虚拟震源地震探测方法及其应用

SsPmp震相是远震直达S波在地表激发的下行P波在Moho面反射的震相,具有信号能量大、信噪比高、不易受近地表沉积层和地壳小尺度结构扰动的影响等优势.虚拟地震测深方法(VDSS)是近年来发展的利用SsPmp震相与直达Ss波震相的到时差来研究地壳厚度(或Moho面深度)的探测方法.本文介绍了VDSS方法的原理、优势及其在实际应用中的表现.研究表明,VDSS方法在提高探测精度、降低成本、环境影响等方面具有显著优势,且成功应用于克拉通、造山带和沉积盆地、峨眉山大火成岩省等不同地质环境中,在探测地壳结构中展现出巨大潜力和应用价值.但是VDSS方法的准确度高度依赖于地震数据的质量,尤其是远震S波的清晰度和震中距的范围,使得该方法在复杂地质结构区域的应用受到较大限制.未来,VDSS与传统接收函数方法、地震层析成像、重力测量等多类地球物理方法的结合,有望为地壳结构探测提供更全面的约束.

密集台阵主动源与被动源联合探测珠三角地壳结构

基于密集台阵的远震接收函数探测与人工地震测深使用相同的观测系统、观测仪器,人工地震测深的优势在于构建地壳上地幔精细速度结构模型,密集台阵接收函数成像的优势在于构建地壳几何结构模型,密集台阵主动源与被动源的联合探测方法可以有效地扩展和提升深部探测的成果和认识.本研究使用珠三角地区人工地震测深L1测线的连续数据,开展了被动源远震接收函数成像研究,联合人工地震测深获得的地壳P波速度结构模型,构建了L1测线下方的地壳几何结构模型以及地壳平均波速比分布,揭示了珠三角西岸的地壳结构和断裂带的特征,主要包括:(1)地壳厚度28~30 km,过吴川—四会断裂后向东南方向减薄;(2)地壳平均波速比在测线中部吴川—四会断裂附近为~1.73,两侧小于1.70;(3)中地壳内存在低速构造,横向上被恩平—开平断裂带分隔.基于上述结果认为珠三角地区的地壳经历过明显的减薄作用,偏低的地壳平均波速比和下地壳V_(P)说明主要由下地壳减薄导致,推测吴川—四会断裂和恩平—开平断裂深部向东倾斜,并深切至Moho面,断裂带的形成演化受控于区域岩石圈地幔的热隆作用以及东南向的伸展作用.基于密集台阵的主动源与被动源联合探测方法,能为认识精细的地壳上地幔结构特征提供多参数、多尺度的约束,对刻画界面属性、断裂延伸、流熔体分布等都有重要指示意义,在深部结构探测和矿产资源勘查等领域具有广阔的应用前景.

隧道超挖超耗管控措施研究

隧道的超挖超耗管控是绿色低碳时代背景下工程界最关心的难题,对施工企业的成本控制和效益提升具有重要意义。以武两高速XFS隧道为背景,系统总结了隧道超挖超耗的10类影响因素和常见对策,包括围岩条件、施工参数、测量放样、爆破方案、钻孔质量、喷射混凝土回弹率、预留变形量、物资设备性能、作业人员水平和现场施工管控。分析了XFS隧道超挖超耗的原因,并制定了加强地质预报和超前支护施作,减小开挖进尺;动态调整爆破方案,严格炮孔质量检查;引入超细改性硅微粉优化配合比,提高喷射工艺水平;加强现场施工管控,制定超挖超耗管控办法,落实作业人员的激励奖惩等措施。措施执行后,XFS隧道平均超挖由30.1 cm降低至16.6 cm,综合超耗由173.7%降低至100.7%。

