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鄂西地应力测量与隧道岩爆预测分析

岩石力学与工程学报 2005年第24期24卷 4472-4477页

作者：肖本职罗超文刘元坤长江科学院湖北武汉430010

国家重点工程宜昌—万州(以下简宜万)铁路穿越鄂西灰岩山区,形成了大量深埋隧道。为了对设计进行优化并指导施工,在宜万铁路沿线进行了多个钻孔的水压致裂法地应力测量,并通过地应力实测资料进行岩爆及塑性大变形分析预测。测试结果表明... 详细信息

国家重点工程宜昌—万州(以下简宜万)铁路穿越鄂西灰岩山区,形成了大量深埋隧道。为了对设计进行优化并指导施工,在宜万铁路沿线进行了多个钻孔的水压致裂法地应力测量,并通过地应力实测资料进行岩爆及塑性大变形分析预测。测试结果表明:鄂西灰岩山区具有中等偏高应力水平,最大水平主应力方向主要为近EW向。基于实测应力结果,通过工程岩体分级标准判别法、Russenes判别法、Turchaninov判别法、Hoek判别法等4种判别方法进行预测,埋深较深的坚硬岩石隧道有岩爆发生的可能,而软岩隧道也有可能发生塑性大变形。在施工过程中应采取合理的开挖方式及防爆安全措施,防止灾害发生。

关键词：岩石力学水压致裂法岩爆大变形铁路隧道鄂西地区

声波共振技术防治农作物有害生物的实验研究及其实现

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声波共振技术防治农作物有害生物的实验研究及其实现

作者：刘元坤重庆大学

学位级别：硕士

据联合国粮农组织(FAO)的调查结果显示，全世界每年病虫害对谷物量造成的损失为预计收成量的20%～40%,经济损失高达1200亿美元。我国的耕地面积仅占全世界的7%，却养活着占世界22%的人口，可见，病虫害对我国的威胁更是不可小觑。目前... 详细信息

据联合国粮农组织(FAO)的调查结果显示，全世界每年病虫害对谷物量造成的损失为预计收成量的20%～40%,经济损失高达1200亿美元。我国的耕地面积仅占全世界的7%，却养活着占世界22%的人口，可见，病虫害对我国的威胁更是不可小觑。目前，国内外常见的病虫害防治手段主要包括化学防治、生物防治、物理机械防治、生态控制等。其中，化学农药防治是主要手段。但长期和大量使用化学农药对人类社会所造成的直接或间接污染和危害相当严重。因此，需寻找一种新型的安全、绿色、环保、高效的病虫害防治手段。本论文提出了基于共振原理的声波防治农作物害虫技术，并对该技术进行了分析和实验验证。在此基础上，本论文提出了一种采用风驱声波防治农作物有害生物的装置的实现方法，着重研究并解决了该装置中存在的扬声器阻抗匹配问题。本论文的主要研究工作和成果有：1)从产生共振的3个条件(声波、害虫某一器官或组织的固有频率范围和相对阻尼系数)加以理论分析，得出农作物虫害声波防治技术是可行的结论。2)一定条件的声波辐照会使果蝇产生行为异常反应。若以果蝇虫体趋避率作为果蝇行为异常的评价标准，则有：声压级一定时，声波频率是主要因素，且声波频率越接近果蝇固有频率，声波影响程度越显著;声波在固有频率附近时，声压级越高，声波影响程度越显著，并且以上两项的实验结果都与辐照时间关系不大。3)对比研究了共振声波对柑桔大实蝇行为效应和寿命的影响。(1)一定条件的声波辐照下，柑桔大实蝇会产生不适反应。(2)共振声波辐照下，柑桔大实蝇具有显著的趋避反应，有效趋避率达36.48%。(3)声强越大，柑桔大实蝇的趋避反应越明显，但声强低于80dB时，无显著趋避反应。(4)高强度共振声波对柑桔大实蝇的寿命具有显著的影响。4)针对防治农作物虫害所需的声波参数，本文提出了一种基于共振声波技术的声波防治农作物害虫装置，根据测得的扬声器等效电路参数主要设计扬声器阵列阻抗匹配电路并用ORCAD软件对该电路进行了仿真实验。

关键词：虫害防治共振声波固有频率指向性阻抗匹配

三维正交机织复合材料弹道冲击破坏：实验研究和有限元计算

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三维正交机织复合材料弹道冲击破坏：实验研究和有限元计算

作者：刘元坤东华大学

学位级别：硕士

弹道侵彻破坏是结构防护工程领域的重要研究内容。由高强度、高模量、高韧性纤维制成的织物及其复合材料具有优良的抗冲击能力和较轻的重量,可广泛应用于飞行器、船舶、汽车、建筑等防护工程领域。三维正交机织复合材料是一种典型的三... 详细信息

