南海钙质砂微观构造三维图像分析与表征

将侧限压缩试验与CT断层扫描技术相结合,获取钙质砂样本在压缩过程中的三维图像,采用自适应分水岭法对图像中颗粒进行分割,获取颗粒尺寸、形状(球度、凸度、棱角度等)和主轴方向等基本信息,对土样微观形态进行三维表征,并对颗粒形状与尺寸参数进行相关性分析;同时,基于膨胀算法获取颗粒间接触网络,并对受力过程中颗粒配位数及接触方向演变特性进行分析。研究结果表明：钙质砂颗粒形状和配位数与其尺寸存在明显相关性,本研究可为钙质砂本构模型开发与离散元数值模型验证提供参考。     

黄土中钙质结核内部分层结构特征及裂隙展布规律

为研究钙质结核的形成过程及影响因素,选取最具有代表性的完型钙质结核,通过绘制断口结构图,测试分层干密度,分析分层面积、裂隙面积、裂隙面积占比及产状、干密度等方法,综合分析结核内部结构特征及裂隙展布规律.研究结果表明:根据结核断口的颜色将结核内部结构分为外层、内层和中心,部分层位存在缺失现象;结核内部裂隙发育,裂隙宽度总...     

珊瑚礁钙质砂微观结构分析

针对珊瑚礁钙质砂的特殊结构可能影响钙质砂的压缩、剪切和破碎等力学性能这一问题,通过X射线衍射和X射线断层扫描等技术手段,研究了岛礁珊瑚礁钙质砂的物相组成、表面结构和内部结构等特征.研究结果表明:钙质砂物质组成以生物文石为主,镁方解石次之.钙质砂颗粒中的原生海洋生物碎屑较多,并保留有大量的原生构造,超过50％为珊瑚礁破碎...     

基于空间分析的城市交通网络结构特征研究

城市交通网络是城市空间形态的基本骨架 ,交通网络的定量研究是对城市空间形态可控参数研究的重要方面。在GIS平台上利用拓扑分析可确定交通网络的整体层次结构及复杂程度 ,并可进一步分析交通网络的基本形态 ;长度维数主要描述网络密度的变化情况 ;而分枝维数主要描述网络内部结构的复杂程度及其连通情况。利用扩展维数分析城市交通网络结构有利于了解交通网络的动态变化过程。     

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.2 0 0,0.2 0 0~0.4 5 0,0.4 5 0~1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.0 2 5,0.0 2 5~1,1~2 mm.结果表明:二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7~1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5~1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6~2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.     

高聚物固化钙质砂的动力特性试验研究

钙质砂颗粒形态不规则,孔隙率较高且容易破碎,其特性与陆源砂不同,用作岩土工程材料前须固化.本研究使用高聚物来固化处理钙质砂,并通过动三轴试验,研究钙质砂固化前后的动力液化特征,对两种试样的孔隙水压增长规律、动应变发展特性以及滞回曲线的演化趋势进行分析.试验结果表明:经高聚物固化的钙质砂抗液化能力显著增强,两者的孔隙水压...     

土壤、岩样、水泥和煤的多孔介质结构特征研究进展

多孔介质结构特征是研究多孔介质流动、传热、传质和化学反应的基础。首先介绍了主要的多孔介质的结构特征及其理论实验研究方法,对比了其优缺点。其次,对目前文献获得的土壤、岩样、水泥和煤的主要结构特征参数进行了分类归纳。最后,对目前多孔介质结构的分形研究成果进行了综述,对各种分维数进行了分析和整理。可以看出,目前对多孔介质结构研究还只是针对某个学科的某种或某类多孔介质,而且集中在很少的几个结构特征参数,系统研究很少,难以从整体上把握多孔介质的共性特征和差异性规律。     

海水养护钙质砂注浆结石体的力学性能试验

为探究注浆加固钙质砂地基对海洋环境中吹填岛礁的适应性,研究海水对注浆结石体力学性能的影响规律,为注浆加固钙质砂地基的实际运用提供支撑,利用自主研制的注浆系统制作了钙质砂注浆结石体试件,采取海水养护和自然养护两种方式,开展不同龄期结石体的纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、剪切强度等力学性能试验,分析两种养护状态结石体强度参数随养护时长的变化规律。结果表明,试验期内,受海水影响的试件纵波波速大于自然养护的,其强度增长龄期更长,达到的最大单轴抗压强度大于自然养护的,两种养护条件的结石体泊松比随养护时长呈指数下降,后趋向基本恒定值,结石体的剪切强度随养护龄期呈上升趋势,后期随龄期增加不再有大幅度的变化。说明岛礁地基钙质砂注浆后在海水浸泡的影响下,结石体强度能够有效增长,结论为岛礁地基注浆加固提供参考。     

