田下凝灰岩应力松弛特性及数值模拟研究

岩石应力松弛特性是预测地下工程长期稳定性的重要基础。首先,对峰前、峰值和峰后区域应变水平下田下凝灰岩进行分别加载应力松弛试验,研究松弛过程中应力变化规律,并分析了应力松弛水平随应变水平的变化规律;其次;对田下凝灰岩进行分级加载应力松弛试验,研究分级加载条件下应力的变化规律,试验结果表明,分级加载和分别加载应力松弛具有相同的规律,且峰值处、峰值后的应力松弛特与峰值前的基本相似;最后,利用基于弹簧模型的可变模量本构方程对田下凝灰岩应力松弛试验进行数值模拟,试验结果与计算结果一致性很好,表明该本构方程可以较好的描述田下凝灰岩的应力松弛特性,可以预测工程流变破坏寿命。     

丙烯酸缩水甘油酯的合成工艺改进

采用充分干燥的丙烯酸钠盐为原料和减压抽滤的后处理方法，对传统丙烯酸缩水甘油酯合成工艺进行改进。探讨了丙烯酸钠纯度、含水量、催化剂及阻聚剂品种、反应条件、减压抽滤时蒸馏压力等因素对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响。结果表明，当丙烯酸钠纯度99％以上，含水量小于0．5％，十六烷基三甲基溴化铵为催化剂，对苯二酚为阻聚剂，环氧氯丙烷与丙烯酸钠摩尔比为4．5：1，反应温度100～105℃，反应时间2．5h，减压蒸馏压力0．097MPa时，丙烯酸缩水甘油酯收率达92％以上。     

变化光照目标图像合成的球调和方法

光照是真实感绘制技术中的一个关键因素。研究了朗伯反射的球调和表示，提出了一种基于球调和函数的任意光照目标图像生成方法。该方法在给定目标基图像及其对应光照属性的基础上，通过基图像数据矩阵的奇异值分解（SVD）分离场景环境光分量、反演计算场景反射率和表面法向量等。新光照条件下绘制图像时，采用四阶球调和函数拟合入射光和朗伯反射核计算直接光照；间接光照采用分离出的基图像环境光分量拟合。实验表明：该方法能够保证绘制精确度，适合复杂光照条件下的目标图像生成。     

基于各向异性Gibbs随机场与高斯混合模型的脑MR图像分割算法

为了克服高斯混合模型(GMM)的局限性,利用 Gibbs 理论和图像结构信息构造各向异性 Gibbs 随机场,并将其引入到 GMM 框架中,完善 GMM 的分类效果,使其在克服噪声影响的同时,还能够保持细长拓扑结构区域信息以及角点区域信息.实验结果证明,文中算法可以得到较好的分类结果.     

一种光照鲁棒的图像拼接融合算法

针对传统图像拼接方法只能处理光照一致图像的问题,提出了一种对环境光照鲁棒的全景图拼接算法。该算法首先使用圆环投影来获取待拼接图像的匹配特征序列,不仅克服了传统图像特征提取方法中的区域局限性问题,而且较好地实现了光照变化的图像匹配;然后使用统计参数来调整待拼接图像的整体亮度,以解决光照变化问题;最后对于传统图像融合处理中采用线性加权函数通常引起的最终拼合图像重叠区域模糊问题,构造了包含图像梯度的能量函数,用于计算重叠区域的全局最优融合因子。实验表明,该算法对光照变化图像的拼接融合能取得满意的视觉效果。     

一种双向缩放Image Warping算法

根据映射方向的不同,传统Image Warping算法可分为正向和逆向方法。针对正向方法存在的映射出界和扩展空洞问题,以及逆向方法存在的效率瓶颈,设计了一种双向缩放Image Warping算法。新算法将传统的单向映射分解为一个逆向的视景收缩和正向的模板映射过程,仅通过调整目的图像绘制顺序和映射方向来进行改进,而避免了其他优化算法中相应的预处理步骤以及对场景本身的限制。理论和相关实验证实了双向缩放Image Warping算法的合理性和有效性。     

