干、湿沙层对岩石受力微波辐射影响的实验对比

在天空冷背景下,通过实验模拟卫星对地观测,研究盖层对岩石受力过程中微波辐射的影响规律及影响机理.实验以花岗岩及覆被干、湿沙层为例,采用卧式压力机和C波段微波辐射计对岩石受力过程中松散盖层对辐射变化的影响规律进行观测.实验结果表明:花岗岩弹性变形阶段的微波辐射变化与载荷具有很好的同步性,相关系数达0.94,微波亮温变化量为0.015K/MPa.当岩石观测面铺设2.5cm厚的干沙层或湿(含水)沙层时,其对受力岩石微波辐射影响存在差异:1) 干沙层对岩石受力过程中的微波辐射变化量无显著影响;2) 含水沙层显著削弱了微波辐射计所接收到的岩石中由力引起的微波辐射变化信号.     

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.     

岩石破裂前红外热像的时空演化特征

以花岗闪长岩和大理岩试件单轴加载红外观测实验为例,对岩石破裂前红外热像的时空演化特征进行了分析.结果表明:岩石在塑性变形阶段随着微破裂的产生出现热像空间分异现象,表现为在未来剪性破裂位置出现高温异常条带,且高温异常条带之间的区域出现低温辐射异常,这种热像异常特征是岩石宏观破裂的早期红外前兆.而临失稳前热像整体表现出的短暂降温是岩石宏观破裂的晚期红外前兆.两种红外前兆的出现及其空间特征与岩石破裂形式及应力场分布格局有密切关系.     

海冰微波辐射特征的研究

本文给出了海冰介电常数的理论模型和海冰分层辐射理论模型，并用计算机编程计算了两种理论模型。从实验角度，本文给出了测量数据的曲线拟合方法，并着手建立了海冰测厚的计算机自动监测系统。     

典型岩石单轴压缩变形及声发射特性试验研究

声发射是岩石在受力变形和破裂过程中的重要物理现象,也是反映岩石力学特性的一个直接参量.通过对某矿山矽卡岩、石英闪长岩、蛇纹岩和粉砂岩单轴应力-应变全过程变形特性和全过程声发射特征研究,并作了对应分析,结果表明岩石的变形速率与岩石声发射事件出现的频率有较好的对应性.     

微波照射下岩石损伤CT试验研究

为了进一步研究微波照射下岩石内部损伤演化过程,分析微波照射下岩石内部裂纹产生及延伸情况,完善岩石强度劣化机理,采用CT技术对微波照射后不同产地2种花岗岩试件进行扫描,并计算其损伤变量,探讨不同产地2种花岗岩内部矿物成分对微波照射岩石损伤的影响,最后对平山县花岗岩不同含水率试件经微波照射后进行抗剪切试验。结果表明:通过CT探伤设备从细观分析可知,微波照射下岩石损伤是由岩石试件中“危险区域”内吸波矿物引起; 不同产地的花岗岩,引发岩石损伤的“危险区域”不同; 微波照射下岩石内部裂纹是由局部产生并延续扩展整个岩体试件,岩石强度下降是由吸波点劣化,其特性急剧衰变引起; 花岗岩矿物成分中黑云母、角闪石介电常数较大,是主要的吸波矿物; 岩石含水率的增加在微波照射下能加大岩石损伤程度,降低岩石抗剪切强度。CT技术对微波照射下研究岩石裂纹损伤及演化提供了一种细观的分析过程。     

三轴受力状态下岩石损伤扩展力学特性研究

将先进的计算机层析 (CT)技术应用于岩石损伤扩展特性研究 ,对岩石在三轴受力状态下损伤扩展力学特性进行即时CT扫描。文后对三轴受力状态下岩石损伤扩展本构关系进行了简单地分析     

岩石材料力学相似性定量评价方法研究

材料的相似度是物理模拟实验的关键因素,分析两种定量化评价方法。提出一种基于应力-应变曲线的岩石材料力学相似性定量评价法,由应力-应变曲线评价、基于应力-应变曲线的π值评价和综合评价3部分组成。通过综合评价指标描述相似程度。结果表明:评价内容应包含材料参数两个方面的特性,即相似材料参数理论值与实际值的近似度和相似材料参数满足无量纲数的情况。验证了所提出的方法在构造变形与烃类充注一体化物理模拟中的准确性和实用性。     

基于Landsat TM的西安市城市热岛效应研究

在全球高速城市化的背景下,城市热岛被认为是主导整个城市环境的要素之一,在城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面已产生深远影响.笔者利用Landsat TM影像对西安市热岛情况和城区土地覆被进行解译,得到西安市土地利用图和热岛相对强度空间分布图,并研究分析了城市热岛同城市土地覆被之间的关系.土地覆被类型亮温分布由高到低依次是：商业和工业用地、未利用地、居民住宅用地、绿地、水体;亮温与NDVI有良好的反相关关系.通过对西安热环境的研究揭示了城市空间结构和城市规模的发展变化,有助于引导西安市的可持续发展,提高人居环境质量,为城市综合评价和生态环境建设提供依据.     

利用Himawari-8卫星红外图像反演降雨

利用静止气象卫星Himawari-8的红外图像数据, 结合全球降雨测量计划的降水产品2AGPROFGMI, 通过将匹配的红外亮温和亮温差数据点与近地面雨强数据点一一对应, 使二者之间建立联系。利用静止气象卫星通道多的优点, 进一步建立多个以红外亮温(BT)、亮温差(BTD)以及近地面雨强为参数的二维和三维雨强查算表。通过反演试验, 找到能够较好地识别不同等级降雨强度的查算表, 其中三维查算表(BT10.4, BTD12.4-10.4, BTD6.2-7.3)对降雨事件表现出较高的检测概率(POD=0.8817)和较低的错判率(FAR=0.4042), 可以较好地判识降雨区域。     

水体悬浮泥沙动态监测的遥感反演模型对比分析——以鄱阳湖为例

水体泥沙是进行水环境监测及研究与泥沙输移有关的侵蚀、沉积过程所带来的灾害问题的关键因素,实现悬浮泥沙遥感定量动态监测的关键在于建立合适的反演模型。采用实测光谱模拟TM/ETM 和MERIS数据,对比分析了单波段和波段比值遥感因子构建的5种常用的经验半经验模型。结果表明,以MERIS第7波段遥感反射率为遥感因子建立的对数模型最适宜鄱阳湖地区悬浮泥沙的动态监测。     

内蒙古中东部沙尘源解析

利用MODIS 1、4、3波段彩色合成影像结合31、32波段亮度温度差进行沙尘识别和信息提取,并通过叠置分析对内蒙古中东部沙尘源下垫面进行了判识。研究发现内蒙古中东部沙尘源区主要为草原区农用地和自然植被的镶嵌区、稀疏植被和灌丛区;同时干涸的湖泊也是重要的沙尘点源;由此可以推断在内蒙古中东部,人类活动对于沙尘的暴发负有重要责任。     

地基云观测技术及装备研究进展

本文综述了气象观测中地基云观测技术及装备现状,根据地基云观测技术原理及实现方法的不同,将已有的地基云观测技术归纳为激光雷达云测量、微波雷达云测量和全天空云成像测量技术。对每个类中的主要方法技术、装备原理及特点进行了具体分析和归纳,最后给出了地基云观测方法及装备研究进展及存在的问题,并对未来研究方向及趋势进行了预计。