大直径桩端岩溶三维高精度成像方法

在岩溶地区,大直径桩基础受桩端岩溶的威胁较大,传统的钻探和物探等手段难以实现桩端岩溶三维精细探测。该文提出了一种基于超声成像原理的桩端岩溶探测方法,使用超声相控阵传感器在桩底采集全矩阵数据,采用全聚焦方法可对桩端岩溶成像。为解决超声远场成像横向分辨率低的问题,在桩底多个测点采集全矩阵数据,采用多面阵合成孔径全聚焦技术进行远场成像,实现桩端大范围、大深度、高精度成像。制作1:1足尺桩基岩溶实验模型并开展了探测实验,证实了该方法的有效性,并结合工程实例检验了该方法的实用性。结果表明,该方法可以对桩端10 m深度范围内的岩溶进行三维高精度成像,探测分辨率达0.1 m。该方法为大直径桩端岩溶提供了一种全新的、有效的探测技术和手段,对保障岩溶区桩基施工安全与质量控制具有重要的意义。

桩端岩溶三维超声成像方法及应用研究

研究目的:岩溶地区大直径桩基础受桩端岩溶的威胁大,探查不清或处理不当时可能会出现桩基承载力不足等严重工程质量问题,现有探测方法难以在桩底复杂泥水环境下实现桩端三维精细化探测。本文基于超声相控阵全聚焦成像原理,提出一种全新的桩端岩溶三维探测方法,以实现对桩端一定范围内地质结构进行三维高精度成像。研究结论:(1)本方法和装备在桩底采集超声数据并成像,可对桩端一定深度和冲切角范围内岩溶三维高精度成像;(2)足尺模型试验表明本装备可探测桩端10 m以内溶洞且探测精度优于0.1 m;(3)工程实践表明本装备可有效查明桩端岩溶、破碎裂隙,探测结果准确可靠;(4)本装备能适应桩底各种恶劣的环境,探测过程简单高效,时效性强,对保障岩溶区桩基施工安全与质量控制具有重要的意义。

高铁路涵过渡段不均匀沉降及注胶效果检测

研究目的:高铁无砟轨道路涵过渡段是不均匀沉降的高发地段,通常使用注胶手段进行化学抬升,而无砟轨道脱空沉降以及抬升后的注胶效果无法直接评价,需要对其进行无损检测。本文研究拟找到准确、高效的无砟轨道脱空沉降以及注胶效果评价手段。研究结论:(1)基床表层的不均匀沉降状况与轨面沉降曲线高度吻合,轨道沉降主要由基床表层沉降引起;(2)使用400 MHz地质雷达天线可以有效检测轨道的不均匀沉降情况,支承层底脱空部位雷达波形频率降低(波形变胖),子波旁瓣减小;(3)地质雷达可以有效检测轨道注胶效果,表现为明显的强反射同相轴,可对注胶范围以及注胶饱满程度进行评价;(4)本文研究对大部分轨道脱空以及沉降检测具有借鉴意义,对轨道沉降抬升治理效果评价具有指导意义。

大直径桩底岩溶三维探测试验研究

岩溶地区桥梁大直径桩基础受桩底岩溶威胁大,桩基施工过程中,在桩底狭小空间、泥浆沉渣富集等环境下,难以实现桩底三维精细探测。基于此,根据桩底探测环境和岩溶发育特点,提出了基于电磁波的桩底瞬变电磁方法和基于弹性波的桩底超声成像方法。通过建立足尺桩基岩溶模型,与现有地质雷达法和桩底声呐法对比,分别试验了所提方法对溶腔模型的探测效果,并总结出不同探测方法适用的桩基类型与异常解释原则。从适应环境、操作难度、探测深度、盲区、分辨率、解译、三维成像等方面比较不同桩底岩溶探测方法,综合来看,桩底超声成像方法有明显的优势,为大直径桩底岩溶探测提供了简单、有效的探测手段。

超声阵列方法在层状结构损伤检测中的应用

层状钢筋混凝土结构常见的裂缝、层间离缝等损伤具有尺度小、隐蔽的特点,常规检测方法无法对其精确查明与定量评价。以高铁层状无砟轨道结构为研究对象,使用阵列式超声装备采集半矩阵数据,利用全聚焦算法对轨道内部结构及损伤成像,通过线性旅行时插值射线追踪算法计算超声波在层状介质中传播的最短到达时间代入全聚焦成像公式,具有深度准确、分辨率高、聚焦性好的特点。提出一种层间密实度评价方法,以表面超声直达波能量为基准分析反射波能量差异计算密实指数,可定量分析无砟轨道层间状态。文中层状介质的检测和层间损伤定量评价方法有效查明层状无砟轨道层内裂缝和层间离缝,对使用超声波检测层状结构及层间损伤具有借鉴意义。

