基于地面激光雷达的变电站硬管母几何形态参数测量方法

良好的几何形态有助于提高变电站硬管母的运行安全性能,但受安装质量及运行中风、重力、热及其他因素影响,运行中的硬管母不可避免会发生塑形形变,威胁着变电站硬管母的安全。针对无便携非接触带电量化检测技术的现状,本文提出了基于地面三维激光雷达实现变电站硬管母几何形态参数测量的新方法,提出了硬管母位移形变表征参数及基于激光雷达点云的表征参数计算机测量方法,并进行了现场测试。现场测试结果表明,基于地面三维激光雷达能正确地实现硬管母几何形态参数测量,通过对目标对象的三维虚拟重构,该方法实现了测量结果可视化和数字化描述,便于存档和追溯校核。本文研究成果可为管母线挠度、长度等几何形态参数的高精度、带电、非接触测量提供先进的技术解决方案。

颅内动脉瘤三维几何形态信息数值计算分析方法

目的探索两种主要的三维重建算法对颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)几何形态特征参数计算的影响。方法分别建立了基于移动立方体(marching cubes,MC)和移动四面体(marchingtetrahedral,MT)三维重建算法的颅内动脉瘤几何形态特征参数计算方法,并分别对5种主要的几何形态参数:动脉瘤的尺寸(size),纵横比(aspect ratio,AR),非球形指数(nonsphericity index,NSI),尺寸比(size ratio,SR)和动脉瘤倾斜角度(aneurysm inclination angle,AIA)进行分析。结果对6例动脉瘤几何形态特征参数的计算结果表明MC和MT两种重建算法在重建时间上差异显著且对动脉瘤几何形态参数计算结果有差异,其中对AR、NSI、SR和AIA的影响较大,而对动脉瘤尺寸影响较小。结论考虑到两种重建算法在重建时间上的差异显著,因此在计算尺寸等几何形态参数时可使用速度较快的MC算法,而在需要计算AR、NSI、SR和AIA等参数且要求一定精度时可优先使用精确度较高的MT算法。

部分十字花科植物花粉形态特征比较

为了更好地比较十字花科(Brassicaceae)植物花粉的形态特征,使用光学显微镜和扫描电镜观察诸葛菜〔Orychophragmus violaceus(Linn.)O.E.Schulz〕、芸薹(Brassica campestris Linn.)、欧洲油菜(B.napus Linn.)2个品种(叶缘具锯齿和叶缘无锯齿)、芥菜〔B.juncea(Linn.)Czern.〕和萝卜(Raphanus sativus Linn.)的花粉形态,并比较6个材料花粉的几何形态参数差异。结果表明:6个材料花粉的极面观为三裂圆形,欧洲油菜(叶缘具锯齿)和芥菜花粉的赤道面观为椭球形,其余4个材料花粉的赤道面观为长椭球形,并且6个材料花粉均具三沟;极轴长和赤道轴长分别为22.44~28.19和19.09~24.25μm,极轴长与赤道轴长的比值为1.07~1.18;赤道面直径和极面直径分别为20.78~26.15和18.93~25.21μm;除诸葛菜花粉外壁具2层结构(即外壁外层和基层)外,其余材料花粉外壁均具3层结构(即外壁外层、基层和外壁内层),厚度1.84~2.46μm;极面弧形弯曲率为0.34~0.39。诸葛菜花粉网眼内无疣状结构,其余材料花粉网眼内均有疣状结构,其中,芸薹花粉网眼内的疣状结构最明显,芥菜花粉网眼内的疣状结构最不明显;6个材料花粉的网眼密度为0.3~0.9μm^(-2),网眼直径为0.86~1.44μm。根据上述花粉形态特征,6个材料可分成2个大类,其中,诸葛菜单独为一类,其花粉赤道面观为长椭球形,外壁较薄,网眼内无疣状结构,且网眼直径小、密度大;其余材料为另一类,其花粉赤道面观为椭球形或长椭球形,外壁较厚,网眼内有疣状结构,且网眼直径大、密度小。研究结果显示:6个材料花粉的形状和大小、外壁层次结构和厚度、极面弧形弯曲率、网眼内的疣状结构及网眼密度和大小存在一定差异。花粉网眼内的疣状结构及部分花粉几何形态参数差异可用于区分诸葛菜与其他5个材料,但光学显微镜下的花粉外壁层次结构不宜作为十字花科植物花粉鉴别的依据。