基于声音特征优化和改进支持向量机的鸟声识别

为了在低参数量下提高鸟鸣声的识别准确率,提出了一种新的鸟声识别方法,包括鸟声信号特征优化和乌鸦搜索-支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类识别。该方法首先采用主成分分析法对从鸟声中提取的梅尔频率倒谱系数(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC)和翻转梅尔频率倒谱系数进行选择,得到优化后的声音特征参数并将其作为鸟声识别算法的输入;然后利用乌鸦搜索算法对SVM的核参数和损失值进行选优,得到改进的SVM网络用于鸟声分类识别。试验结果表明,该方法对5种鸟声识别的准确率为92.2%,声音特征维数在16时可以得到最好的识别效果。该方法为野外鸟声自动识别提供了一种可行的方式。

中国石油深层、超深层油气勘探进展与启示

近年来,中国石油天然气股份有限公司(以下简称中国石油)在陆上深层、超深层油气领域勘探持续获得突破,形成了一批规模储量区,展现出了巨大的油气勘探潜力。为了进一步明确未来中国石油深层、超深层油气勘探方向,在对中国石油近期油气勘探发展形势和新进展分析的基础上,将深层、超深层重点勘探突破进行了领域细分,并系统梳理了中国石油未来油气勘探重点区带并开展了排队优选研究,最后总结了各领域的勘探经验和启示。研究结果表明:①深层、超深层领域可细分为海相碳酸盐岩、碎屑岩及复杂岩性地层、前陆冲断带、深层页岩气4大领域;②向深层进军寻找突破是中国石油未来油气勘探的战略选择,也是未来中国石油油气勘探的重点,应分层次、突出重点部署,积极寻找规模新发现和大突破;③中国石油深层、超深层4大领域勘探程度低、剩余资源潜力大,根据目前勘探进展,初步梳理出40个未来油气勘探重点区带,其中石油地质资源量为39.4×10^(8)t,天然气地质资源量为39.6×10^(12)m^(3),油气勘探潜力巨大。结论认为,深层、超深层是规模油气发现的重大现实领域,保持战略定力、持续加大技术攻关和新领域的探索力度、不断创新理论认识、突破技术瓶颈是加快深层、超深层油气规模勘探开发的重要举措。

组合浸渍和超低温冻融预处理对真空冷冻干燥蓝莓品质的影响

为探究组合浸渍冻干保护剂(海藻糖-CaCl_(2))和超低温冻融预处理对蓝莓活性物质和品质的影响,该研究以直接冷冻干燥为对照组,以普通冻融(-20℃)、超低温快速冻融(-80℃)、超声波辅助冻干保护剂浸渍冻融(-20℃)、(-80℃)预处理后进行真空冷冻干燥为试验组,比较分析蓝莓活性物质(多酚氧化酶和过氧化物酶活性)、营养物质(维生素C、花青素、总酚、类黄酮)、质构特性(硬度、咀嚼性)等指标的变化情况,并在此基础上进行BoxBehnken三因素三水平试验设计。结果表明:单一的冻干保护剂浸渍处理或者超低温处理均不如两者组合效果理想,两者组合浸渍后-80℃冻融处理可以有效维持蓝莓硬度,提高蓝莓营养物质的保留度并减少真空冷冻干燥时间。冻融次数为2次,浸渍时间为3.7 h,单次冷冻时间为4.2 d时蓝莓综合指标最高,营养物质保留度最高。该研究阐述了冻干保护剂浸渍预处理与超低温冻融两者联合处理对真空冷冻干燥蓝莓品质提升的机理,探究了冻融次数、冷冻时间、浸渍时间对品质的影响,得出了真空冷冻干燥预处理的最佳参数,为蓝莓真空冷冻干燥技术的发展提供了新思路。

考虑小波包-灰度共生矩阵的高压断路器弹簧疲劳故障程度诊断研究

弹簧操动机构作为高压断路器(High voltage circuit breakers,HVCBs)分合闸操作的储能单元,其可靠性对电力系统的安全运行具有重要意义。本文以六氟化硫高压断路器的弹簧操动机构为研究对象,分析分合闸弹簧的动作机理,对弹簧进行不同程度的故障设置。介绍了振动、声音传感器设备及采集参数,针对小波包时频分析法的缺点,提出一种基于小波包-灰度共生矩阵(Gray level co-occurrence matrix,GLCM)的特征提取方法。从诊断速度和诊断准确度两方面对比了支持向量机(Support vector machine,SVM)、决策树(Decision tree,DT)、朴素贝叶斯、K近邻(K nearest neighbors,KNN)4种诊断模型。实验结果表明,在模拟实际应用场景中,选用K近邻算法对分合闸弹簧故障进行深度诊断能够准确判断故障类型及故障程度,对高压断路器安全可靠运行具有实际应用价值。

