梅林地区岩性测试与物理模拟.docx

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梅林地区岩性测试与物理模拟

梅林地区岩性测试与物理模拟

1、相关定义

1.1、台风滑坡形成机理的概念模型

综合以上各章节所述,对于台风滑坡的变形破坏机理及滑坡形成过程,我们可以抽象出如图3-13,图3-14,图3-15所示的概念模型。

概念模型的基本要点如下。

1、该地区由台风所引发大多滑坡的规模一般较小,绝大多数滑坡方量在1000m3以下。

2、滑坡体上部以碎石粘土为主的,杂以粘土、砂质粘土、粉土、亚砂土、碎石砂土等构成的第四系残坡积覆盖层,厚度约为5m;下部是由凝灰岩等火山熔岩、火山碎屑岩,或闪长岩、花岗岩等侵入岩构成的基岩,二者的接触面构成滑坡的滑动面。

3、滑坡坡面形态平直,长约为50m,坡度约为30°,基覆面约为30°。

4、斜坡坡体上植被覆盖率较好,有乔木、竹、灌木、草等种类。

由于植被往往通过台风大风对斜坡发生作用效应,经前人研究,在抽象出的概念模型中,我们将斜坡体上植被分成三种类型:

包括有乔木、竹生长的视为乔木类植被;包括草、无植被生长的斜坡都视为无植被生长类斜坡;灌木类植被。

22图3-13乔木类斜坡概念模型图3-14无植被生长类斜坡概念模型图3-15灌木类斜坡概念模型23第4章模型设计第3章主要针对台风滑坡的发育特征,导致台风滑坡产生的主要影响因素及各类台风滑坡的成因进行了分析,并形成了台风滑坡形成机理的概念模型。

我们拟采用物理模拟的方法来验证台风滑坡形成机理的分析,在本章节将对台风滑坡物理模拟的模型设计进行叙述。

1.2、SCR脱硝的几个基本概念

2.2.1NOx脱除率烟气流经SCR脱硝反应器后NOx脱除率的定义如下:

NOx=?

×100%xinxinxoutNOηNONO（2.17）式中,ηNOx—NOx百分比脱除率;NOxin—脱硝系统运行时反应器入口烟气中的NOx浓度,mg/Nm3;NOxout—脱硝系统运行时反应器出口烟气中的NOx浓度,mg/Nm3。

脱硝效率是脱硝系统性能的重要指标之一。

在实际工程中通过检测仪表对反应器进出口NOx浓度进行测量,并将测量信号送入DCS控制系统计算比较后将信号反馈给氨流量调节阀,调节阀根据反馈信号来控制喷入烟道中的氨量,从而保证设计的脱硝效率。

1.3、变态相似定义

两个管网体系彼此几何相似,是指所占据空间的对应尺寸之比为固定值,一般选为设计变量。

用λL、λd表示管网原型和物理模型之间的管长比尺和管径比尺。

如果λL=λd,两管网体系就是正态相似的;如果λL≠λd,两体系就是差似,也就是变态相似,这时,定义模型变态率?

为管长比尺与管径比尺之比值,即有:

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1.4、反应器基本概念

SCR烟气脱硝反应器的主要作用是承载催化剂,提供脱硝反应的空间,保证顺畅的烟气流动状况和均匀的气流分布状况,使脱硝反应能够顺利进行,它是烟气脱硝装置的核心。

SCR脱硝系统的催化剂反应器通常有两种布置方式:

水平气流和垂直气流,如图3.4所示。

在燃煤锅炉中,由于烟气中含尘量很高,一般采用垂直气流方式。

图3.4SCR反应器布置方式通常,一个反应器的范围自反应器入口膨胀节（不含）起到反应器出口膨胀节（不含）止,主要包括入口烟道、带加固肋的反应器壳体、烟气整流板及其支25撑、催化剂层及其支撑、催化剂的检修维护（轨道、葫芦）、反应器的支撑、出口烟道、反应器内部的密封设施、必要的检修维护平台和相关的仪器仪表等。