弹道侵彻破坏是结构防护工程领域的重要研究内容。由高强度、高模量、高韧性纤维制成的织物及其复合材料具有优良的抗冲击能力和较轻的重量,可广泛应用于飞行器、船舶、汽车、建筑等防护工程领域。三维正交机织复合材料是一种典型的三维纺织结构复合材料,经向和纬向的纱束在平面内呈90°交织或排列,以提供复合材料的面内刚度和强度;厚度方向上由于引入Z向捆绑纱,维持材料的结构稳定性,大幅度提高复合材料断裂韧性和层间剪切强度,同时使三维机织复合材料具有极高的冲击损伤容限。本论文的主要工作是:(1)用玻璃纤维、对位芳族聚酰胺纤维(p-phenyleneterephthalamide,PPTA)织造三维正交机织物;借助真空辅助树脂转移成型技术(vacuum assisted resin transfer molding,VARTM)制造三维正交织物/不饱和聚酯复合材料;(2)测试复合材料弹道侵彻性质,在给定入射速度下得到弹体剩余速度,绘制弹体入射速度和剩余速度曲线,同时观测复合材料冲击破坏形态;(3)基于复合材料单胞刚度矩阵和临界失效面积破坏准则,编写定义复合材料属性的用户子程序,联合商用有限元软件包计算复合材料弹道侵彻破坏。比较实验和有限元计算结果,发现两者在对弹体动能的吸收以及复合材料靶板的破坏形态有较好的一致性。本文研究为三维正交机织复合材料在弹道防护中的应用提供了一种设计方法,所得实验结论和相应计算方法可以指导高性能防护装甲设计。

关键词：三维正交机织复合材料弹道冲击破坏模式用户子程序有限元

基于主动条纹偏折术的透明相位物体波前测量方法

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中国激光 2007年第4期34卷 515-518页

作者：刘元坤苏显渝吴庆阳四川大学光电科学技术系四川成都610064

采用主动条纹偏折和相移技术提出一种新的相位物体波前测量方法。在已标定的摄像机系统中,通过相移和移动条纹显示屏可精确测量相位物体引起的成像光线偏折,从光线偏折分布中提取波前梯度分布,进而计算出待测波前分布。首先在液晶显示... 详细信息

采用主动条纹偏折和相移技术提出一种新的相位物体波前测量方法。在已标定的摄像机系统中,通过相移和移动条纹显示屏可精确测量相位物体引起的成像光线偏折,从光线偏折分布中提取波前梯度分布,进而计算出待测波前分布。首先在液晶显示屏上分别显示水平和垂直两个方向的正弦灰度调制条纹图,用CCD分别记录下原始条纹图和经过待测物体后的变形条纹图,然后移动液晶显示屏,再次记录下相应的条纹图,可计算出透明相位物体引起的偏折角及其波前分布。通过对正透镜的实际测量,证明了该方法切实可行。

关键词：测量条纹偏折术相移技术标定

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基于结构照明的三维物体识别新方法

光电子．激光 2003年第8期14卷 869-872页

作者：姜美花苏显渝刘元坤四川大学光电科学技术系四川成都610064

提出了一种三维物体的识别方法。将一正弦条纹分别投影到参考物体和待测表面,摄像机得到的是2幅有变形条纹的二维强度像。参考的变形条纹图像和待识别的变形条纹图像,经过联合变换相关(JTC),得到自相关和互相关输出,最后根据输出的相关... 详细信息

提出了一种三维物体的识别方法。将一正弦条纹分别投影到参考物体和待测表面,摄像机得到的是2幅有变形条纹的二维强度像。参考的变形条纹图像和待识别的变形条纹图像,经过联合变换相关(JTC),得到自相关和互相关输出,最后根据输出的相关峰大小即可判别不同的物体。这种相关识别方法的实质是通过结构照明的方法,构造一个新的识别复函数,物体的高度分布以复函数位相的形式编码于新的识别复函数之中,因此该方法具有本征三维识别的特点。计算机模拟实验证明了这种方法用于三维物体识别的可能性。

关键词：结构照明三维物体识别联合变换相关傅里叶变换相关识别

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基于非相干成像的透明物体波前测量方法

激光杂志 2004年第1期25卷 29-31页

作者：刘元坤苏显渝姜美花四川大学光电科学技术系成都610064

提出一种新的波前测量方法 ,这种方法采用了非相干成像和相移技术 ,通过相移可精确测量位相物体引起的成像光线偏折 ,然后计算波前分布。测量中 ,利用PC机显卡的双屏功能 ,其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制光栅图样 ,CCD记录下... 详细信息

提出一种新的波前测量方法 ,这种方法采用了非相干成像和相移技术 ,通过相移可精确测量位相物体引起的成像光线偏折 ,然后计算波前分布。测量中 ,利用PC机显卡的双屏功能 ,其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制光栅图样 ,CCD记录下经过待测物体后的变形条纹图样 ,根据相移技术可以完成对透明物体波前的测量。在这一技术中 ,由于调制光栅图样是由PC产生 ,因此光栅的周期和方向可以灵活设置 ,并可以实现精确的相移。计算机模拟和实验验证了这一技术的可行性。与传统的波前干涉计量相比较 ,这种方法具有结构简单、成本低、灵活性高等优点。