地质雷达法与超声阵列法在高铁无砟轨道沉降探测中的综合应用

高铁无砟轨道基床表层在列车载荷以及环境作用下与支承层接触面形成脱空导致轨道沉降,通常使用地质雷达法进行检测,引入超声阵列方法,使用地质雷达和超声横波对轨道板结构进行联合检测,并重点介绍了超声阵列方法数据采集处理原理。对比分析了电磁波与超声波在混凝土结构的轨道板检测中的优缺点,并结合实例介绍了地质雷达法与超声阵列法在高铁无砟轨道沉降检测中的综合应用。经验证,与地质雷达方法相比,超声波阵列方法受轨道板内的钢筋网干扰小,精度和准确度更高,具有更丰富的结构信息,能有效地检测轨道板结构缺陷以及脱空。

超声平面阵全聚焦三维成像方法

针对全矩阵—全聚焦成像数据量大与后处理效率低的问题,提出使用平面阵全聚焦(PATFM)方法对平面阵数据进行成像。通过分析全聚焦成像算法特点,结合体平面阵波场特征,使用程函方程计算下行平面阵波前时间,基于延时叠加原理,利用上下行超声波传播时间改进全聚焦成像公式,针对平面阵推导指向性和扩散校正系数,对平面阵下方较大范围的成像点进行聚焦成像。利用FieldⅡ仿真,对比了相控扫描成像、全矩阵数据采集与全聚焦成像以及平面波数据采集与全聚焦成像3种成像方法。结果表明,平面阵全聚焦成像方法可以对单次平面阵数据进行大范围聚焦成像,在获得相应精度的同时,大大提高了计算效率,为阵列式声波三维成像提供了可行的技术手段。

透射电镜在气溶胶单颗粒分析中的应用

透射电镜(TEM)具有很高的分辨率和放大率,可以同时提供形貌、成分、结构信息,非常适宜于对气溶胶细颗粒和超细颗粒等的研究。简述了国内外用TEM对大气气溶胶单颗粒分析的研究及其现状,主要围绕TEM对城市大气气溶胶、海洋气溶胶、燃烧烟尘和机动车废气的研究等方面进行了论述。介绍了作者利用TEM对北京市大气气溶胶的初步研究,提出了今后开展大气可吸入颗粒物的TEM研究的几点建议。

微束微区X荧光探针仪的机械系统设计

随着核技术的发展,工业用核仪器已渗透到国民经济的各个领域并取得了显著的经济效益。而核仪器越来越高的测量精度和性能要求同时也对其机械传动及支撑系统提出了更特殊的需求。首次对微束微区X荧光探针的机械系统及其关键技术进行分析,从仪器的高空间分辨率和高能量分辨率的要求出发,详细讨论仪器的三维载物微动平台和X光管系统的支撑及传动系统的机械设计。对X光透镜焦斑的测试实验结果证明了该机械系统的设计达到了仪器性能指标要求。

运营高铁轨下多层结构损伤无损检测技术

运营高铁路基轨下结构在长期高速列车循环荷载与气候环境的共同作用下,轨道板、砂浆层、支承层、基床、路基本体等各结构层及层间损伤,会影响到高铁基础设施的服役性能。运营高铁轨下多层结构材质、功能各不相同,主要损伤有无砟轨道裂缝、离缝、翻浆、脱空等和基床、路基沉降等。介绍超声阵列方法、冲击回波法、地质雷达法、瞬态面波法在检测效率、精度以及探测深度方面的优缺点,选择不同的方法组合,对轨下多层结构进行综合检测和解释,构建了轨道板—支承层—基床—路基本体由浅到深的多尺度、多参数无损检测方法组合与健康状态的定量解释原则,可为运营高铁轨下结构服役性能和整治修复提供数据支撑。

隧道三维地震反射波法超前地质预报偏移成像应用研究

隧道三维地震反射波法具有良好的空间属性,能够对掌子面前方不良地质体进行更精确的定位,是未来超前地质预报的主要发展方向,但由于其计算效率低、三维观测系统布置难,现阶段应用较少。本文介绍了一种基于Kirchhoff积分的偏移成像方法,其利用能量叠加准则进行三维速度扫描,并采用快速行进法进行走时计算。为验证该算法有效性,采用有限差分法对隧道进行地震波三维数值模拟,按照三维观测系统生成模拟数据,进行偏移成像计算。算例结果表明,利用该算法进行隧道三维地震反射波法超前地质预报偏移成像,计算效率高,成像结果稳定,不受观测系统限制,改善了传统三维地震反射波法现场实施难度大的不足,具有实用性与可行性。