中国石化超深层钻完井关键技术挑战及展望

超深层是中国石化油气勘探开发的重要增储上产领域。针对超深层勘探开发需求和高温高压及复杂地质环境带来的工程挑战,中国石化持续开展关键技术攻关,在钻完井基础理论和方法、钻完井装备、高温井筒工作液、耐高温井下工具仪器和完井测试等方面取得关键技术进展,保障了120口超8 000 m油气井的安全钻探,钻深能力突破9 000 m,助推塔里木盆地顺北大型超深油气田建设、四川盆地海相特深层油气勘探开发突破,为保障超深层油气勘探开发提供了有力的工程技术支撑。随着油气勘探开发不断向更深层推进,技术升级转型需求日益迫切,需进一步夯实理论研究基础,突破耐高温关键工具仪器和井筒工作液,加快推进钻完井工程技术向数智化转型,为保障深层、超深层油气高效勘探开发和加快技术升级转型提供工程技术支撑。

400 km/h高速铁路直立式声屏障降噪效果及安全性研究

开展400 km/h高速铁路噪声影响研究是践行“交通强国”战略的有力举措。为研究400 km/h高速铁路噪声特性及辐射源强,获取现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下降噪效果及适应性,采用有限元模型进行仿真计算,模拟计算400 km/h高速铁路噪声源强并进行组成分析,对高速铁路通用的直立式声屏障降噪效果、耐久性、安全性等进行分析研究,对目前直立式声屏障适应性提出实施建议。研究表明:高速列车以速度400 km/h运行时,距离铁路外轨中心线25 m、轨上3.5 m处,桥梁段总声级为97.8 dB(A),路基段总声级为96.7 dB(A),气动噪声大于轮轨噪声;提出现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下插入损失为2.7~8.9 dB(A);在安全方面,提出立柱底部螺栓养护年限;针对目前铁路直立式声屏障通用图适用性进行分析,提出结构安全优化建议。研究结果可指导400 km/h高速铁路噪声影响分析及直立式声屏障设计工作。

利用声强比衰减原理探究角位移法声源定位系统

设计了一种利用声强衰减规律进行三维声源定位的实验方法,声源定位主要通过测量声源相对探源中心的距离、方向和高度实现。利用声强比呈对数衰减的原理,推导了声波强度在空气中的衰减规律与声源距离的关系式;设计了一种角位移法测量声源方向,并给出了角位移大小与声强比到达峰值时的时间之间的关系式;通过电控升降平台,测定了声源到参考平台水平面的高度。并制作了在1立方米范围内的三维声源定位实验装置,实验结果表明,本实验装置在二维平面内,声源距离测量的最大相对误差为2.3%,方位角测量的最大误差为1.6°;在三维空间内,声源距离测量的最大相对误差为2.9%,高度测量的最大相对误差为4.9%,方位角测量的最大误差为0.8°,通过实验证明了本实验系统定位效果较好。

塔里木油田超深层钻井技术进展及难题探讨

当前,塔里木油田以超深特深层为代表的深地油气资源开发对满足我国经济发展需求和保障能源安全至关重要。经过数十年的探索和实践,塔里木油田创新形成了超深复杂井井身结构设计、超深难钻地层钻井提速、超深大斜度井水平井钻井、超深复杂地层钻完井液、超深复杂地层固井、高温高压井完整性、超深复杂井井控等一系列超深层钻井技术,保障深地油气勘探获得重大突破并创造多项纪录。伴随超深井数量持续增加,工程地质条件更加复杂,井下环境更加苛刻,超深层钻井过程势必面临新的工程难题和挑战,严重制约深地油气资源安全高效开发。为此,通过概括塔里木油田钻井工程技术发展历程,系统梳理了深地钻井工程技术取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与油气开发要求,指出了塔里木油田钻井工程技术从超深层迈入特深层新时期的焦点问题及攻关发展方向,为国内外深地复杂油气井安全高效钻进提供借鉴和参考。

