虚拟膝关节镜手术中游离体实时模拟技术研究

针对游离体摘除手术的特点,在分析游离体的生理环境和受力特点的基础上,建立了虚拟游离体的动力学微分方程及其数值求解方法;为在虚拟关节镜手术中更加真实的模拟游离体摘除手术提供了有效方案.通过计算游离体运动状态,建立了仿真系统的控制流程和数值计算算法.在实时模拟的计算过程中,根据游离体的碰撞情况、速度、当前受力的状态,选择中点插值法或欧拉法插值的数值计算方法,保证游离体的运动状态的连续性.最后利用该方法在glut窗口系统下建立了基于数据手套的膝体游离体摘除仿真交互系统,达到了预期的模拟效果.     

道路碎石垫层异常缺陷的探地雷达响应特征

采用探地雷达技术探测碎石垫层异常,研究碎石垫层脱落、碎石垫层层间具有密实-疏松界面、碎石垫层厚度变化及碎石垫层由松散块石充填4种异常的探地雷达响应特征。时域剖面评价、钻探资料验证、典型单道波形时域及频谱对比分析表明:碎石垫层脱落表现为同相轴的缺失,碎石垫层层间弱反射的反相性,谱能量分布在整个频率范围,且在550~800MHz出现较强信号;碎石垫层间存在密实-疏松界面表现为碎石垫层层间存在同相轴,谱能量集中在中低频区,能量峰较多;碎石垫层厚度变化表现为上下界面反射波时间差的大小(同相轴的上凸或下拉);碎石垫层由松散块石充填表现为强振幅复合波(同相轴杂乱,具有小绕射弧),谱能量峰叠加严重,峰值较大。     

松约束模型运输问题的一种解法

文中以紧约束模型运输问题的最优解为基础,给出了一种解具有一次终止性的求解松约束模型运输问题最优解的计算方法。     

汶川地震灾区松散土体岩土特性研究

汶川地震灾区地震诱发了巨量的松散固体物质,呈非均质、欠固结、空间结构复杂,岩土特性具有特殊性。以都江堰虹口深溪村锅圈岩沟为例,在地震诱发滑坡遥感解译的基础上,通过原位渗透、直剪和三轴实验,系统研究了汶川地震灾区松散土体的岩土力学特性。地震诱发的滑坡堆积体主要分布在源区坡度≥30°的区域,平均堆积厚度约为15 m,储量达20×10~4m~3。渗透实验表明,松散土体初始和稳定入渗率均较大,主要与其大空隙、大裂隙、欠固结等特性有关;此外存在内部侵蚀、细颗粒迁移现象。直剪实验中松散土体黏聚力和内摩擦角随黏粒含量增加而增加、但随含水率呈先增大后减小的趋势。三轴实验结果表明,应力随应变的增加而增加;且在不同含水率条件下增长速率不同。围压越小,剪应力达到峰值引起的土体应变越小,土体越易破坏。孔隙水压力随应力和应变的增加而增加,土体破坏后,孔隙水压迅速降低,之后随着应力和应变的增大,孔隙水压力呈现回升。研究成果可以为锅圈岩沟泥石流致灾机理、预警阈值、防治工程关键参数设计等提供科学依据。     

巷道煤体漏风规律研究

在分析缩放开采条件下巷道煤体所处环境的基础上，通过对巷道松散煤体中漏风风流的流态、渗透系数、漏风动力等关键因素的分析研究，探讨了巷道煤体的漏风规律，推导出了巷道松散煤体的渗透系数的表达式，漏风强度、风压梯度与空隙率之间的关系式，以及总体漏风强度的表达式，研究结果表明，巷道松散煤体中的漏风流态为层流，其漏风动力主要由风流沿巷道的压力降、巷道煤柱两侧的压力差、热力风压、巷道起伏引起的动压差和巷道风流的位压差构成。为研究巷道煤体自燃规律及防潮技术提供了一定的理论基础，具有重大的现实意义。     

一端固支一端铰支二跨梁屈曲的临界压力

推导出了一端固支一端铰支二跨梁在轴向载荷作用下的临界压力表达式 ,得出了等跨度情况下具体的临界压力计算式。在理论上回答了连续梁临界压力的计算问题 ,具有一定的指导意义。     

土石坝松散体模型材料研究的新进展

符合相似准则的松散体模型材料的研制成功使土石坝全断面或整体模型试验比较容易实现,取得的成果可供实用。在松散体模型试验中,不仅可以考虑土石变形的非线性,而且可以实现渗流,地震荷载亦可作为体积力处理。该材料还可用来制作离心机模型试验中符合相似准则的堆石坝体模型材料。     

地震影响下彭州湔江沿岸植被重金属富集特征

强烈地震重新塑造了地震区域河流原有地貌形态,进而影响原有生态环境过程。以2008年5·12汶川地震为例,对汶川震后彭州市境内湔江沿岸新旧河岸带的8种植物进行了采样,并分析了植物中Mn、Cr、Pb浓度分布情况。结果表明,新旧河段植物中Mn的最低、最高和平均含量之比值分别为1.26、2.48和2.88,Cr为2.99、2.12和2.49,Pb为1.02、1.21和0.67;对应土壤中Mn为1.38、1.97和2.15,Cr为2.83、1.36和1.55,Pb为0.84、1.18和1.09;植物对土壤重金属的富集存在种间差异,同种植物不同器官重金属富集能力亦有较显著不同;沿河流流向,上下游河段植物重金属浓度总体递减不明显,但在调查区末端有较明显降低。研究表明,地震活动向地表导入了大量新的松散物质,有增加释放重金属的趋势,由此促进了当地河岸带植被对重金属的吸收量,存在潜在生态危害。建议对此给予持续跟踪监测。     

低透气性煤层长钻孔爆破增透技术

为改善高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放效果,提高煤层瓦斯渗透性,以新安煤矿八号煤层为例,应用长钻孔爆破技术对煤层进行松动控制爆破,运用ANSYS/LS-DYNA软件模拟控制孔对煤岩裂隙区的影响过程。结果表明：合理布置控制孔可以增加裂隙区的范围,提高松动爆破的卸压和瓦斯排放效果。当不耦合系数为1.5、控制孔距爆破孔2 m时,裂隙区的范围约为爆破孔径的25倍。     

高原水库松散坝基防渗方案设计

对高原水库松散坝基的渗漏问题调查研究,开展松散坝基土体天然及击实情况下渗透-淤堵试验研究,得出添加淤堵材料可有效提高水力梯度,降低土体的渗透系数。结合渗透-淤堵试验结果,建立高原水库松散坝基防渗模拟方案,对无防渗、长度分别为70m、140m、175m、210m的水平铺盖、淤堵、击实及击实淤堵八种方案的渗漏量、坝基等势线分布、坝基水头值、流速值等分析,得出水平铺盖虽可减少坝基渗漏量,但投资较高;淤堵可减缓坝基的渗漏现象,但不能根本解决坝基渗漏问题,击实淤堵可将防渗效果和减小投资兼具,推荐击实淤堵为最优防渗方案。以上试验及模拟工作可为该类松散坝基防渗减渗工作提供依据。