饱和细粒土固结过程中三维微观空架结构研究

饱和细粒土具有典型的多尺度孔隙三维空架结构,显著影响着土体固结沉降等宏观力学特征。基于SEM及多能量同步辐射X射线μCT技术结合数据约束算法(DCM),建立饱和细粒土多尺度结构三维微观模型。研究结果表明:土样受荷时土体表面的表观孔隙率与体积孔隙率的变化趋势基本一致,但表观孔隙率略小于体积孔隙率。800 kPa压力是土样表面表观孔隙率随压力变化的转折点,土体在800 kPa压力时其微观结构发生了显著变化,可能对应着土体骨架的蠕变变形。100 kPa土样和800 kPa土样表面的平均孔隙形状系数出现异常,100 kPa时低于均值0.32,而800 kPa时显著高于0.32,表明土体中孔隙在受压初始阶段对压力变化较敏感,而在固结后期土体结构发生变化。土样的实验孔隙率略大于由DCM计算出的体积孔隙率和DCM导出二维切片的表观孔隙率,经DCM二维切片得到的土样平均表观孔隙率在0.35～0.45范围内波动。数据约束模型突破分辨率限制,实现微纳米级颗粒的三维结构表征,同时PCAS检验数据约束模型切片数据可为计算土体孔隙率提供新途径。     

饱和细粒土孔隙结构定量表征

土的物质组成多样且结构尺度跨度大,多物质成分和多尺度结构影响土体结构特征。借助室内试验及数值模拟(数据约束模型),表征饱和细粒土固结过程中多物质成分的多尺度结构,并进行三维结构定量表征,侧重探讨饱和细粒土固结过程中孔隙结构的变化特征。研究表明,饱和细粒土受压固结的蠕变界限在400 kPa左右,对应的界限孔隙值为0.4μm(微米孔隙)。随土样受压强度增加,土体中不同尺度的孔隙及其连通体数量均发生变化:孔隙和孔隙连通体数量都先增加后减少最后趋于稳定,但变化规律并不完全一致。孔隙数量在200 kPa压力时达到峰值,而孔隙连通体数量却在400 kPa压力下达到峰值,孔隙总体积受孔隙数量和孔隙体积两个因素影响。土体固结前期主要发生大孔隙变形,大孔隙数量是影响其固结效应的重要因素。而在固结后期,微小孔隙体积是影响土体固结效应和蠕变的关键因素之一。本研究多方法结构分析在突破吹填淤泥这类饱和细粒土的结构定量分析后,有利于物质微宏观力学理论的进一步深化。     

哈萨克斯坦油泥成分分析及处理方案探讨

哈萨克斯坦是中国邻国,该国油泥污染环境的问题日益严峻,成为困扰当地发展的一大难题。经赴该国实地考察取样,进行油泥组分分析,设计了合适的工艺方案并进行了油泥处理中试研究。     

三维拓扑关系形式化描述及拓扑关系模型研究

三维空间实体及其间拓扑关系的语义描述和形式化描述是三维GIS空间数据建模的重要理论基础.以点集拓扑学为基础,基于空间剖分用单纯形和单纯复形对空间实体进行形式化描述,利用代数运算和集合运算相结合的方法计算出实体内部和边界及相互之间的交集,运用维度扩展法判断交集的维数,提出基于单纯复形的维度扩展的4I模型.为了进一步区分拓扑不同胚的空间实体,给出了基于Euler示性数的4I模型.相比传统的4I或9I模型,基于维度扩展和分离数的空间拓扑关系描述模型进一步细化了三维空间实体的拓扑关系.     

基于DOE的铁氧体隔离器衰减片点锡焊接工艺优化

铁氧体隔离器作为一种大量应用于5G通讯基站的通讯元器件,其可靠性关系到基站整机运行的持续性与稳定性,而隔离器的衰减片存在的焊接空洞问题可能导致隔离器在再流焊过程中发生失效,严重时导致基站电路板烧毁,因此管控及降低衰减片焊接空洞率十分重要。首先对铁氧体隔离器的衰减片焊接空洞产生的机理进行分析,并通过实验设计(Design of Experiment, DOE)对点锡过程中可能导致焊接空洞问题的因素进行了析因分析及点锡工艺的优化。实验结果表明,通过控制点锡轨迹及点锡速度,能显著减少焊接空洞,并明显提升该焊接过程的制程能力,大幅提升了分布参数隔离器的可靠度,降低了隔离器经历再流焊后失效的风险。     

基于信息量模型的地质灾害易发性评价

以略阳县为研究区域,在综合分析研究区地质灾害分布关系、控制因素与诱发因素的基础上,选取高程、坡度、坡向、曲率、岩性、构造、河流、道路和地震等9类评价指标,将信息量模型与GIS空间分析功能相结合,分别计算各评价指标的信息量值,构建地质灾害易发性评价体系,对该区域地质灾害易发性进行评价。结果表明,研究区内较高、高易发区面积占研究区总面积的29. 1%,灾害率为67. 1%,灾积比为3. 395。利用ROC曲线得到AUC评价指标值为0. 796,说明该方法具有较高的精度,具有良好的适用性。     

基于战术背景的路径规划的研究

该文通过总结分队级仿真系统中agent的战术需求,研究了agent借助掩体的战术式路径规划。     

一种新的3D巷道建模方法——对称建模法

巷道是矿山工程的核心,巷道三维建模是数字矿山建设的重要组成部分。根据二维巷道沿巷道中心线对称的特性及三维巷道在剖面上呈对称的特性,提出一种新的巷道三维建模方法--巷道对称建模法,该方法实现了巷道相交等复杂情况的正确建模,解决了常规巷道三维建模方法存在的问题。基于对称建模方法,设计了3D巷道数据结构,以三叉形和十字形巷道的构建为例,采用VC++,结合OpenGL实现了巷道三维模型的构建和可视化。     

OpenGL环境下两种巷道三维建模方法的比较

为了更好地指导矿山安全生产,需要对矿山进行三维可视化。重点提出了以线框法构模为原理的基于2D巷道线构造3D巷道模型方法和基于断面轮廓线的3D巷道构模方法,给出了相应的数据结构和两种构模方法的步骤。在此基础上,以VC++6.0为编程语言,以OpenGL图形函数包为可视化的图形处理工具,以银母寺铅锌矿为例,实现了巷道的3D模拟,并从不同的角度对两种建模方法进行了比较。