基于卷积神经网络的移动机器人声源定位方法综述

听觉系统是机器人感知周围环境信息的重要途径之一,精准有效地进行声源定位,可极大提高移动机器人的感知与决策能力。将声源定位应用于危险环境救援与巡检具有重要工程意义。随着深度学习的广泛应用,引入卷积神经网络(convolutional neural networks, CNNs)的声源定位效果显著改善。将移动机器人声源定位研究从网络架构与改进、声音特征类型、数据仿真与增强,以及多模态信息融合四个角度进行综合对比及分析,并对技术的应用提出思考与展望。

基极触发的雪崩晶体管导通机理

为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极触发电压为2.4 V时,仿真和实验获得的脉冲上升时间分别为2.4 ns、2.5 ns,半高宽(FWHM)分别为6.2 ns、5.8 ns,仿真和实验结果基本一致。研究结果表明:高触发脉冲电压幅值会加速晶体管内部电场的重建过程,从而缩短延迟时间,提高晶体管响应速度;负载阻抗会影响器件导通通道尺寸,负载阻抗减小时,电流密度提升,器件通过缩窄通道来提高通道内电流密度,宏观导通电阻降低。

基于声辐射理论的声屏障插入损失研究

为进一步提升公路声屏障的降噪效果,在当前存在的公路声屏障插入损失计算公式的基础上,考虑公路声屏障受到激励后产生声辐射的现象,推导出考虑声辐射时公路声屏障插入损失计算公式。对计算结果进行分析可得,声屏障的插入损失比不考虑声辐射的情况下降低0.9~3.6 dB。因此在设计公路声屏障应当考虑声屏障声辐射对降噪效果的影响。

超稠油油藏热化学驱油水渗流特征

针对超稠油油藏热化学驱开发过程中不同温度区域内的油水渗流特征不明的问题,利用微观可视化实验和一维物理模拟实验,定量研究了不同温度下热水和驱油剂对驱油效率的影响及相对渗透率的变化规律,分析了热水和驱油剂驱油的致效机理和交互作用。实验结果表明:温度为70℃时,高温驱油剂驱的油相相对渗透率增大,水相相对渗透率变化较小;温度为150℃时,热水和驱油剂的协同增效作用更显著,热水驱转高温驱油剂驱和直接高温驱油剂驱的油相、水相相对渗透率均明显增大;温度超过200℃后,驱油剂在高温限制下驱油作用减弱,热水对驱油效率的提升大幅增加。研究表明:不同温度下,热水驱和高温驱油剂驱均可提高驱油效率;随着温度升高,热水对提高驱油效率的作用不断增大,驱油剂对驱油效率的贡献先增大后减小;热化学驱通过热水、驱油剂在不同温度区域的接替驱油和协同作用,能够实现超稠油油藏效益开发。该研究可为热化学驱提高超稠油油藏采收率提供参考。

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定蔬菜中氯酸盐和高氯酸盐

建立超高效液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中氯酸盐和高氯酸盐。样品以少量水稀释分散后,加入乙腈提取,经PRIME HLB小柱净化,用Waters Torus DEA色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)分离,以同位素内标法定量。在各自的线性范围内,氯酸盐、高氯酸盐的质量浓度与氯酸盐、高氯酸盐和相应同位素内标物的色谱峰面积比线性关系良好,相关系数均大于0.999。氯酸盐的检出限为3.0μg/kg,定量限为10μg/kg,高氯酸盐的检出限为1.5μg/kg,定量限为4.5μg/kg,平均回收率为88.9%~97.1%,相对标准偏差为2.9%~7.4%(n=6)。该方法简便、快速,适用于蔬菜中氯酸盐和高氯酸盐的同时快速检测。

