基于非均质地层参数表征的颗粒流模型构建          下载免费PDF全文

夏余宏烨  孙平贺  伍新民  盛汉洋  王心龙  张绍和 《探矿工程》2021,48(S1):52-60

非均质地层参数的获取与表征方法是浅层地质体改造的重要依据。基于非均质地层的地质建模,表征具有随机不确定性和模糊不确定性的土体表观参数和物理力学参数。利用 Weibull 分布统计描述局部地层信息,并应用Diamond-Square分形插值方法,结合差分盒子维计算非均质地层分形维数,进一步合理演算整体地层参数。采用PFC3D数值模拟软件,结合马尔科夫链蒙特卡洛方法采样数据,对非均质地层块石颗粒及土颗粒进行建模。通过非均质地层模拟结果,发现其破坏过程与应力应变曲线要比均质土体复杂得多,由于块石大颗粒的含量、分布特性对土样力学性质影响显著。本文建模方法有助于非均质地层参数表征研究。  相似文献   

基于颗粒识别分析系统的碎屑流堆积物颗粒识别和统计方法研究          下载免费PDF全文

陈达  许强  郑光  彭双麒  王卓  何攀 《水文地质工程地质》2021,48(1):60-69

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙面积的参数意义,研究PCAS软件在碎屑流颗粒识别与统计中的应用,并提出了颗粒识别时这些参数的选取方法。分析结果表明:（1）PCAS能自动准确地识别碎屑流堆积物颗粒与孔隙,相比人工计数更精细,所识别堆积物各区小颗粒比重较大,0～2 m颗粒粒径各区占比都在50%以上;（2）当阈值为170（像素）时能获得精细的二值图像,颗粒与孔隙得到了准确地区分;（3）不同参数取值下获得堆积物颗粒粒径分布结果不同,碎屑流堆积物颗粒识别宜采用较大的孔喉封闭半径和较小孔隙面积,当二者比值为3/30（像素）时能更好地反应颗粒粒径分布情况;（4）PCAS具有较高的可行性,统计结果显示,各粒径含量变化趋势与人工统计相近,两种统计方法各粒径占比、分布规律基本吻合,说明利用PCAS可以实现对崩塌碎屑流颗粒粒径分布的高效便捷分析。  相似文献   

基于离散元模拟的二元颗粒柱坍塌特性研究     

崔溦  魏杰  张贵科  李宏璧 《岩土力学》2021,(1):280-290

常见的地质灾害如滑坡、泥石流、岩崩等通常都涉及不同形状的颗粒物质运动,这些形状不同的颗粒又多具有不同的尺寸和含量。基于典型的颗粒柱坍塌试验,首先根据试验方法确定了离散元模拟所需的各项参数,然后采用随机多面体方法生成了可控制长细比的大颗粒,利用离散元法就不同大颗粒含量下形态变化对二元颗粒柱坍塌特性的影响开展研究,研究结果表明:(1)利用离散元法可以较好地重现室内试验中小球和多面体组成的二元颗粒系统的颗粒柱坍塌过程;(2)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱系统中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,二元颗粒柱坍塌持续的时间随非球形大颗粒长细比的增加而增加;(3)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,在相同百分比的大颗粒含量下,大颗粒长细比的增加会提高大颗粒平均配位数以及降低颗粒的运动能力,大颗粒间形成更强的互锁作用,降低了颗粒柱的整体流动性,使其最终堆积高度更高、最大跑出距离更短以及更小的归一化动能峰值。(4)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,小颗粒可以较为明显降低大颗粒间摩擦及互锁作用,增加流动性,降低大骨料形态对坍塌过程的影响。  相似文献   

双雷达风场反演拼图在登陆台风“莫兰蒂”(1614)强降水精细预报中的同化应用试验   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

