基于次声的滑坡监测预警技术研究进展

我国地域辽阔,滑坡灾害分布广、数量多、危害大,且大多发生在已查明的地质灾害隐患点范围外。目前滑坡监测主要以位移和变形为预警指标,在突发性强的岩质滑坡预警中效果并不理想。滑坡在失稳破坏前其内部岩土体损伤和结构变化会产生固定频段的次声波,这使基于次声的滑坡监测预警技术得以实现。该文阐述基于次声的滑坡监测技术原理和研究现状,提出滑坡次声监测预警技术面临的挑战和未来展望,以期能为该项技术的发展和应用提供思路。

基于非负矩阵分解的次声信号分类方法

在中国科学院声学研究所大气次声波观察网实地采集的爆炸、地震、闪电、再入4类次声事件105组阵列数据集的基础上,提出应用非负矩阵分解的特征提取方法,对次声信号的自动分类方法进行了研究。针对特征设计过程复杂的问题,该方法使用非负矩阵分解自动挖掘目标信号的隐含结构作为特征。将此特征作为支持向量机和卷积神经网络输入进行分类,以提高特征设计的效率与分类的识别准确率。研究结果指出,在测试集上的平均识别准确率达到了83.13%,相对于传统方法,简化了特征设计过程,并取得更好的分类结果。

大气声传播通道的声源当量估计方法

提出了一种基于大气声传播通道的爆炸声源能量估计方法,通过将计算大气声学的传播能量分布结果与大气中传播的声压幅度衰减模型相结合,使用平流层通道与热层通道传播损失能量比例作为修正量,提高了对爆炸声源能量的估计精度。在多次地面爆炸实验得到的数据中,使用观测距离800 km以上且同时存在平流层通道与热层通道的次声接收信号,对比了平流层顶风速修正的能量估计方法与该文提出的基于大气声传播通道的能量估计方法。实验结果验证了相对于传统风速修正的能量估计方法,该方法可显著降低估计误差。

高声强次声产生装置声场特性实验研究

气流调制技术产生次声具有发声强度高、声波频率可控的特点。对基于气流调制的封闭空间高声强次声产生装置开展了实验研究。研究了双舱声信号的异同、测试舱的频响特性和谐波情况,还研究了舱外次声及其谐波的传播衰减情况。实验结果表明:测试舱内次声波的基频强度比其2次谐波的强度要大40dB以上,失真较小。排气管在舱外产生的次声在传播过程中衰减很快,波形的非线性失真严重,大多数能量向其谐波转移,8Hz频率成分的2次谐波强度比其基频大20dB以上。

次声波图数字化系统

介绍一套次声波形图数字化系统。该系统以图像处理技术为基础提供次声波形图扫描,倾斜矫正,图像剪切,去除水平线和垂直线,波形跟踪等功能。其关键技术包括小波分析、图像细化和像素跟踪。该系统使用户可以用计算机处理分析记录在图纸上的次声波形,使次声研究更加快捷方便,为大气核爆炸监测,爆炸源定位和当量计算,地震预测预报等研究提供一种先进的次声数据分析和管理方法。

大气层核试验次声监测技术

对国际次声监测技术的现状进行了简要综述,分析了次声监测技术面临的困难,介绍了次声传声器的研究现状和国际监测系统次声台站的建设情况,对次声数据处理技术进行了简要的综述。基于实测数据和国际数据中心的次声数据,对次声信号的降噪问题,处理分析技术、定向问题进行了初步探讨。

广域次声监测系统的设计

设计了一种基于互联网技术的广域次声监测系统。该系统由远程采集终端和数据处理终端组成,能够采集次声信号及监测点所在位置的地理环境信息,并通过有线或无线互联网把数据传输到数据处理终端。数据处理终端能够实现数据的存取入库操作,并可以对数据进行分析显示。最后对该监测系统进行了实际布点测试,验证了系统应用的可行性。

强地震的前兆次声波研究

利用在北京昌平安装的次声三点阵,对强地震前兆次声波进行了5年的连续观测。统计分析结果表明:强震前约10天内常能测到振幅很强的前兆次声。其三维动态频谱的特点是,振幅由弱逐渐加强,达到极值后变弱;先为长周期波(10-20分),紧跟着短周期波(5-10分),然后又出现更长的周期波,最后长短周期波一起出现。提前时间与三点阵到震中距离之间没有明显的关系,与震级之间也没有明显的关系。

次声波在大气中传播过程的衰减研究

该文以次声波为对象,研究其在大气中传播过程的衰减问题。根据温度、密度和压强的不同剖面建立非均匀介质的大气模型。采用WKB(Wentzel、Kramers、Bril-louim)近似方法求解出非均匀介质下的Helmholtz方程。通过该方法分析出次声波声场的分布,解决了次声波在对流层大气中衰减量的计算,并比较了不同地域影响次声波衰减的主要因素。

次声波简易监测方法及分析

设计了简易次声检测装置,利用通用电容传声器和计算机(板载)声卡,采用调幅方法或利用非简谐高频倍频分量信息并借助虚拟仪器技术实现次声波监测.使用LabVIEW内嵌网络功能,探索了环境次声远程监测的可行性.