当催化剂反应器在尾部烟道的位置确定以后,含有NOx的烟气和混有适量空气的NH3在反应器入口处和烟气混合,然后进入反应器内的催化剂层。

通常,先将催化剂制成板状或蜂窝状的催化剂元件,然后再将这些元件制成催化剂组块,最后将这些组块构成反应器内的催化剂层,如图3.5。

催化剂层数取决于所需要的催化剂反应表面积。

对于工作在未除尘的高尘烟气中的催化剂反应器,典型的布置方式是布置三层催化剂。

在最上一层催化剂层上面,是一层无催化剂的整流层,其作用是保证烟气进入催化剂层时分布均匀。

通常,在第三层催化剂下面还有一层备用空间,以便在上面某一层的催化剂失效时加入第四层催化剂层。

1.5、网络安全定义

极大地方便了人们的生活,但是随着互联网的广泛应用,伴随互联网应用而来的木马、病毒以及许多恶意入侵行为,也对人们正常的网络使用带来侵害,所以网络安全在当今社会的受重视程度也不断提高。

网络安全[1]是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。

网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全[2][3]。

从广义来说,凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。

网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。

1.6、动态测试的定义

测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作,测量时,被测对象作用于测量装置并引起响应,从中取得被测量的信息。

测量分为静态测量和动态测量,对于静态测量,一般定义为:

测量期间其值为恒定的量的测量。

根据ISO等国际组织联合制定的《国际通用计量学基本名词》,动态测量[35-36]定义为:

测量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定。

这里,动态测量指的是被测量为变量的连续测量过程。

也有将动态测量定义为:

测量装置在动态状态下进行的测量。

这里,动态测量以测量装置输出变化信号为特征。

在组合测量装置中,如果某一部分的状态是动态的,则整个测量装置的状态也认为是动态的。

一般认为,动态测量的后一种定义比较合理,使用范围更加广泛。

因此,动态测量大致划分为以下三种类型。

（1）被测对象的量值在时间域上是变化的。

（2）被测对象的量值在时间域上恒定,但在空间域上是连续（或间断）变化的,测量系统处于运动状态下对被测量进行测量。

如轮廓仪测量表面粗糙度,圆度仪测量零件的圆度,激光跟踪仪对零件表面数字化扫描测量等,它们的共同特点是被测量随另一个几何量的变化而变化。

（3）被测对象在时间域和空间域上都是恒定的,但与被测对象有关的测量信号是变化的。

例如,激光比长仪动态测量线纹尺,光栅动态测角仪测量多面棱体角度。

这在测量中经常遇到,随着科学技术的发展,对计量测试技术的要求不断提高。

动态测量的出现标志着由标量测量过渡到矢量测量,测量结果由单纯的数字形式过渡到函数形式,由确定单点被测量发展到对依赖于时间和空间的被测量的测量。

概括地说,动态测量可理解为对被测量及其时间和空间的共同测量。

虽然目前对动态测量还没有统一的认识,但传统的动态测量概念显然具有局限性。

应该-55-

1.7、集成电路测试仪的定义

集成电路测试仪（ATE,AutomaticTestEquipment）是一类用于测试集成电路逻辑功能、直流参数和交流参数,且集自动化控制技术、精密电子测量技术、通信技术、计算机技术微电子技术于一身的高技术密集的高科技测试设备[1]。

如图1-1的自动测试系统（ATE）结构框图所示,计算机作为整个测试系统的控制器,进行控制程序的编程和测试结果的处理;芯片引脚信号源、波形发生器和数字图像发生器构成了整个系统的激励单元;芯片的测试模块由芯片引脚测试（测量）、数字比较器和波形数字化仪器等构成,以满足各种模拟和数字集成电路的测试;单元引脚的适配单元可以根据被测芯片不同的参数测试构建出相应的测试电路,在测试过程中将激励单元和测试单元的引脚通过适配单元中的不同通道或电路与被测芯片相连接。