关键词：非相干成像透明物体波前测量相移技术干涉计量技术

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锚杆灌浆体与岩(土)体间的粘结强度

岩石力学与工程学报 2005年第19期24卷 3482-3486页

作者：韩军陈强刘元坤程良奎长江科学院岩基研究所湖北武汉430019 中冶集团建筑研究总院北京100088

根据岩土锚固的有关试验资料,分析了影响锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的主要因素,提出了锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的建议值,并指出了锚杆受荷时,沿锚固段长度粘结应力分布的不均匀性,其不均匀程度随锚固段长度的增加而加剧。以往... 详细信息

根据岩土锚固的有关试验资料,分析了影响锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的主要因素,提出了锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的建议值,并指出了锚杆受荷时,沿锚固段长度粘结应力分布的不均匀性,其不均匀程度随锚固段长度的增加而加剧。以往在计算锚杆抗拔力公式中对不同锚固长度的锚杆均采用单一的粘结强度值是不合理的,而应引入锚固长度对粘结强度的影响系数。

关键词：岩土力学岩土锚固粘结强度灌浆体影响系数

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基于结构光投影的光学面形测量方法研究

基于结构光投影的光学面形测量方法研究

作者：刘元坤四川大学

学位级别：硕士

基于结构光照明的光学三维传感技术自80年代提出以来，由于非接触、快速、精度高等优点，已得到了广泛的应用，主要用于复杂漫反射表面的三维测量。干涉测量技术作为高精度测量方法，广泛应用于光学面形检测，但通常干涉系统都需要单色... 详细信息

基于结构光照明的光学三维传感技术自80年代提出以来，由于非接触、快速、精度高等优点，已得到了广泛的应用，主要用于复杂漫反射表面的三维测量。干涉测量技术作为高精度测量方法，广泛应用于光学面形检测，但通常干涉系统都需要单色光源、并且设计精密、结构复杂，造价昂贵，因此影响了干涉测量方法的进一步推广应用。本文深入探讨了一种简单的光学面形测量方法，即基于结构光投影的光学面形测量方法。这种方法的要点是：利用PC机显卡的双屏功能，其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制条纹图样，CCD记录下标准条纹图样以及由待测光学表面物体引起的变形条纹图样，由此计算出待测物体引起的变化相位，控制计算机产生竖直和水平两个方向正弦条纹，分别测量到两个方向的变化相位;根据非相干光成像原理推导出光学面形梯度与变化相位的对应关系，然后通过数值积分重建所测面形，从而完成对光学面形的测量。由于条纹为计算机产生，因此可以灵活方便地调节条纹的方向和周期，从而灵活地调节测量精度，并且可以实现准确相移。本文分别研究了两种光学面形，即透明相位物体波前测量以及反射面形测量，解决了相位展开以及面形重建等关键技术问题。计算机模拟和实际测量验证了该方法的可行性。四川大学硕士学位论文摘要与传统的干涉计量相比较，该方法具有结构简单、成本低、灵活性高等优点，特别适用于非球面光学面形和波前变化范围较大的光学面形测量。并且可以预计随着显示屏和探测器分辨率的提高，该方法的测量精度还可以进一步改善，因此该方法拥有广阔的应用前景。关键词:波前测量梯度面形测量相移技术非相干成像数值积分*本文的工作得到国家自然科学基金与中国工程物理研究院联合基金资助马

关键词：波前测量梯度面形测量相移技术非相干成像数值积分

布西水电站坝址边坡地应力场及岩体力学特性的试验研究

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岩石力学与工程学报 2006年第Z2期25卷 3959-3964页

作者：周春华艾凯尹健民刘元坤长江科学院岩基研究所湖北武汉430010

介绍了水压致裂法和钻孔弹性模量法在布西坝址边坡地应力场及该区域岩体力学性状研究中的综合应用,其中包括测试区域岩体水平主应力、弹性模量和变形模量的大小及其分布规律。研究结果表明:坝址右岸边坡的应力水平明显高于左岸,而浅部... 详细信息

介绍了水压致裂法和钻孔弹性模量法在布西坝址边坡地应力场及该区域岩体力学性状研究中的综合应用,其中包括测试区域岩体水平主应力、弹性模量和变形模量的大小及其分布规律。研究结果表明:坝址右岸边坡的应力水平明显高于左岸,而浅部测试的模量值均较小,揭示了边坡表层及河床附近岩体的力学性质。最后根据测试结果分析了边坡卸荷机制,初步划定卸荷界限,为拱坝坝肩边坡的合理开挖提供了依据。

关键词：岩石力学水压致裂法钻孔弹性模量坝址边坡卸荷带