王叶红  赵玉春  罗昌荣  韩颂雨 《气象学报》2019,77(4):617-644

利用福建龙岩、漳州、泉州新一代多普勒天气雷达和厦门海沧双偏振雷达探测资料,采用动态地球坐标系下双雷达三维风场反演与拼图技术,基于天气研究和预报模式（Weather Research and Forecasting,WRF）及其资料同化系统,对登陆台风“莫兰蒂”（1614）引起的2016年9月14—15日福建强降水过程进行了双雷达风场反演拼图资料检验及其三维变分同化对强降水精细预报影响的数值试验,结果发现:（1）动态地球坐标系下双雷达反演风场能合理反映实际风场分布状况,其误差相对较小。相较厦门翔安风廓线雷达及厦门探空秒级测风数据,反演风风向（风速）平均绝对误差分别为7.8°（2.6 m/s）及3.4°（1.1 m/s）;（2）反演风场水平方向稀疏化对同化及预报结果极为重要,过密的反演风场资料会给同化及预报结果带来负效果。文中采用18、6、2 km 3重嵌套,在3重嵌套区域均进行同化以及仅在2 km区域进行同化两种情况下,均表现为当反演风场资料水平分辨率提高到0.1°时,同化分析及预报的台风环流开始受到负影响;且当反演风场资料水平分辨率越高时,负效果越明显。敏感性试验结果显示,分辨率取0.2°时数值预报效果最好;（3）以美国国家环境预报中心全球预报系统（National Centers for Environmental Prediction/Global Forecast System,NCEP/GFS）0.5°×0.5°分析场为初值,基于3个不同起报时刻（2016年9月14日14时、20时及15日02时）（北京时,下同）模拟的福建省境内台风内核雨带和螺旋雨带逐时演变、台风路径与强度、逐时降水TS评分和空间相关差异显著,其中14日14时起报试验效果最好;而14日20时起报试验效果最差,这与该试验初始台风大风轴风速明显偏大有关;（4）在上述3个不同起报时刻试验基础上,分别增加双雷达反演风场资料的三维变分同化后,福建境内地面风场和台风内核雨带、螺旋雨带逐时分布、逐时降水TS评分和空间相关、台风环流结构以及U、V风垂直廓线分布均有明显改善,最大正影响时效可达24 h;但仅对1—6 h时效内台风路径有改善。   相似文献   

砂样图像岩屑自动分割提取方法          下载免费PDF全文

夏文鹤  唐印东  李皋  韩玉娇  林永学  吴雄军  石祥超 《岩石矿物学杂志》2023,42(6):894-906

通过将砂样图像进行单颗粒分割,识别砂样成分,可显著提高砂样岩性分析的准确性和效率。现有的砂样图像分割方法主要以传统分水岭算法和卷积神经网络为主,但由于对单颗粒岩屑轮廓细节提取不足,误分割率高。本文提出一种以图像融合算法为桥梁,将卷积神经网络和分水岭算法相结合的单颗粒图像分割提取方法。首先利用改进的Mask R-CNN网络快速分割砂样原图,获得其初分割图像;然后,将初分割图像与砂样原图进行融合,再使用改进的分水岭算法对融合结果进行分割;最后,利用砂样原图坐标点匹配方法,将分水岭分割得到的结果图像进行修正,完成单颗粒岩屑图像提取。实验结果表明,本文的单颗粒自动分割提取方法准确率高达96.77%,且模型更轻量和精准,为岩屑图像分割提供了一种可行且有效的方法,可满足有效测算油藏层构造变化、查找潜在沉积物源及储层动态变化的需求。  相似文献   

Estimate of heavy metals in soil and streams using combined geochemistry and field spectroscopy in Wan-sheng mining area,Chongqing, China     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2015

Heavy metals contaminated soils and water will become a major environmental issue in the mining areas. This paper intends to use field hyper-spectra to estimate the heavy metals in the soil and water in Wan-sheng mining area in Chongqing. With analyzing the spectra of soil and water, the spectral features deriving from the spectral of the soils and water can be found to build the models between these features and the contents of Al, Cu and Cr in the soil and water by using the Stepwise Multiple Linear Regression (SMLR). The spectral features of Al are: 480 nm, 500 nm, 565 nm, 610 nm, 680 nm, 750 nm, 1000 nm, 1430 nm, 1755 nm, 1887 nm, 1920 nm, 1950 nm, 2210 nm, 2260 nm; The spectral features of Cu are: 480 nm, 500 nm, 610 nm, 750 nm, 860 nm, 1300 nm, 1430 nm, 1920 nm, 2150 nm, 2260 nm; And the spectral features of Cr are: 480 nm, 500 nm, 610 nm, 715 nm, 750 nm, 860 nm, 1300 nm, 1430 nm, 1755 nm, 1920 nm, 1950 nm. With these features, the best models to estimate the heavy metals in the study area were built according to the maximal R². The R² of the models of estimating Al, Cu and Cr in the soil and water are 0.813, 0.638, 0.604 and 0.742, 0.584, 0.513 respectively. And the gradient maps of these three types of heavy metals’ concentrations can be created by using the Inverse distance weighted (IDW).The gradient maps indicate that the heavy metals in the soil have similar patterns, but in the North-west of the streams in the study area, the contents are of great differences. These results show that it is feasible to predict contaminated heavy metals in the soils and streams due to mining activities by using the rapid and cost-effective field spectroscopy.  相似文献   

应用重力场模型GL1500E和LLR天平动参数估算月核大小及其组成     

钟振  张腾  段炼  李毅  朱化强 《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(2)