边缘检测技术在确定流体包裹体迹线中的应用

岩体裂隙中大量存在着流体包裹体,它们是流体包裹体迹面和流体包裹体迹线的组成成分。具有不同几何和形态参数的微观成分和显微构造记录岩体变形和破坏过程的重要信息。把冷热台中显微镜摄得的数字图像作为原始图像并转换成相应的灰度图像,采用四叉树分解和区域分割等方法把整个图像分解成多个子块,使用拐点与导数判定等方法检测流体包裹体,使用膨胀与腐蚀等数学形态学方法判定包裹体边界,经过重新定位后得到单个包裹体在整体坐标系中的位置信息,根据包裹体几何参数与最小二乘法获得了流体包裹体迹线及其形态和几何参数。这些处理过程均通过编制的应用程序在计算机中自动实现。由于流体包裹体迹线反映岩体中显微裂隙的一些特性、显微构造与宏观构造又具有一定的成生联系,因此,研究结果将为研究岩体地区各种地质现象变化过程的微观机制提供较好的理论基础。

一种滑坡堰塞坝稳定性的快速评估模型

通过搜集110个国内外滑坡堰塞湖的几何形态参数和溃决时间,运用相关性分析、偏相关性分析和正态分布检验,得到87组相关系数小于0.6的自变量组合。基于Fisher判别分析,通过特征值和交叉验证选择出分类能力较强的4组自变量组合。在此基础上,对这4组组合分别建立Fisher判别模型和逻辑回归模型,绘制ROC曲线,选择出最佳的稳定性评估模型。结果显示:影响堰塞坝稳定性的几何形态参数依次为堰塞坝坝高、体积、堰塞湖库容和湖水面积。采用唐家山堰塞坝、红石岩堰塞坝和木鱼镇堰塞坝3个实际案例,验证了评估模型的有效性。该研究可为滑坡堰塞坝应急抢险提供一定的实践指导。

城市桥梁检测评定的常用方法及示例

为了保障城市桥梁的安全运行,介绍了几种桥梁检测方法,主要包括桥梁病害检查、桥梁构件复核及尺寸测量、几何形态参数测定、结构无损检测、上部结构承载力检算、荷载试验等。对几种主要的检测手段进行了举例说明,从检查内容、检测方式、检算结果等方面,阐述了桥梁检测过程,为桥梁运行期间规范风险源辨识、评估与管控工作,以及规范检测和养护等工作提供参考。

Parametric Tool for Static and Dynamic Analysis of Wind Turbine Tower Using Finite Element Method

This work deals with a description of a parametric tool for elastic analysis of wind turbine tower, incorporating all analysis steps （preprocessing, processing and post-processing）. The tower geometry is approximated by fiat elements in which the membrane effects are evaluated using the FF （free formulation） finite element and the flexure effects are calculated using DKT （discrete shear triangle） finite element. The user-friendly system is implemented using OpenGL library to provide the graphical construction for geometry, mesh orientation, and other requirements of the finite element model. For the processing stage is built a specific dll library implemented in C＋＋ language for the analysis using the FF and DKT finite elements. The post-processing stage is build using specific dialogs box to present all results. The displacement results are visualized in the graphic interface to show the static and dynamic deformations of the tower. Some examples are presented to show all the tasks of the parametric tool.

煤岩体在水中高压放电下致裂效果的定量评价

为了研究水中高压放电对低渗透性煤体的致裂效果,设计在3MPa水压中高压脉冲放电压裂试验,利用CT扫描系统和孔裂隙特征分析软件,通过研究煤样内部裂隙的几何形态参数、分形维数及裂隙宽度概率密度函数的变化,定量分析煤岩体在不同加载压裂方式下的裂纹扩展规律。研究结果表明:在相同水压条件下,高压电脉冲水压压裂煤体的效果明显优于单纯3 MPa水压的压裂效果;放电电压越高,煤样内部裂隙的数量和节点数量越多、总长度越长、平均宽度越宽以及裂隙率越大;放电电压越高,分形维数和裂隙分布初值的对数值越大,即裂隙越复杂,大裂隙所占比例越大;放电电压越高,裂隙宽度越宽,宽度分布范围也越广。由此可见,水中高压脉冲放电对煤体具有良好的致裂效果。