直剪条件下钙质砂强度及颗粒破碎

钙质砂的主要成分是碳酸钙,由于其特殊成因,钙质砂具有孔隙特征。为了深入研究粒径、含水率及剪切速率对钙质砂强度及颗粒破碎特性的影响,在不同粒径、含水率和剪切速率等因素下对钙质砂进行直剪试验。试验结果表明：(1)钙质砂的抗剪强度和内摩擦角与粒径之间存在正相关的关系,小粒径(<1.0 mm)情况下,粒径和竖向压力不再是影响颗粒破碎的主要因素,大粒径(>1.0 mm)情况下,颗粒破碎程度出现剧增现象,粒间咬合和约束的存在是此现象的主要原因。(2)粒间水膜和颗粒损伤的存在,导致钙质砂的内摩擦角随着含水率的升高逐渐减小,含水率和内摩擦角之间呈指数函数关系。相对破碎随着含水率的升高先减小后增大。(3)颗粒在剪切过程中存在翻滚现象,但过大的剪切速率会使得颗粒直接从中间位置剪切,钙质砂的内摩擦角随着剪切速率的增大呈现先减小再增大的现象,相对破碎则是随着剪切速率的增大呈现先减小后增大的趋势。     

基于CT扫描的煤岩裂隙特征分析

本文通过实验研究,对煤样进行CT扫描,研究了煤岩裂隙的发育情况。同时应用Matlab对实验得到的CT图像进行处理,其中包括Canny算子边缘检测、图像二值化处理,使图像特征更加明显。利用盒维数法,定量化的描述煤岩裂隙的发育情况。通过对煤裂隙系统的分形特征在二维空间进行精确描述,得出1号煤样与2号煤样不同断面分形维数特征,找出了煤样图片数据中裂隙发育最为复杂的断面。     

中国南海珊瑚钙质砂压缩特性

中国南海珊瑚钙质砂地基在荷载作用下的压缩沉降直接决定着上部构筑物安全,通过室内侧限压缩试验对珊瑚钙质砂的压缩特性展开研究,确定了含水率、碳酸钙含量与颗粒粒径对其压缩性的影响.试验结果表明:珊瑚钙质砂中的碳酸钙含量越高,土样的压缩量越小;中粗颗粒(2～0.25 mm)越多,其压缩量越小,承载力越高;随着含水率增大,土样的...     

高应力作用下不同颗粒特征的钙质砂压缩破碎特性

对南海不同岛礁处的钙质砂开展一系列终止压力为8MPa的高压固结试验,研究不同颗粒形貌及不同粒组的钙质砂的颗粒破碎演化规律。试验结果表明,两种钙质砂试样S₁和S₂的矿物组分基本相同,但不同的沉积环境造成了颗粒形状具有显著差异;以片状颗粒为主的钙质砂试样S₂的压缩性和颗粒破碎程度会显著高于以块状颗粒为主的钙质砂试样S₁,且颗粒相对破碎率B_r均随着颗粒粒径的增大而增大;对两种不同的钙质砂而言,相对破碎率B_r与压缩变形量之间呈良好的幂函数递增关系,表明颗粒破碎大小与压缩变形量密切相关。     

聚氨酯加固南海钙质砂静力特性试验研究

为评价聚氨酯泡沫胶黏剂对钙质砂的加固效果,通过单轴压缩试验和三轴剪切试验,研究了聚氨酯对钙质砂强度和变形特性的影响;并采用Duncan-Chang模型对三轴试验结果进行拟合,分析了聚氨酯胶凝钙质砂的变形及应力规律。结果表明:将聚氨酯掺入到钙质砂中可以稳定地提高钙质砂的承载能力,且增加掺量可提高固化效果;聚氨酯的掺入,不仅提高钙质砂的抗剪强度,而且减少了相同应力条件下钙质砂地基的沉降量;聚氨酯填充砂颗粒间的孔隙,使松散的钙质砂形成不规则的连续体或不连续体,增强了钙质砂的整体性,从而达到提高强度的目的。     

基于相关维数的发动机失速特征

压气机内的压力变化数据，蕴涵着丰富的发动机状态信息，进行分析对于诊断发动机故障有重要意义。运用分形理论，对压气机失速前后的压力变化数据进行分析，分别计真压气机失速前后压力信号相关维数的变化，结果表明相关维数对发动机失速信号是敏感的，可以作为判断压气机失速的特征信号。     