针对月核大小及密度估计问题,利用高分辨率重力场模型GL1500E的二阶位系数和LLR(lunar laser ranging)天平动参数,考虑月核分层为外核和内核的情况,结合非线性粒子群优化算法,对月核大小和组成进行了估计。大批量的统计结果表明,大概率分布的外核半径rc1约为469 km,内核半径rc2约为303 km,外核密度ρc1约为4613 kg/m3,内核密度ρc2约为7004 kg/m3,月幔密度ρm约为3340 kg/m3。月幔密度非常接近地质研究结果3360 kg/m3,内外核半径与近期其他研究结果相近,估算的月核大小与密度组成具有一定的参考价值。若月核由纯铁和硫化亚铁组成,则研究表明,内核大部分由纯铁组成,外核大部分由硫化亚铁组成。  相似文献   

海底爆破振动强度衰减规律及中华白海豚保护措施研究     

费鸿禄  关福晨  包士杰  肖绍青 《海洋通报》2019,38(4):405-414

为确保海底爆破施工所诱发的振动不对中华白海豚造成危害,基于量纲分析法对萨道夫斯基经验公式进行修正,建立适用于预测海底爆破质点峰值振动速度的相似准数方程。在此基础上根据现场试验数据进行非线性回归运算,得到相关参数并分析了海底爆破振动强度衰减规律。分析表明:海底爆破质点峰值振速主要由单段装药量、监测点距爆心水平距离、覆盖层厚度及海水深度等因素决定。将参数值分别代入萨氏公式及新建公式计算预测值并进行误差估计,其平均误差分别为20.3%和10.0%,新建公式提高了对质点振速预测的准确性。利用新建公式及超压内安全振速估算保护中华白海豚的安全距离并提出相应的保护措施,为同类工程施工提供理论参考依据。  相似文献   

长条状粗颗粒在垂直管路中最小输送速度试验研究     

符瑜  肖红  夏建新 《海洋工程》2019,37(4):63-69

随着陆地金属资源的日益枯竭,深海矿产资源已经成为各国的重要战略目标。在深海采矿过程中,海底锰结核的形状除了圆球状,还有长条状等,颗粒形状对固液两相流管道输送特性具有很大影响。基于固液两相流垂直管道提升输送试验系统,探究不同工况下长条状颗粒在垂直上升流中最小输送速度的变化规律及特性,并得到了长条状群体颗粒最小输送速度计算公式。结果表明:长条状颗粒在垂直管道中上升过程中,颗粒中心轴与输送方向趋向于垂直,使颗粒在管道截面的投影面积最大化;长条状单颗粒的最小输送速度随着颗粒长径比增大而减小;在不同长径比工况下,随着管段颗粒平均浓度减小,长条状群体颗粒的最小输送速度均增大,且随着长径比增大,群最小输送速度减小。  相似文献   

Evaluation of a simple,inexpensive, in situ sampler for measuring time‐weighted average concentrations of suspended sediment in rivers and streams     

Nicholas J.C. Doriean  Peter R. Teasdale  David T. Welsh  Andrew P. Brooks  William W. Bennett 《水文研究》2019,33(5):678-686

The accurate measurement of suspended sediment (<200 μm) in aquatic environments is essential to understand and effectively manage changes to sediment, nutrient, and contaminant concentrations on both temporal and spatial scales. Commonly used sampling techniques for suspended sediment either lack the ability to accurately measure sediment concentration (e.g., passive sediment samplers) or are too expensive to deploy in sufficient number to provide landscape‐scale information (e.g., automated discrete samplers). Here, we evaluate a time‐integrated suspended sediment sampling technique, the pumped active suspended sediment (PASS) sampler, which collects a sample that can be used for the accurate measurement of time‐weighted average (TWA) suspended sediment concentration and sediment particle size distribution. The sampler was evaluated against an established passive time‐integrated suspended sediment sampling technique (i.e., Phillips sampler) and the standard discrete sampling method (i.e., manual discrete sampling). The PASS sampler collected a sample representative of TWA suspended sediment concentration and particle size distribution of a control sediment under laboratory conditions. Field application of the PASS sampler showed that it collected a representative TWA suspended sediment concentration and particle size distribution during high flow events in an urban stream. The particle size distribution of sediment collected by the PASS and Phillips samplers were comparable and the TWA suspended sediment concentration of the samples collected using the PASS and discrete sampling techniques agreed well, differing by only 4% and 6% for two different high flow events. We should note that the current configuration of the PASS sampler does not provide a flow‐weighted measurement and, therefore, is not suitable for the determination of sediment loads. The PASS sampler is a simple, inexpensive, and robust in situ sampling technique for the accurate measurement of TWA suspended sediment concentration and particle size distribution.  相似文献