不同粗糙度煤岩界面超低摩擦效应与声发射特征试验研究

为了揭示动载扰动作用下煤岩界面粗糙度对超低摩擦型冲击地压影响机制,采用自行研制的煤岩界面超低摩擦试验装置,以沈阳红阳三矿1082 m采深煤岩体为研究对象,通过改变煤块与砂岩块体表面粗糙度来模拟煤岩界面不同粗糙特性,以粗糙度系数表征煤岩界面粗糙程度,工作块体水平位移表征冲击过程中超低摩擦效应强度,声发射能量为工作块体摩擦滑动过程中的信号参数,进行应力波扰动下不同粗糙度煤岩界面超低摩擦试验.研究结果表明:(1)超低摩擦滑动过程中,工作块体水平位移、声发射能量计数以及累计能量曲线呈现出孕育阶段、激发阶段、稳定阶段变化特征;(2)煤岩界面粗糙度越小,工作块体水平位移和声发射能量峰值越大,煤岩界面越易发生超低摩擦效应;(3)不同煤岩界面粗糙度下,相比于其他扰动频率, 2 Hz时更易发生超低摩擦效应;(4)给出了声发射能量峰值与煤岩界面粗糙度系数对应关系.声发射能量峰值可以有效表征超低摩擦效应强度,可以用声发射能量峰值预测超低摩擦效应强度.

海砂超高性能混凝土试验

采用未淡化的海砂制备超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土,研究了不同氯离子含量的海砂对UHPC抗压强度、孔结构、快速氯离子渗透性以及内置钢筋耐久性的影响,并与普通混凝土进行分析比较。结果表明,海砂中的氯离子含量对UHPC抗压强度并不会产生较大的消极影响;海砂UHPC的临界孔半径约为2 nm,与海砂普通混凝土不同,孔隙率随海砂中氯含量的增加而增加;即使海砂氯离子含量高达0.636%,海砂UHPC的氯离子渗透性仍可忽略不计;海砂UHPC中钢筋在28 d后处于钝化状态并趋于稳定。

木质材料对室内声学调控的研究进展

木材为多孔性材料,在室内空间中,使用木质材料除了具有饰面作用外,还可以有效吸收声能,控制室内混响时间,改善音质,提高语言清晰度。本文概述了木质材料的吸声和隔声性能两方面的研究现状,并对未来的研究提出了建议。在此基础之上,总结了前人在大型建筑空间、小型办公空间、家居室内空间中声环境调控的不足之处。主要有以下3点:1)研究者多选取某一特定的室内空间类型进行声环境改善,尚缺乏对不同使用功能的室内空间声环境的规律性研究,以形成较为系统的室内声环境调控体系。2)成片的家具几何结构改变室内声环境的程度有待进一步研究验证。3)对于改变空间的形状、比例、布局的方法有待进一步研究其内在规律,为设计师、建筑师和科研人员提供参考依据。未来研究重点包括:1)通过使用木质材料对空间进行合理化布局与设计;2)处理好不均匀的声频或室内声场驻波的简并现象,需合理选择吸声构件。3)建立智能化声学仿真模型。

基于DeST的超低能耗建筑负荷特性研究

为实现节能减排,进一步降低建筑的能耗,通过DeST软件对严寒地区SJZU超低能耗示范中心建筑的负荷进行模拟计算,对比超低能耗建筑和不同节能水平的建筑负荷特性,分析新风量和内扰对建筑负荷的影响规律,利用数学分析方法研究内扰因素对建筑负荷的显著性。结果表明:典型超低能耗建筑的全年最大热负荷为14.74 kW,全年最大冷负荷为13.23 kW;全年累计负荷较不同节能水平下的节能建筑显著降低;人均新风量增加5 m^(3)/(h·人),全年累计热负荷平均增幅为4.73%,而全年累计冷负荷几乎不变;超低能耗建筑全年累计负荷的影响最显著的内扰因素是人员密度。