微观尺度海相页岩储层微观非均质性研究

以重庆龙马溪组下部及五峰组页岩储层为例,运用场发射扫描电镜、高倍显微镜、高压压汞和XRD等实验技术手段,重点观测分析两组海相页岩储层样品在微观尺度、尤其是纳米尺度下的非均质特征,并讨论矿物组分及孔隙、裂隙发育等非均质特征对页岩气富集、储存、运移的控制机理.提出了"页岩储层微观非均质控气"理论,认为在微观尺度下,非均质性是页岩储层的重要特性,影响了微观储集空间类型与分布特征、气体赋存方式以及气体释放能力等页岩储层物性关键参数.研究结果表明:样品在微观尺度下,矿物组分的分布与相对数量,孔隙及微裂隙的类型、分布、孔径、形态等均具有较显著的非均质性;孔隙-微裂隙-裂缝网络系统提供了储集—渗流—释放的空间和通道,纳米孔隙、微裂隙的发育特征是网络系统非均质性的重要控制因素.脆性矿物含量所占比例高于40%、孔隙-微裂隙发育且配置关系好的页岩储层物性好,勘探开发潜力大.     

基于声发射事件b值变化规律的岩石破坏前兆识别及其局限性

利用多道声发射采集系统记录了不同岩性的岩石试件变形破坏过程中的AE全波形,由扫描算法求得试件变形全过程的声发射b值动态曲线.声发射b值在岩石加载前期和中期阶段b值总体呈上升趋势,上升过程中有不同程度和次数的起伏,到岩石接近破坏时,b值迅速降低.但是,声发射b值的下降并不一定代表岩石即将失稳破坏,仅依靠声发射频率和强度参数并不能完整准确地反演岩石内部结构,也不能实现对岩石失稳破坏的预测预报.岩体的动力失稳破坏的机理异常复杂,要实现准确的预测预报,应对声发射信号所包含的信息进一步挖掘,并对比分析其它岩石状态参数的变化规律.     

基于动态演化的深层页岩裂缝延伸规律研究

由于埋深、应力环境、力学性质等的显著变化,深层页岩较中浅层页岩缝网形态发生了明显变化。针对深层页岩储层特点,结合利用DFN计算模型和Kaiser声发射-莫尔库伦圆室内试验,通过多因素分析,研究了深层页岩不同阶段裂缝起裂及延伸扩展的形态,并以此为基础,揭示了深层页岩裂缝系统形成过程中,各主要阶段的动态演化规律,即:主干裂缝→分支裂缝→微裂缝的变化过程。根据不同阶段裂缝特征,制定合理的压裂工艺,对于提高深层页岩改造效果具有重要指导作用。     

泥页岩水化对岩石力学强度的影响

泥页岩经过水溶液浸泡,会因水化作用而膨胀,造成抗压强度、黏聚力、岩石强度及井壁稳定性下降,进而引起井壁失稳问题。进行单轴抗压试验和单轴抗拉试验,在不同离子类型及浓度的水溶液条件下,研究泥页岩的弹性模量、泊松比、破裂时的最大载荷值以及部分岩心的抗拉强度的变化趋势。实验结果表明在相同的试验条件下,泥页岩水化程度与钻井液类型有关,氯化钾钻井液对泥页岩的抑制作用最好。     

单轴压缩下石灰岩声发射主频特征

为探究石灰岩破裂失稳前兆,对岩土工程岩土破裂事故进行预警预测.以石灰岩单轴压缩声发射试验为基础,分析了整个石灰岩破坏过程声发射的频谱特征及时域主频.研究发现,石灰岩声发射波形存在2个主要频带,主要集中在15～75 kHz和125～175 kHz频段内;整个破坏过程中声发射频谱具有以下特征：主频幅值呈增大趋势,声发射谱的峰值形状存在单峰和双峰,单峰试件破坏强度更大;石灰岩破坏前,中频域主频信号明显增多,高频域主频出现密集分布.这些变化可作为石灰岩破裂失稳发生的特征指标,可用于石灰岩破裂失稳事件的预测预警.     

三轴应力下含交叉裂缝页岩的力学特性及破坏模式数值模拟

为研究交叉裂缝对深层页岩力学特性及破坏模式的影响,更好地了解在高温高压耦合作用下含交叉裂缝页岩的损伤演化规律,建立了15组含不同倾角交叉裂缝页岩模型,并对页岩试件的应力-应变关系、损伤演化及声发射特征进行了模拟实验。结果表明,页岩的抗压强度和弹性模量与主裂缝倾角整体呈负相关,并随次裂缝倾角的增大呈上凹的变化趋势;当页岩中存在垂直或接近垂直于加载方向的裂缝时,其抗压强度显著下降;页岩试件的破坏模式在交叉裂缝影响下主要分为“X”形破坏、斜“N”形破坏、斜“W”形破坏、倒“V”形破坏、沿主裂缝贯穿破坏、“V”形破坏与“λ”形破坏;页岩试件的分形维数与主裂缝倾角整体呈负相关,随着主裂缝倾角的减小,分形维数整体趋于增大,相应的试件破坏模式更复杂,内部损伤更剧烈。     