次声的研究与应用进展

次声作为声学中的一个领域,长期以来未引起人们的注意;结合中外18篇参考文献综述了近年来次声的研究与应用的进展,并就有关问题进行了讨论。

4～8级大风的次声波三维动态频谱测量研究

将三台次声接收器 ,以次声三点阵形式安装在北京昌平 ,测量到 2 0 0 0年 1～ 4月 12次 4级大风、10次 5级大风、5次 6级大风、3次 7级大风和 2次 8级大风的次声波P t曲线。用快速傅立叶变换得到它们的三维动态频谱。频谱分析结果表明 ,4～ 8级大风均能产生振幅较强、方向可测的次声波 ,它们有许多 5 ,8,10 ,12 ,15min左右的短周期成分 ,同时也有 30～ 6 5min的长周期成分 ,每隔一段时间就出现从短周期到长周期连成一片的现象 ,风力越大 ,连接出现得越频繁。大风的次声波三维动态频谱的强振幅平均值与风力级数的大小有关 ,前者随后者的增加而增大 。

新疆实验次声台阵设计

次声测量与数据是次声各项研究的基础,而次声台阵是现代次声测量的主要形式,为此设计并建立了两个无人值守式实验次声四元台阵。描述了次声台阵的结构,对台站的仪器构成进行了说明,重点对其降噪管和通信系统进行了描述。降噪管为十字玫瑰花瓣型降噪管,给出了其降风噪性能。台站通信系统基于VPN进行架构,实现了数据的实时自动传输和FTP传输功能。实测结果表明实验台阵的噪声主要是由微气压、山背波和台阵附近的随机干扰噪声构成。台阵记录到了大量当量较小的区域地表采矿、采石微差爆破次声信号,也记录到了2013年2月15日俄罗斯陨石大爆炸事件相关的清晰的次声信号。分析结果表明,该次声台阵具有良好的性能,具有一定的推广价值。

生物粘附性微球的制备及其评价——I.离子交联法制备生物粘附性微球及其粒径预测

以硫酸为离子交联剂,制备了几丁聚糖生物粘附性微球.与硫酸盐作为离子交联剂相比,本方法制备的微球交联程度高,呈较规则的球形,表面致密,机械强度高,在人工模拟肠液中可以保存24h以上.微球的粒径是影响药物释放动力学的重要因素.运用四因素二次正交回归组合设计方法考察了几丁聚糖浓度、交联剂浓度、交联时间和转速对微球粒径的影响,得出了制备几丁聚糖微球粒径的回归模型方程.统计检验表明,其中几丁聚糖浓度和搅拌转速对微球粒径的影响最为显著.

次声的特点及其应用

次声是频率为0.0001Hz～20Hz范围内的声波,广泛存在于人类生存的环境中,在大自然的许多活动中都有次声的产生,而人类日常生活和工业生产过程中也有次声的存在。次声是一种无形、人耳听不到的声波,具有穿透能力强、衰减小等非常显著的特点。它通过共振机理对人体产生危害作用,可使人感到头晕头痛、恶心烦躁、胸闷腹泻、疲倦无力、注意力分散等等,严重时甚至能使人的肺腔破裂导致死亡。人们根据其特点将其应用于武器、监测、工业、医疗等多方面,取得了明显的效果。但人类对次声的研究目前尚处于起步阶段,应尽最大可能去研究次声、应用次声,令其更好地造福于人类。

新疆实验次声台站

介绍了布设于乌鲁木齐附近、用于CTBT的次声台站的构成及对记录的次声信号进行处理分析的情况。计算结果表明,次声台站对于空中次声事件和地表爆破事件都具有较强的监测能力。

基于声学参量阵的次声波定向仿真技术研究

针对次声波生成及定向技术展开研究。采用DDS技术通过电声转换实现了不同频率次声波的生成;应用声学参量阵,以两路超声波通过叠加,实现以超声波载波调制生成次生波。该方法可有效抑制旁瓣,使次声波主要集中在主轴方向,解决了次声波的定向传播问题,并通过仿真实验验证了该方法的可行性。

次声波聚焦技术研究

次声波和次声武器从上世纪末才开始引起人们的关注和研究,因此次声发射和聚焦技术还处于起步阶段,许多理论和技术难题需要解决。文中在借鉴超声波聚焦技术的基础上,分析了透镜聚焦、曲面自聚焦、相控阵聚焦等三种声波聚焦方法的利与弊,从而选用和设计了次声相控阵聚焦系统。经过阵列参数优化计算和声场仿真,证明用球面相控阵聚焦系统基本能够满足靶区次声强在120dB以上的要求。

锚杆与围岩加载过程的红外热像模拟实验研究

应用红外热像技术,对锚杆与围岩加载变化破坏过程中的红外辐射现象进行了实验研究.结果表明:无锚杆试块红外辐射温度随着荷载增加,呈现整体均匀升温变化;试块布置锚杆后其承载能力增加,红外辐射温度也明显升高,应力峰值后,在锚杆周围形成一个由不同等温线组成的区域,由内向外温度逐步降低,锚杆周围红外温度场与应力场,在形状和空间分布上有很好的相似性,红外热像高温区和低温区分别对应高应力区和低应力区.

反蛙人次声武器次声场特征研究

由于武装蛙人在小规模海上冲突中的威胁越来越大,对次声武器应用于反蛙人作战进行了研究。分析了次声的损伤机理及杀伤阈值,对次声场的分布特征进行了仿真,并研究了大功率次声源技术。