ATE的基本功能就是检测被测集成电路的功能和参数指标等是否合格,从集成电路的研发、生产到具体的应用中,每个环节都需要对集成电路芯片进行测试,如在生产过程中利用自动探针台的辅助对芯片进行晶圆级测试,在集成芯片封装完成后配合自动分选机进行成品测试,还有芯片在应用时的入厂检测测试和可靠性测试等。

2系统控制器引脚信号源波形发生器数字图形发生器引脚测量波形数字仪器数字比较器被测器件激励单元引脚适配单测量单元元图1-1自动测试系统（ATE）结构框图

1.8、物理概念的形成

物理概念反映着人类对物理世界漫长而艰辛的智力活动历程,是人类智慧的结晶。

物理概念的形成包括两种层次:

一是科学家们创立物理概念的过程;二是学生建立物理概念的过程。

从认识论角度看,两种层次的物理概念形成都是对物理世界的认识过程,它们是一致的、统一的。

即以感觉、知觉和表象为基础,通过分析、综合,抽象、概括等思维活动,从个别到一般,从具体到抽象,从知识到应用,逐步把握物10高中物理热学知识学习结果的测试与分析第二章物理概念教学的相关理论理现象和物理过程的本质的认识过程。

14概念形成过程的特点:

（1）学习的方式:

人们从早期的许多概念形成的实验结果得到的结论是似乎概念掌握都是循序渐进的。

这些实验结果表现出来人们是逐渐积累形成概念的。

但根据假设考验说来看的话,这种渐进性可能并不是真实的情况。

被试在采用正确假设之前,他作出正确反应的概率为一半,如果在某次试验中采用正确假设,就可以掌握概念,那么作出正确反应的概率一下变为百分之百,表现出全或无的学习方式。

Bower和Trabasso做了个实验,并将得到的实验结果绘制成一种逆向学习曲线。

这个结果说明,一个通常的渐进学习的过程可能隐含着全或无的学习,也就是说被试是掌握概念是按照全或无的方式的。

但这种实验结果是在比较简单的作业中得到的。

（2）记忆的作用:

Bower和Trabasso发现,当被试作出错误反应而需要形成或采用新的假设时,他们表现出对过去的事件没有记忆。

Bower和Trabasso做了实验,实验结果表明以前曾经采用而被否定的假设和到目前尚未被采用的假设一样,还是有可能被再次应用。

他们得到的无记忆的结论和他们主张的全或无的学习方式是一致的。

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1.9、物理概念教学的理论

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象,是观察、实验和思维相结合的产物。

13也就是说,物理概念是建立在观察和实验之上,与科学思维相结合,加以抽象和概括而成的。

使学生形成、理解和掌握物理概念可以进而让学生掌握物理规律、发展能力。

学生对概念的理解和掌握程度,将直接影响到他们在该学科的学习,对学生在实际生活中应用物理知识解决实际问题的能力等方面也具有重要意义。

1.10、物理概念形成的教学

物理概念形成的教学,既是一个认识论的问题,又是一个方法论的问题;既是一个心理学的问题,又是一个教育学的问题。

总之,物理概念形成的教学是一个复杂的、多因素的系统的问题,它应该包括感知活动、建构系统结构、掌握方法、深化巩固、评价反馈几个环节。

感知活动是物理概念形成的教学程序基础,包括提出问题、导读材料和观察实验。

这三个要素都必须围绕学生的感性认识为前提;建构系统结构是物理概念形成的教学程序的关键。

一个物理概念是否建立,是否完善,关键是此概念对应的系统结构是否形成,是否完整。

掌握方法是概念形成的教学程序手段,它包括具体方法、逻辑方法、分析和解决问题方法。

物理概念的形成涉及到了物理方法的掌握,教学中要充分重视这些方法的应用和掌握。

巩固和深化是物理概念形成的教学程序的必要措施,它是指学生所建立的概念和规律牢牢地保持在记忆里,并不断丰富概念内11第二章物理概念教学的相关理论高中物理热学知识学习结果的测试与分析涵,发展物理概念的外延,并顺利应用知识解决物理问题和顺利地接受新知识。

