像的精确重构具有实际意义. 在已有的探针建模算法中, 基于数学形态学的盲建模算法得到了广泛使用, 然而该算法存在运算时间较长, 最优降噪门限阈值很难确定等问题. 针对这些问题, 提出一种新的盲建模方法, 可以提高盲建模运算速度, 并且实现AFM扫描图像的精确重构. 仿真和实验结果证明了上述研究方法的可行性和有效性.     

砂浆单轴抗压强度尺寸效应律研究

为评估尺寸效应行为对砂浆准脆性材料力学性能的影响及完善砂浆尺寸效应理论,以物理模型试验方法及理论解析方法对砂浆尺寸效应行为进行了研究.通过对12组几何相似的砂浆立方体试件及12组非几何相似的砂浆板式试件进行单轴抗压强度试验,研究砂浆尺寸效应行为及砂浆强度等级对尺寸效应的影响.研究结果表明,砂浆抗压强度随着试件几何尺寸的增大而减小,尺寸效应随砂浆强度等级的提高而增强.引入基于断裂力学能量释放理论尺寸效应律分析砂浆几何相似试件的尺寸效应行为,加入强度项修正Bazant尺寸效应律并以修正尺寸效应律分析砂浆非几何相似试件的尺寸效应行为,分别建立了砂浆抗压强度尺寸效应律计算式,其计算结果与试验结果吻合良好.该研究成果可为砂浆材料工程应用提供指导,为砌体精细化细观模型的建立提供重要依据.