基于高频探地雷达的土壤表层含水量测定

高精度快速探测土壤表层水分状况,对于精准农业生产、水资源精确管理及防治坡耕地水土流失具有重要意义。现有探地雷达(ground penetrating radar,GPR)低频探测技术不能满足表层土壤含水量高精度要求,需要发展和应用高精度探测技术。本研究采集江宁某蔬菜地水稻土表层(0~20cm)土壤(粉砂质黏壤土),通过室内模拟试验,利用高频(1 GHz和2 GHz)探地雷达在不同土壤含水量状况下进行探测,获取GPR数据图像信息,提取电磁波谱特征参数,分析其与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:1 GHz和2 GHz频率GPR探测的土壤介电常数ε与实测土壤含水量θ拟合的ε~θ模型决定系数R2分别为0.94与0.97,高频探地雷达技术预测粉砂质黏壤土表层土壤含水量是可行的;与低频探地雷达技术相比,高频探地雷达技术能够高精度探测表层土壤含水量。     

波速测试在岩土工程勘察中的作用分析

在岩土工程勘察中,需对场地类型土及砂土液化性进行判别。本文结合工程实例,通过波速测试,对场地类型土及砂土液化性进行了判别,进一步说明波速测试是工程地质勘察中一种快速、经济、有效的原位测试方法。     

基于特征选择的黄土湿陷性预测研究

【目的】探讨视电阻率、剪切波速、导热系数及比热容等指标与黄土湿陷性的关系,从中选择可用于进行黄土湿陷性预测的指标,以简化黄土湿陷性的评价方法。【方法】在湿陷性黄土场地采取试样进行视电阻率、导热系数及比热容等试验,同时在相应取土层位进行野外剪切波速测试,运用特征选择技术,通过主成分分析、CART决策树及粒子群优化等算法对测试与试验指标进行分析。【结果】视电阻率、剪切波速在众多的测试试验指标中信息量大、重要性强,与土层埋深结合可作为黄土湿陷性的预测变量。实际工程湿陷量的预测结果表明,预测值的相对误差为-9.7%。【结论】采用视电阻率、剪切波速及土层埋深预测黄土湿陷性是可行的。     

低应变法检测桩长中波速的影响及改进方法

低应变反射波法因其具有成本低、速度快等优势,仍然是目前现场核验桩长是否存在缺陷最常用的无损方法,然而,由于其准确性受多种因素制约,其中又以波速的取值最为关键。本文分析了通过混凝土强度推定波速和运用双峰法、时差法现场测定波速两种常用方法的局限性并提出改进方法:一是作者根据对多条铁路线上的桥梁桩检测得到的数据分析论证,推荐了在铁路桥梁基桩一维杆波速的参考值;二是从理论推导和现场实测两方面论述作者所在单位南宁铁路局科学技术研究所探索运用单面反射法和对测法所得到的波速值,与实际验证结果均吻合,表明所探索的方法具有现场快速、简便、准确测定桩身波速的特点。     

介质含水率与探地雷达电磁波特征参数关系

【目的】研究GPR电磁波属性参数与含水率的内在关系,揭示流域范围内土壤水分赋存特征具有重要意义。【方法】利用美国劳雷工业SIR-3000型地质雷达,对不同含水状态风积沙进行GPR探测试验,分析了不同含水率风积沙试样中电磁波传播过程的参数特征,建立了其与含水率的关系模型,并推算介电常数;利用介电常数仪直接测定不同含水率风积沙试样的介电常数,对比基于波速间接所得介电常数,校验了介质含水率与电磁波特征参数关系模型的有效性。【结果】随介质含水率增加,GPR电磁波的双程走时呈非线性增加趋势,波速呈负线性降低趋势;随含水率增加,基于GPR波速间接推算介电常数与介电常数仪直接测定介电常数呈相似增大趋势,相同条件下两类介电常数最大误差约3.6%。【结论】借助GPR电磁波波速与双程走时可以有效评价风积沙水分赋存特征与介电特性。     

装配式输油管道水击波速计算与试验研究

研究了装配式输油管道连接器连接方式对水击波速的影响，得出了橡胶在受到约束时，其弹性模量随受压力的变化而变化的规律，推导出装配式输油管道水击波速平均计算方法。设计并试验测量了装配式输油管道 的水击波速，将试验结果与提出的水击波速计算公式的计算结果作了对比，验证了公式的有效性。     

基于声发射的樟子松锯材表面横波与内部纵波传播特性及能量衰减规律

为研究不同声发射(acoustic emission,AE)模态的传播特性与能量衰减模式,依据波动理论提出一种木材AE信号表面横波与内部纵波析取方法,进而建立AE信号能量衰减模型。首先,依据ASTM-E976-2015通过铅芯折断的方式在樟子松锯材表面产生AE源,并在不同位置采集表面横波与内部纵波的AE原始信号,采样频率设置为500 kHz;然后,采用小波分析方法从原始信号中重构AE波形,分析木材AE信号表面横波与内部纵波的传播特性;最后,通过指数函数拟合的方法,构建表面横波与内部纵波能量衰减模型。结果表明:表面横波与内部纵波在樟子松锯材中传播时AE能量均呈明显的指数衰减规律,但在频率分布和传播速率上均有较大差异。表面横波在传播初始阶段主要分布在以80.0 kHz和113.3 kHz为中心的两个中高频段内,随着其在木材表面的传播,高频信号迅速衰减为低频信号。而内部纵波始终处于相对低频段内,其平均传播速率约为表面横波的4.6倍。     

万家沟水库坝基声波测试及其成果分析

万家沟水库在坝基验收工作中,成功地运用了声波测试技术,对建基面岩体的质量作出了准确评价,为工程的设计施工提供了充分依据。本文是对该项测试工作的总结。     

伪纵波阻抗反演在湖相浊积岩储层预测中的应用

通过对陆丰凹陷南洼古近系文昌组四段湖相浊积岩岩心、测井、地震响应等特征的分析认为,该区湖相浊积岩主要发育在陆丰凹陷缓坡带辫状河三角洲前缘同沉积断裂形成的断裂坡折带下部。针对湖相浊积岩埋深大、与泥岩间互沉积的特点,在对浊积岩沉积特征、测井相、地震相研究的基础上,利用伪纵波阻抗地震反演技术,刻画了浊积岩的平面分布。研究表明,研究区浊积岩具有纵向上多期次叠加、平面上连片分布的特点;所预测的砂体厚度与钻井结果符合度高,浊积砂体展布与物源方向匹配程度高,符合地质沉积规律。