概念反馈是物理概念形成的教学程序的重要补充,通过及时评价反馈,提高物理概念形成的教学效益。

16为了使学生顺利地形成物理概念,必须使得教学过程符合学生的认识过程:

（1）加强实验,审慎地选择实验和事例,使学生获得必要的感性认识,是形成概念的基础。

（2）重视科学抽象,突出本质,摒弃非本质,使学生理解由感性到理性的上升过程,是形成概念的关键。

（3）使学生理解物理概念的物理意义,是形成概念的根本。

1712高中物理热学知识学习结果的测试与分析第三章高中热学教学目标分析

2、相关背景

2.1、研究背景及意义

台风频繁,是世界上遭受台风侵袭最多的国家之一。

几乎每年都有台风袭击我国东部沿海地区,它常伴有400~500mm以上的大暴雨,以及不同程度的风暴潮,具有强大的破坏力,常导致沿海护岸工程破坏、城乡基础设施损坏、良田淹没,以及滑坡、泥石流等次生地质灾害,使国家和人民生命财产遭受巨大损失。

近年来,随着全球气候的异常,灾害性台风的频率和强度逐渐增大,台风引发的各类灾害也日益严重,加强防台抗灾工作已经刻不容缓了。

从国外看,1992年超强飓风”安德鲁”造成美国福罗里达州房屋倒塌25524间,损坏101241间,直接经济损失达250亿美元;2005年飓风”卡特里娜”所造成的损失接近飓风”安德鲁”的两倍[1]。

从国内看,2005年有8次台风登陆我国,给沿海地区造成了巨大的灾害,其中台风”泰利”[2]共造成6省、1962.4万人受灾,死亡失踪共计159人,倒塌房屋10.2万间,农作物严重受灾,面积达127万多km2,造成经济损失154.6亿元。

2006年台风”桑美”造成浙江、福建两省共死亡447人,经济损失190.8亿元[3]。

2007年16号台风”罗莎”造成浙江省11市68县959个乡镇共718.7万人受灾,全省直接经济损失达86余亿元[4]。

2008年台风”黑格比”[5]造成广东、广西和海南3省（区）1100余万人受灾,死亡13人,失踪3人,倒塌房屋上万间,因灾直接经济损失134亿元。

2009年台风”莫拉克”[6]造成死亡619人、失踪76人,撤离灾民24950人,经济损失近1000亿新台币。

2010年10号台风”凡比亚”造成广东37个县（市、区）158.7万人不同程度受灾,因灾死亡104人,失踪36人,农作物受灾面积6.8万km2直接经济损失51.6亿元;台湾因灾死亡6人,438所学校受灾,农作物受灾面积2.8万km2,多处工业区和居民区严重受淹,65万户居民断水断电,40多处道路桥梁中断[7]。

台风所造成的严重灾害已广泛地引起了各国政府和学者们的深切关注。

迄今为止,众多专家学者们对台风自身特点,包括其形成、演化、发展、登陆、行进路线、消亡和预测预报,以及台风对其它事物的影响破坏,如将台风作为一种荷载考虑其对工程建筑物的影响等方面都已有了较系统的研究。

然而,就台风引发斜坡地质灾害、台风对斜坡稳定性的影响等方面的相关研究偏少,尤其是通过数值模拟、物理模拟等方法来探索台风引发斜坡地质灾害成因机理方面的研究则更少。

因此,深入开展该领域的研究为我们更加科学地防台减灾,特别是台风引发1的滑坡、泥石流等次生地质灾害方面具有重要的理论价值和实际意义,能更加有效地减少台风对国家和人民所带来的损失。

由于浙江省温州市常年遭受台风袭击,由台风引发的山体滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害时有发生。

本人在导师热情帮助以及悉心指导下,通过搜集国内外文献资料,对2004-2009年间台风引发温州地区斜坡地质灾害资料（温州地区地质环境背景,台风大风、降雨情况,斜坡地质灾害等相关资料）进行收集、整理和斜坡地质灾害GIS数据库的基础上,选择《温州地区台风滑坡形成机理物理模拟研究》作为硕士论文题目。

