锦屏一级水电站左岸1601m廊道岩体质量指标研究

岩石质量指标(RQD)是评价岩体质量的一个重要参数,被广泛应用于岩石质量评价,但通过钻孔取芯方式获取RQD存在明显不足,给岩体质量评价带来了一定的误差。以锦屏一级水电站左岸廊道岩体为实例,结合结构面三维网络模拟技术,采用测线法研究了广义RQD_t随测线布置长度与角度的变化情况。在此基础上分析了岩体的尺寸效应和各向异性。研究结果表明:RQD_t存在显著的尺寸效应,随着测线长度增大至10 m,RQD_t收敛于一个稳定的值;随着测线倾向和倾角的变化,RQD_t沿空间不同方向呈现出不同的分布。研究发现锦屏一级水电站左岸1 601 m廊道岩体具有显著的尺寸效应和各向异性,基于广义RQD_t的岩石质量指标能克服传统RQD在这方面的不足。     

某水电站厂房洞室群围岩点荷载强度试验成果分析及利用研究

通过厂房地下洞室群围岩点荷载试验,获得了洞室不同深度位置岩石点荷载强度值,试验发现各平洞点荷载强度随洞室深度变化呈现明显的波动性变化特征。研究表明,围岩岩性、断层以及岩石微观结构等是影响岩石点荷载强度的主要因素。其中,围岩中普遍发育的矿物定向排列是导致点荷载强度波动性变化的最主要因素。最后,通过与实测单轴抗压强度比较,得出当岩石单轴抗压强度大于60 MPa时,宜采用成都理工大学推荐公式换算单轴抗压强度,当单轴抗压强度小于60 MPa时,宜采用水利水电规范推荐的转换公式计算岩石单轴抗压强度。     

基于模板法制备两亲性Janus纳米粒子及其应用进展

Janus粒子是同一粒子中含有两种不同化学组成的非对称结构,其中两亲性Janus粒子是在对立面分别含有亲水基、疏水基两种不同化学基团,作为一种新型纳米材料受到广泛的关注。该文综述了模板法制备不对称结构的两亲性Janus粒子以及其应用领域,包括硬模板法、软模板法、牺牲模板法以及无模板法;综述了两亲性Janus粒子在表面活性剂、牙科粘合剂、微胶囊、功能涂层、催化剂以及生物传感器等方面的研究进展。     

Augment low-field intra-operative MRI with preoperative MRI using a hybrid non-rigid registration method

Background

Preoperatively acquired diffusion tensor image (DTI) and blood oxygen level dependent (BOLD) have been proved to be effective in providing more anatomical and functional information; however, the brain deformation induced by brain shift and tumor resection severely impairs the correspondence between the image space and the patient space in image-guided neurosurgery.

Method

To address the brain deformation, we developed a hybrid non-rigid registration method to register high-field preoperative MRI with low-field intra-operative MRI in order to recover the deformation induced by brain shift and tumor resection. The registered DTI and BOLD are fused with low-field intra-operative MRI for image-guided neurosurgery.

Results

The proposed hybrid registration method was evaluated by comparing the landmarks predicted by the hybrid registration method with the landmarks identified in the low-field intra-operative MRI for 10 patients. The prediction error of the hybrid method is 1.92 ± 0.54 mm, and the compensation accuracy is 74.3 ± 5.0%. Compared to the landmarks far from the resection region, those near the resection region demonstrated a higher compensation accuracy (P-value = .003) although these landmarks had larger initial displacements.

Conclusions

The proposed hybrid registration method is able to bring preoperatively acquired BOLD and DTI into the operating room and compensate for the deformation to augment low-field intra-operative MRI with rich anatomical and functional information.     

考虑地层渗透性各向异性的堤防工程三维防渗结构优化分析

在透水地基上修建长堤防工程,堤基防渗结构的渗控效应直接影响堤防的安全运行。根据岷江干流虎渡溪工程库区长堤防工程地质条件,采用三维渗流分析方法,对堤基高喷防渗墙的布置结构进行优化分析。结果表明：高喷防渗墙可有效降低堤后地下水水位,减小库水向堤后低洼保护区域渗漏,但其渗控效应受防渗结构空间展布长度、深度与渗透性以及地层材料渗透性各向异性的影响。满足低洼保护区域不溢出要求的防渗墙最小展布长度随其布置深度的增大和施工质量的提高而减小,防渗墙渗透系数小于1×10^-5 cm/s并将透水性强的覆盖层截断时,其渗控效应明显,若进一步提升防渗墙质量和布置深度则效果不显著。防渗墙质量的提高对堤防渗控效应的提升受地层材料渗透性各向异性的影响较小,而布置深度增大在渗透性各向异性比较大时对渗控效应与防渗结构优化设计的影响较大。随着地层材料渗透性各向异性比的增大,防渗墙所需最小空间展布长度逐渐增大,由各向同性时的180 m增大到220 m,且当渗透性各向异性比较大时,可能有必要增加防渗墙布置深度。     

岩石节理三维粗糙度各向异性表征新方法

针对传统二维节理面粗糙度表征方法的不足,提出一种新的岩石节理面三维粗糙度描述方法。首先,利用光学扫描系统得到节理表面点云数据并建立三维模型;运用改进的变异函数方法,提出一种新的基于正态分布模型参数的三维粗糙度(VA)方法;最后,运用新方法对花岗岩张拉型节理表面的粗糙特性进行分析。结果表明,提出的新方法能够反映节理面的起伏变化、频率和分形特征,并因此能描述出节理粗糙度的各向异性特性。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。     

Characteristics of polyvinylpyrrolidone-layered silicate nanocomposites prepared by attrition ball milling

Polyvinylpyrrolidone (PVP)/sodium montmorillonite (MMT) nanocomposites prepared via the solution intercalation method were investigated by UV/vis, SEM, X-ray diffraction, TEM, FT-IR and PLM (polarized light microscopy). PVP/MMT nanocomposites show exfoliation below 20 wt% MMT and intercalation above this concentration. Nanocomposites retain good optical clarity and increased thermal resistance with MMT content. The compatibility between PVP and MMT and their enhanced properties may be explained by hydrogen bonding interactions. In addition, the nanocomposites prepared under more rigorous mixing conditions show better transparency because the smaller particle sizes are induced. In addition, the study on optically clear PVP/MMT suspensions helps one to understand how optical anisotropy of MMT is affected by the existence of polymer in aqueous solution.     

沥青基炭复合材料的制备及力学各向异性性质的探讨

采用新型的模压半炭化成型工艺在大气环境下制备出了高密度、低成本的焦炭颗粒增强沥青基炭复合材料（CRPCC）。研究了焦炭颗粒的种类对CRPCC材料的力学各向异性性质的影响。结果表明：由于沥青焦Ⅰ的颗粒形状系条状或棒状，故用其制备的CRPCC材料的力学性能具有明显的各向异性，且各向异性系数高达25％；而沥青焦Ⅱ和冶金焦的颗粒形状为多角形或准球形，故用它们制备的CRPCC材料基本上都是各向同性的。     

各向异性多层砂岩油藏矢量化井网研究

基于同一层系内部不同方向性的纵向多层组合,将数值模拟技术与矢量化井网概念相结合,研究不同渗透率方向性组合下同一层系的五点法和反七点法的部署模式。结果表明,适当的井网方向性能够改善此类开发层系的注水开发效果。