蠕变作用下埋深对结构受荷特征影响分析——以广佛环线东环隧道工程为例

为研究在围岩蠕变作用下不同埋深软岩盾构隧道管片结构的受荷特性,以广佛环线东环隧道工程为背景,利用FLAC~(3D)(fast lagrangian analysis of continua in 3 dimensions)有限差分软件建立了数值分析模型,采用改进的黏弹塑性蠕变本构(burgers-creep viscoplastic model, CVISC),分析了埋深对管片的位移、内力及与围岩的接触压力影响。结果表明:隧道初期开挖之后,顶部围岩沉降,底部发生隆起,考虑围岩蠕变效应后,管片衬砌发生整体沉降,隧道埋深越大,管片体整体沉降越发显著;随隧道埋深的增大,弯矩、轴力与接触压力均逐渐增大。围岩未考虑加速蠕变下,蠕变过程中管片衬砌的内力和接触压力的变化规律基本相同,有衰减蠕变和稳定蠕变两个阶段。     

根据AVO响应识别不同流体类型的方法

 根据AVO的响应分类进行储层预测是目前油气勘探中最基础有效的油气勘探方法,但在实际应用中依然存在诸多问题,成功和失败的案例很多。主要原因是影响AVO响应的因素较多,例如岩性、物性、流体性质、成岩作用、地层压力、埋深等。本文以西非海域探井实际测得的物性参数为依据,设计了多个可能的岩石物理模型,并进行正演,归纳和总结了不同流体条件下,AVO响应随埋深的变化特征。指出了浅层由含水砂岩造成的“亮点”与含油气砂岩在AVO响应特征的不同,对经典AVO分类在该地区的应用做了补充,并给出了该区AVO分类有效应用的经验深度范围。     

一种基于亮度和深度信息的实时景深渲染算法

在研究透镜成像模型与针孔成像模型的基础上,提出了一种基于亮度和深度信息的实时景深渲染算法,首次把景深渲染应用到增强现实系统。使用OpenGL和Visual Studio2008实现整个算法。通过建立三维空间坐标系,实时追踪和获取真实场景深度信息,把生成虚拟物体融入到真实场景中。随后,依据亮度信息对虚实融合场景进行模糊处理。最后进行图像融合,把模拟的景深效果输出到屏幕。实验结果表明,新算法更接近于真实摄像机拍摄的景深效果图,适用于增强现实系统。     

Kinect深度图像快速修复算法

深度提取是基于“纹理+深度”自由立体视频系统的关键技术,而立体视频实际应用系统需要高效快速的深度图提取.提出一种针对Kinect提取深度图的快速修复算法.首先,对Kinect提取的彩色纹理图和深度图进行对齐裁剪,并采用背景填充算法对裁剪后的深度图进行初步修复;然后,对初步修复后的深度图进行基于颜色匹配的快速修复,得到质量较好的可用深度图.实验结果表明,本算法能有效修复原始深度图中由于遮挡而引起的空洞,获取的深度图整体平滑度好、边缘清晰;在普通PC机上达到25~30 帧/s的处理帧率,实现了深度图的实时提取.     

大采深沿空掘巷煤柱尺寸的数值模拟

 为确定适合大采深回采巷道的合理煤柱尺寸,采用数值计算的方法,对留设不同宽度的煤柱进行模拟,分别从巷道围岩的应力分布、变形量及塑性破坏区对煤柱的稳定性进行比较分析.结果表明,煤柱内部应力峰值的分布是确定沿空掘巷窄煤柱的合理宽度重要参考依据,留设的煤柱尺寸应尽量避免应力峰值过高,当煤柱宽度为6—8m时,煤柱所承受的应力峰值不大,顶底板与两帮的位移量较小,此时煤柱较为稳定,便于巷道维护和回采率的提高,同时对煤矿生产安全性给予了保障.本方法的应用对沿空掘巷窄煤柱合理尺寸的确定具有一定的参考价值.     

巨厚砾岩下开采地表沉陷预计模型的改进

为了探究巨厚砾岩下开采的地表沉陷规律,结合关键层理论,通过数值模拟从垂直应力、塑性区、垂直位移3个方面分析覆岩内部稳定性及造成地表倾向下沉曲线偏态的原因,基于概率积分法,建立改进的地表沉陷预计模型。结果表明:关键层初次破断距为291 m,周期破断距为281 m;悬力臂是造成下沉曲线偏态的主要原因;相对于经典的概率积分沉陷预计模型,改进的地表沉陷预计模型相对误差减小114%。可见在巨厚砾岩层下开采地表沉陷预计中,改进的地表沉降预计模型具有较高的准确度和适用性。     

生态水力半径法改进及其在青海湖流域的应用

 保障河流生态需水是实现流域水资源可持续利用的重要基础。本文在综合考虑水生生物对于河流水深要求以及生态需水年际差异的基础上,对传统生态水力半径法进行了改进,并以青海湖裸鲤为指示生物研究了青海湖流域两条主要河流（布哈河、沙柳河）的生态需水特征。结果表明：（1） 改进生态水力半径法计算结果较为合理并可以满足维持河流基本生态功能的需要,不考虑年际差异的生态需水计算结果将被显著高估;（2） 1958-2009年布哈河和沙柳河年生态需水量多年平均分别介于1.45×108-2.64×10⁸、1.26×10⁸-1.85×10⁸m³;（3） 布哈河和沙柳河4-5月生态缺水量多年平均分别为0.29×10⁸、0.21×10⁸m³。因此,改进生态水力半径法是计算河流生态需水的一种新型有效方法。     

基于Kinect的机器人臂手系统的目标抓取

为了实现机器人臂手系统的目标抓取, 采用Kinect对目标信息进行实时检测. 首先,采用张正友棋盘标定法完成对Kinect内外参数的标定. 其次, 利用深度信息进行深度分割, 滤除大部分干扰背景, 再通过颜色与形状特征实现目标的识别与定位. 将识别对象的3维坐标通过以太网发送至机械臂控制台, 随后机械臂移动至目标位置. 最后采用变积分PID算法控制灵巧手接触力, 保证响应的快速性及精密性, 实现灵巧手的精细抓取. 通过设计一套完整的实验系统验证了该方法的有效性.     

基于螺旋平行线与TDR的地面塌陷变形测量技术研究

简述了当前对地面塌陷测量技术的缺陷并提出一种新型的测量方法。说明了螺旋平行线的结构并对其电路特性进行了分析推导,得出其特性阻抗随拉伸变形增大而增大,且介电常数对其特性阻抗影响较小的结论。说明了结合螺旋平行线的TDR方法可应用于地面塌陷的测量,拉伸变形量反映地面塌陷程度,反射信号的波峰对应的位置即为地面塌陷变形的位置。最后通过室内实验,并结合UVE-PLS的数学模型建立了螺旋平行线拉伸变形量与反射信号值的数学关系,并得到了较准确的预测结果。     

电子磁流体模型及Biermann电池效应和位移电流效应

电子磁流体（Electron Magnetohydrodynamics,EMHD）理论在空间、天体等离子体物理以及纯电子等离子体物理领域,特别是磁场的产生、磁力线的重联等重要物理现象的研究中有广泛应用．近年来对一些空间、天体物理过程的实验室模拟以及相关的激光等离子体物理与高能量密度物理的研究中,等离子体物理过程的快尺度时空演化导致位移电流效应、Biermann电池效应等对电子磁流体模型的一些基本假设产生重要的修正．本文在讨论分析电子磁流体理论模型主要近似的基础上,研究了Biermann电池效应与位移电流引起的效应,并进一步讨论了这一些效应对一些重要等离子体物理过程的影响．