岩石材料破裂过程中声发射信号的应力状态及能量演化研究

岩石受载破裂过程中能量不断积累和释放,而岩石材料非均质性等细观组构特征对其破裂产生的声发射具有显著影响.通过岩石力学试验建立不同非均质、非均匀岩石强度和能量参数的评价方法,分析了不同非均质性岩石的声发射特征与应力状态和能量水平之间的关系.研究表明：岩石在不同应力阶段有不同强度的成分发生破裂,不同应力水平所产生的声发射信号由不同成分的破裂所致;岩石破裂损伤后,剩余能量与总能量、能量降有关,声发射监测到的弹性波能量是能量降的一部分,此能量降与应力状态及材料特性有关;将粉砂岩细分为均质且均匀、不均质而均匀、不均质且不均匀三类,不同非均质、非均匀程度的岩石在不同应力状态下破裂及能量释放情况不同,其中均质且均匀的岩石强度和蓄能水平最高.建立的基于声发射的应力状态和能量水平判别理论可应用于工程中微震监测数据分析,为识别矿山开采过程中区域煤岩体临界状态与超前预警提供了理论基础.     

不同法向应力条件下页岩的各向异性剪切破断行为研究（英文）

为深入研究典型页岩在高法向压力条件下的各向异性剪切断裂力学特性和断面形貌特征,对龙马溪页岩开展了3种典型层理方向(arrester, divider和short-transverse)和5种不同法向应力条件下的双边槽直接剪切试验,并使用激光扫描仪对剪切断面进行扫描与重构。结果表明,Ⅱ型断裂韧度(K_Ⅱc)在divider方向最大,arrester方向次之,short-transverse方向最小,表现出强烈的三维各向异性。相比之下,临界Ⅱ型能量释放率(G_Ⅱc)在arrester和divider方向较为接近,未表现出明显的三维各向异性。值得注意的是,在剪切阶段峰前输入的能量与G_Ⅱc具有相同的各向异性特征。研究结果还表明,高法向压力提高了Ⅱ型断裂强度参数,但各向异性程度并没有被削弱。此外,受层理弱面影响,页岩在Ⅱ型断裂过程中仍会产生拉伸裂纹,最终形成粗糙的剪切断裂面,且页岩剪切断面分形维数、粗糙系数和粗糙面起伏度均表现出显著三维各向异性特征。     

基于岩石破裂时间与声发射能量的花岗岩岩爆协同预警试验研究（英文）

在深部岩土工程和地下工程中,岩爆等动力灾害频繁发生且难以预测。本文以花岗岩为试验对象开展真三轴岩爆室内试验研究。结合花岗岩变形特征,采用声发射(AE)技术可以很好地揭示岩爆过程中微裂纹的演化规律。对撞击计数、振铃计数和能量等声发射特征参数进行综合分析,获得了花岗岩裂纹扩展和损伤演化的阶段性特征,与岩石变形破坏过程具有较好的一致性。随后,基于临界点理论,分析了岩爆过程中声发射能量的加速释放现象。基于损伤理论,提出了不同加载条件下岩石的损伤演化模型,同时确定了岩石破裂时间的预测区间。最后,以损伤为中间变量,构建了岩石破裂时间协同预测模型,并对模型的可行性和有效性进行了验证。     

基于多片DSP的并行数字图象处理系统

本文主要探讨专用数字信号(图象)处理器用于实时图象处理的并行多处理器体系结构。介绍了一种由三片TMS32020和PC/XT、A/D接口板组成的并行图象处理系统。主要解决了多片TMS32020(C25)构成并行图象处理系统所遇到的一些问题。该系统为SIMD结构,适合于大多数低级图象处理算法,同时具有很强的模块性、灵活性和可编程性。最后给出了一些实际应用的结果。     

一种基于椭圆曲线的数字图像加密算法

提出椭圆曲线公钥密码在图像信息保密中的一种应用。利用图像本身的特点,结合椭圆曲线的加密算法,将机密的二值图像加密成看似被破坏的图像。并给出了具体算法分析和实验结果。     

Efficient gray-level digital image watermarking based on vector quantization

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｇｒｏｗｔｈｏｆｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｍｅｄｉａａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｇｒｏｗｔｈｏｆｄｉｇｉｔａｌｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍ ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｈａｓｃｒｅａｔｅｄａｎｕｒｇｅｎｔｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｈａｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｃｏｐｙｒｉｇｈｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ .Ｍａｎｙｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｐｐｒｏａｃｈｅｓｓｕｃｈａｓｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ,ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ,ｄ…     