基于灰色关联分析的出砂室内实验研究

基于物质守恒方程,设计室内填砂管实验模拟地层不同出砂情况,研究出砂对含水的影响,并利用灰色关联分析法分析出砂、含水与其他实验参数的关联程度。研究发现未出砂、出砂0.5%、出砂1%地层孔隙度随驱替分别呈下降、上升、先升后降趋势;含水饱和度随驱替迅速上升并逐渐稳定,对出砂情况变化不敏感;渗透率随出砂量增加呈上升趋势,并在整个驱替过程中保持稳定。灰色关联分析发现:含水饱和度对出砂影响最大,其次为孔隙度、目数、压差和渗透率;孔隙度对含水饱和度的影响最大,其他依次为压差、目数、渗透率、出砂量。基于灰色关联分析的结果,提出防砂控水的措施,以指导现场施工。     

基于分形关联维的汽轮机转子的振动故障诊断

采用Bently实验台模拟不同转速下碰摩、松动、不对中、不平衡几种常见汽轮机转子振动故障,进行实验研究．通过相空间重构理论,对满足随机分形统计自相似性的振动信号序列进行相空间重构,计算其分形关联维数,从而再现动力学特性．实验分析结果表明：碰摩故障时的分形关联维数最大,松动和不对中时的分形关联维数次之,不平衡时计算所得的分形关联维数最小;不同故障类型下的分形关联维数增量不同．因此,分形关联维数可以作为一种振动故障征兆加以提取．     

基于CT图像分析探究孔洞型碳酸盐岩储层分维值与微观结构参数关系

碳酸盐岩储层非均质性强,发育溶蚀孔洞等孔隙结构,其固相颗粒级配良好,直径跨度范围约为三个量级,且为连续分布,具有统计自相似性和标度不变性,为严格意义上的固相分形多孔介质,与之伴生的不同形态、不同尺度的孔洞累积数量与直径分布遵循幂律关系;基于CT图片处理统计4块震旦系碳酸盐岩储层岩心的孔隙累积数量与直径分布,确定存在分形特征的无标度区间,计算分维值大小,结果表明固相颗粒配级越好,尺度分布范围越大,孔隙结构越复杂,分维值越大;分析计算了分维值与微观结构参数中的孔隙度和渗透率的定量关系,可为室内实测孔渗值的校正提供参考,也为探究多孔介质的分形特征提供了一个新的角度和方法。     

基于结构特征的地震剖面二维可视化方法

针对山地高陡复杂地质构造层位倾角较大,传统的可视化渲染方法破坏了地层的连续性,影响可视化效果。提出一种基于结构特征的地震剖面二维可视化方法。首先,采用邻域加权平均滤波法对地震勘探数据做预处理,提出正切值过滤法进行特征优化选择;其次,采用一种改进的相关算法来提取最具有明显结构特征的序列;最后,以结构特征序列为约束条件,进行二维渲染,输出地震剖面的二维可视化图像。实验结果表明,该方法结构特征明显,具有更好的连续性,提高了可视化的效果。     

基于相关性分析方法的车体尺寸精度控制

围绕如何提高汽车车体尺寸精度这一核心问题进行了研究。车体装焊的复杂性决定了误差产生的多因素性，车体制造过程中产生误差的工位和主在因素是不断变化的，采用相关性分析方法从众多的误差根源中准确地发现最主要的误差源；结合工程实践，论述了车体尺寸波动的相关性分析方法的原理，根据测量点的相关性分析和车体焊接工艺的层次结构，可准确地找到产生车体尺寸误差的工位；讨论了如何利用相关系数矩阵的特征值和相应的特征向量判断尺寸波动的模式，指出测量数据的波动主要按最大特征值所对应的特征向量方式波动，引起这种波动的原因是车体误差产生的主要原因，应重点采取措施加以控制；提出了应用计算机进行相关性分析的解决方案。     

野外全风向梯度集沙仪集沙流场特性的数值分析

为认识集沙仪腔内的速度场与压强场的变化规律,以及改进野外集沙仪和防沙工程措施提供依据,本文针对兰新铁路沿线布置的普通无排气孔集沙仪和改进后的有排气孔的全风向梯度集沙仪,采用CFX数值分析程序对全风向梯度集沙仪腔内的流场(速度场、压强场)特性要素和集沙效率进行数值计算与分析,结果表明:有排气孔的集沙仪的集沙效率远大于无排气孔的集沙仪的集沙效率,改进后的全风向梯度集沙仪在不同风速下集沙率均在90%以上。