相关扩散方程在图像修补中的应用

图像修复是图像复原研究中的一个重要内容,可以用于旧照片中丢失信息的恢复、视频文字去除以及视频错误隐藏等。目前有很多图像修补算法对于灰度图像的修补已经取得了很好的修补效果,但存在着时间消耗大和应用到彩色图像修补中时修补效果不理想的缺点。将相关扩散方程引入到图像修补中,并进行改进,使得图像的修补效率和修补效果都得到了有效提高,而且可以很自然地应用到彩色图像修补中。大量的实验证明了该方法的有效性。     

一种基于遗传算法的脑MR图像去偏移场模型

由于磁共振图像(magnetic resonance images,MRI)常含有偏移场而影响后继图像分割,针对这种图像的分割,采用Legendre多项式基函数来拟合偏移场,可以去除偏移场对图像分割的影响。当使得恢复图像的信息熵达到最小时,则求得的偏移场最优。在求偏移场的过程中,需要求解基函数的参数,由于传统的梯度下降法易陷入局部最优,为解决此问题,提出将遗传算法引入到参数求解过程中,然而传统的遗传算法不仅时间复杂度高,且易陷入局部最优,为此需对遗传算法进行改进,使得不仅更容易得到全局最优解,且时间复杂度较低。实验证明,该改进算法可以得到精确的偏移场,并可得到准确的分割结果。     

羟基丙烯酸酯醚化甘油环缩甲醛的合成研究

合成了一种新型化合物——羟基丙烯酸酯醚化甘油环缩甲醛，该化合物具有双键官能团和活泼的亚甲基氢，可用作热固性涂料和辐射固化涂料的活性稀释剂。对该化合物的生产工艺进行了研究，确定了最佳合成条件为：n(甘油)：n(甲醛)：n(丁醇)：n(羟基丙烯酸酯)：1：1：1．2：1，催化剂对甲苯磺酸用量(以甘油计)为2g／mol，醚化温度为80～85℃，阻聚剂为2,6-叔丁基对甲酚。     

岩石广义流变柔量、模量时间依存性

地下工程中,岩体有蠕变特性和应力松弛特性,但在很多的工程实践中,岩体变形既不是纯蠕变,也不是纯应力松弛,而是随着时间的增加,应力和应变同时发生变化,表现出时间依存性变形,导致岩体最终破坏,这种现象用一般的蠕变和应力松弛很难解释清楚,它是岩石力学研究工作者所面临的一个挑战性难题。蠕变柔量由蠕变试验获得,松弛模量由应力松弛试验获得,在线性粘弹性理论中,蠕变柔量和松弛模量呈线性流变特征,两者互为倒数关系,且可相互转化,没有本质区别。但在非线性粘弹性理论中,两者关系还不明确,由应力归还控制的试验方法为研究两者关系提供了可能。利用应力归还控制的试验方法执行I类岩石和II类岩石的广义流变试验,得到不同应力水平和不同方向系数下岩石广义流变演化规律。在线弹性蠕变柔量和松弛模量定义的基础上,运用广义流变理论,探寻了广义关联应变和关联应力,并提出了广义流变柔量和模量的计算方法。对试验结果进行计算可以看出,提出的计算方法具有广义性,计算结果发现两类岩石广义流变柔量、模量与粘弹性变形相关,具有明显的时间依存性和非线性流变特征,且两类岩石广义流变柔量和模量的比值随着时间的增加逐渐减小,表明破坏前岩石刚性逐渐降低。因此,本文构建的计算方法可进一步分析岩石破坏前和破坏后刚度和塑性变形的定量关系,为研究岩石的时间效应奠定了基础,对评估地下工程的长期稳定性具有重要的意义。