基于迈克尔孙干涉原理的杨氏模量-线胀系数测定综合实验仪

在迈克耳孙干涉原理的两条干涉光路中,分别设置可以精确测量金属丝的拉伸长度和金属棒热膨胀伸长量的装置,从而设计出一种可以分别测量金属杨氏模量和线胀系数的新型综合实验仪器.实验结果表明,测试精度超过现有的测量方法。

基于深度图像的毗邻罗汉果分割方法

针对传统RGB图像处理算法无法分割毗邻罗汉果的问题,提出一种基于深度图像的毗邻罗汉果分割方法。利用罗汉果的圆度形状特性与藤蔓垂挂特性,从果实底部获取果实的深度图像,引入流体力学中源点的理论,提出将梯度向量看作运动矢量场,计算矢量场散度的方法,实现果实的粗定位。使用K-means++聚类算法对深度图像进行分割,提出一种基于定位点的连通域分割算法,实现对毗邻罗汉果单个果实的分割。结果表明,毗邻果实分割算法具有较快的处理速度和较高的分割精度,平均单张图像用时0.139 s,分割准确度为94.43%,精确度为94.20%,召回率为95.79%;与现有算法相比,准确率提高2.64%,处理速度提升88.5%。可在复杂光照环境下对单个和毗邻的果实进行分割,规避彩色图像处理的局限性。研究为罗汉果的机械化自动采摘提供技术支撑。

煤层隐伏陷落柱地震属性响应特征与识别

通过正演模拟总结煤层隐伏陷落柱在垂直剖面和水平属性切片的地震响应特征,并以JCZ煤矿为例,基于模式识别方法利用多种属性预测煤系陷落柱分布范围。研究表明利用模式识别方法与地震多属性分析技术相结合的方法,能够精确有效地圈定研究区陷落柱的范围,取得较好探测效果。

木聚糖酶和果胶酶对小麦-玉米-豆粕型日粮的体外酶解研究

该试验旨在通过透析袋体外酶解的方法,研究木聚糖酶和果胶酶对小麦-玉米-豆粕型日粮还原糖生成量、干物质和粗蛋白体外酶解效果的影响。试验采用单因子试验设计,木聚糖酶的添加浓度分别为10、30、50、70、90 U/g,果胶酶的添加浓度分别为3、6、9、12、15 U/g,每个添加水平分别设5个重复。试验结果表明:当木聚糖酶添加量为50、70、90 U/g时,还原糖生成量显著高于对照组和其它低剂量添加组(P<0.05);果胶酶添加量为12 U/g时,还原糖生成量显著高于对照组和3 U/g添加组(P<0.05);木聚糖酶添加浓度由10 U/g提高至90 U/g时,提高了还原糖生成量(线性和二次,P<0.05)和粗蛋白质酶解率(线性和二次,P<0.05);果胶酶添加浓度由3 U/g提高至15 U/g时,提高了还原糖生成量(二次,P<0.05)。

发酵构树饲料对肉兔生产性能、肉品质、血液生化指标及肠道形态的影响

试验旨在研究发酵构树饲料(Broussonetia Papyrifera)对生长肉兔生产性能、肉品质、血液生化指标和肠道组织形态的影响。选取30日龄健康断奶伊普吕幼兔144只,公母各半,随机分为4组,每组6个重复,每个重复6只兔。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲粮分别含3%、6%、9%发酵构树饲料,预试期7 d,正试期28 d。结果表明:构树组生产性能与对照组无显著差异;6%、9%构树组兔肉亮度均高于对照组、3%构树组(P<0.05);3%、6%构树组的24 h滴水损失均低于对照组(P<0.05),9%构树组低于对照组和3%、6%构树组(P<0.01);构树组兔肉的pH、红度与黄度与对照组均无显著差异;构树组的总蛋白和白蛋白含量高于对照组(P<0.01);9%构树组球蛋白含量、6%和9%构树组葡萄糖含量均高于对照组(P<0.05);6%和9%构树组磷含量高于对照组、3%构树组(P<0.01);各组其他指标无显著差异;9%构树组肠道绒毛高度高于对照组(P<0.05),构树组肠道隐窝深度和绒隐比与对照组无显著差异。由此可见,给生长肉兔饲喂9%发酵构树饲料未对其生产性能和血液生化指标产生不利影响,可以提高肉品质,改善肠道形态。