基于数字图像处理和SVM的岩体裂隙迹线自动检测

提出了一种基于线特征检测、SVM裂隙识别和分割迹线自动连接的岩体裂隙迹线自动检测新方法,该方法计算图像光强度函数2阶导数最大值方向上每个像素点的1阶导数,将1阶导数过零点标识为线特征点,按边缘相似性原则连接成线分段。用线分段的光度参数和几何学参数作为描述裂隙迹线的特征参数,采用盒约束的软间隔优化方法实现裂隙迹线的识别分类。实验结果显示,所提出的方法,可从岩体暴露面图像中自动检测识别裂隙迹线,自动生成的迹线图与地质工作人员手工绘制的迹线图基本相符,表明了本文方法的有效性。     

一种基于全息原理的数字图像实时加密解密系统

提出了一种新的数字图像加密解密系统。该系统基于全息原理以及随机位相编码的思想,加密过程是通过全息记录原理以及随机位相编码方法在光学系统中实现的,解密过程借助于计算机,采用逆菲涅尔变换算法恢复出原图像。仿真结果表明提出的方法结构简单,成本低,能实现实时准确地加密并解密数字图像,并且密钥保密度高。     

基于差异最大化加权聚类的免疫组化图像处理方法-研究生论坛稿件

传统聚类方法在应用于组织病理图像处理时存在较大误差,为了提高细胞分类以及计数的准确率,提出一种新的免疫组化数字图像处理方法,首先将转换到LAB色彩空间的原始图像进行归一化处理,然后转换至HSV色彩空间并采用基于差异最大化加权聚类的方法对图像中不同类别细胞进行有效分类,最后综合利用形态学方法对免疫组化病理图像中不同类别细胞进行分割、计数。实验结果显示,该方法能够有效提高图像颜色信息利用率,在保持高容噪性的前提下,有效地提高免疫组化病理图像处理过程中对不同细胞组织分类、识别及计数的准确率。     

花岗岩-喷射混凝土梁损伤的声发射可视化表征

为研究输水隧洞围岩-喷射混凝土衬砌结构的协同抗弯损伤特性,制备两种花岗岩-喷射混凝土组合梁进行不同加载速率的四点弯曲试验,并采用数字图像相关(DIC)和声发射(AE)两种无损监测技术对花岗岩-喷射混凝土组合梁的四点弯曲试验进行监测。结果表明：在裂缝从喷射混凝土中扩展至花岗岩表面时,荷载-应变曲线在峰后下降段出现明显的拐点,该拐点可以作为花岗岩起裂的标志;通过声发射技术对喷射混凝土中的损伤类型识别发现,剪切损伤所占的比例随着应变率的提高而增加。为实现对组合梁内部损伤的可视化分析,利用声发射损伤定位数据计算了空间b值。结合损伤定位在空间中的密度分布规律,给空间b值附加系数后构建新的Rb值。与空间b值相比,Rb值的云图对不同损伤程度的区分度更高,改善了损伤可视化分析的效果。最后,将Rb值定位的损伤云图与DIC监测到的裂缝云图进行对比,验证了这种利用声发射技术对损伤进行可视化分析方法的有效性。     

数字图像处理相关技术的信息量变化问题探讨

从信息理论的几个观点出发,尝试由信息论的角度探讨、解释数字图像处理中的若干相关技术,并简要地讨论了数字图像处理中的信息量变化问题.     

岩石声发射特征的分形分析

通过岩石单轴压缩声发射实验，利用G-P算法计算了不同应力水平下的声发射时间序列的关联维数。研究发现关联维数值随相空间维数m的增大而增大，当m较大时趋于稳定。实验发现多数岩样在应力水平为极限应力的60％以前，分维值呈增大趋势。当达到破坏应力时，分形维数降低到一个最小值。这表明岩石声发射关联维数的变化反映了岩石内部损伤演化情况，分形维数的降低意味着主断裂或破坏的发生。     

Delaunay三角网格的沥青混合料粗集料分布特性

为研究沥青混合料的细微观结构特征,提出粗集料分布特性的量化方法和指标.基于数字图像处理技术对粒径大于2.36 mm的沥青混合料粗集料质心进行delaunay三角剖分,建立三角单元内A1/A2（集料-胶浆面积比）参数表征细观结构局域特征,通过对A1/A2统计特性的描述、分析以及概率形式的统计推断,得到粗集料整体分布特性的量化与分析结果.研究表明,不同级配之间粗集料的总量及级配各档位质量分布的差异性将显著影响细观结构特征,如沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）、开级配抗滑磨耗层混合料（OGFC）和高性能路面沥青混合料（SUP） 3种级配粗集料的平均紧密程度呈递减趋势.此外,给出A1/A2参数的集中趋势指标和偏态指标,并在此基础上提出非参数检验方法对沥青混合料细观结构进行对比,评判多种级配细观结构的嵌挤紧密特征的异同,认为SMA和OGFC的细观嵌挤特征类似,而SUP和SMA以及OGFC相比细观结构更趋于分散.