发酵构树饲料对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质、血清生化指标和肠道组织形态的影响

本试验旨在研究不同比例发酵构树饲料替代基础饲粮中部分玉米和豆粕对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质、血清生化指标和肠道组织形态的影响。选取67周龄海兰褐蛋鸡360只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组饲喂基础饲粮,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别饲喂用1.5%、3.0%和4.5%发酵构树饲料替代基础饲粮中部分玉米和豆粕的试验饲粮。预试期7 d,正试期56 d。结果表明:1)与对照组相比,Ⅲ组蛋鸡的平均日产蛋量显著降低(P<0.05),各组间平均日采食量、平均蛋重、产蛋率及料蛋比无显著差异(P>0.05)。2)不同比例发酵构树饲料替代基础饲粮中部分玉米和豆粕对蛋鸡产蛋后期的蛋形指数、蛋壳颜色、蛋壳强度、蛋白高度、哈夫单位、蛋黄颜色、蛋壳厚度、蛋黄相对重、蛋壳相对重及蛋黄胆固醇含量无显著影响(P>0.05)。3)与对照组相比,Ⅱ组蛋鸡的血清总胆固醇(TC)含量显著降低(P<0.05),各组间其他血清生化指标无显著差异(P>0.05)。4)各组间蛋鸡的肠道组织形态无显著差异(P>0.05)。综上可知,不同比例发酵构树饲料替代基础饲粮中部分玉米和豆粕未对蛋鸡产蛋后期的蛋品质、血清生化指标和肠道组织形态产生不利影响;4.5%替代比例显著降低产蛋量,3.0%替代比例显著降低血清TC含量,从生产角度分析,3.0%替代比例效果最佳。

黑水虻幼虫粉对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及血液生理生化指标的影响

本试验旨在研究饲粮中添加黑水虻幼虫粉对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及血液生理生化指标的影响。选取60周龄、健康、产蛋率接近的海兰褐蛋鸡1080只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复45只鸡,对照组饲喂基础饲粮,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组在基础饲粮中分别添加1%、2%、3%的黑水虻幼虫粉。预试期7 d,正试期60 d。结果表明:1)与对照组相比,试验Ⅱ、Ⅲ组蛋鸡产蛋后期的产蛋率显著提高(P<0.05),料蛋比显著降低(P<0.05),试验Ⅲ组的破软蛋率显著降低(P<0.05)。2)饲粮中添加黑水虻幼虫粉对蛋鸡产蛋后期的蛋壳颜色、蛋形指数、蛋白高度、哈氏单位、蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋黄相对重、蛋壳相对重及蛋黄胆固醇含量均无显著影响(P>0.05)。3)与对照组相比,试验Ⅱ、Ⅲ组蛋鸡产蛋后期血清中天冬氨酸氨基转移酶活性和葡萄糖含量显著提高(P<0.05),试验Ⅲ组血清高密度脂蛋白胆固醇含量显著提高(P<0.05),但饲粮中添加黑水虻幼虫粉对蛋鸡的血液生理指标和其他血清生化指标均没有显著影响(P>0.05)。由此可见,饲粮中添加黑水虻幼虫粉可提高蛋鸡产蛋后期的生产性能,改善血清生化指标,且不会对蛋鸡机体内环境稳态产生不良影响。

复杂城市环境下地球物理勘探技术研究进展

近十年来,在城市地下空间开发利用中,由于建筑物阻隔与强干扰影响,既有地球物理勘探技术应用过程中遇到了实施过程困难、数据质量低、勘探精度等难题,尤其在房屋密集区的勘探中困难重重,甚至出现勘探盲区。本文系统地总结了复杂城市环境的勘探技术,在阐述密集空间和抗干扰两个方面的探测技术进展的基础上,介绍了多源地震勘探技术的研究进展。展望未来,以科学问题为导向,利用以新通讯技术和新传感器材料为基础的微动谱比技术、密集台阵微动测技术、光纤声波传感技术等多种地面地球物理探测技术是复杂城市环境下勘探技术的方向。开展多源地震勘探、联合反演和成像,并提取研究对象的综合横波速度正日益成为提高城市复杂环境下地球物理勘探的有效途径,具有广阔的应用前景。

碱性蛋白酶和木聚糖酶对玉米-豆粕型日粮干物质和粗蛋白质的体外酶解效果研究

本试验旨在通过透析袋体外酶解法研究碱性蛋白酶和木聚糖酶对玉米-豆粕型日粮还原糖生成量、干物质和粗蛋白质体外酶解效果的影响。试验采用单因子试验设计,碱性蛋白酶的添加浓度分别为20、40、60、80、100 U/g,木聚糖酶的添加浓度分别为10、20、30、40、50 U/g,每个添加水平分别设5个重复。结果表明:碱性蛋白酶添加浓度由20 U/g提高至100 U/g时,可显著提高日粮还原糖生成量和干物质酶解效率(二次,P<0.05);木聚糖酶添加浓度由10 U/g提高至50 U/g时,显著提高日粮干物质酶解效率(二次,P<0.05)。以干物质消化率为评价指标时,根据二次曲线方程计算得出碱性蛋白酶和木聚糖酶的适宜添加浓度分别为65 U/g和33 U/g。