本论文将通过对温州地区地质环境背景,由台风所引发的滑坡变形破坏特征进行介绍,分析滑坡发生的成因,建立台风滑坡的概念模型;然后采用室内物理模拟实验,先从单因素出发模拟斜坡在不同降雨类型作用下的变形破坏特征,之后通过正交试验方法将降雨、风荷载与坡体植被耦合作用下进行实验,并观察斜坡在各种工况下变形破坏的特征,并对各类工况条件下斜坡变形破坏的异同点进行对比分析。

理论与实践相结合,本文取得的成果有益于深化台风引发斜坡地质灾害的认识,为研究台风对斜坡稳定性影响提供依据,对以后台风诱发我国东部沿海地区,特别是温州地区斜坡地质灾害的调查、评价、预测和预报等方面的工作提供一定的指导和借鉴。

2.2、研究区沉积背景

松辽盆地为大型浅水盆地,研究区物源主要来自于北部,受水体涨落影响较大,湖岸线摆动频繁,三角洲发育（图1.2）。

杏北研究区的主要开发层系是位于松辽盆地北部的萨尔图油层组、葡萄花油层组和高台子油层组,油层的埋藏深度大致为地下-800~-1200m左右。

位于杏树岗油田的沉积地层是由于湖泊和河流~三角洲体系频繁变化形6东北石油大学硕士研究生学位论文成的,具有旋回多、岩相复杂、沉积微相类型多、砂泥交互沉积的特点。

杏北研究区的沉积时间段主要发生在下白垩统青山口组反旋回的晚期和姚家组复合旋回的早期,普遍发育浅水枝状三角洲沉积[72]。

图1.2大庆油田三角洲沉积体系图（引自王文乐）7

2.3、课题提出的背景和意义

发展1.1.1空调节能与可持续发展自从20世纪80年代以来,随着计算机和其他高新技术的加速应用,以舒适、健康、安全、高效率为环境控制目标的智能建筑（IntelligentBuilding）随之也应运而生[1]。

与此同时,人类对能源的需求正在以几何级数的形式增加。

矿物能源的有限储量和能源需求的无限增长之间的矛盾日益突出,由此而引发的空气污染、温室效应所带来的地球变暖等健康和环境问题也成为了全世界瞩目的焦点。

人们不得不在高质量环境需求与节能、环保之间寻求最佳平衡,于是基于保护地球资源与环境的可持续发展战略成为了世界各国的发展纲领,可持续建筑（SustainableBuilding）和绿色建筑（GreenBuilding）的概念[2]也被提了出来,节能降耗、保护环境更是成为了转变经济增长方式的突破口。

节能是有关我国国计民生的大事,也是制冷空调行业的发展主题,目前制冷空调产品以用电力作能源的按制冷量计算占90%以上,所以讨论空调节能问题,具有非常重要的现实意义。

在一些工业比较发达的国家,建筑物的能耗占到了一个国家总能耗的30%~50%,而其中大约有2/3的能源消耗在暖通空调系统中[3]。

而从现代能源管理的思路出发,不应该也不可能去抑制空调发展的需求,而只能因势利导,用经济与技术手段引导人们合理消费,通过”开源节流”来满足社会对空调的需求,也符合当前节能的需求。

在空调技术领域里,所谓”开源”就是充分利用”低谷电、淡季气”的时间段,从时间上去挖掘”能源供应”的潜力,发展蓄冷技术,利用天燃气的”淡季”发展燃气空调,热电冷联供技术;同时积极研究开发利用可再生能源和”未利用能源”的制冷空调技术。

所谓”节流”就是改进制冷空调产品,提高能源效率,实现低投入高产出的效果。

这些都需要有清晰的技术策略和相对的政策支持。

暖通空调领域一些行之有效的节能技术,诸如自然通风降温,太阳能供热,使用热管、热泵、蒸发冷却、全热交换器回收建筑余热或利用大气热能,应用变风量、变水量技术节约介质输送能耗等。

在20世纪80年代以后[4],制冷机组的方式开始多样化,此时,出现了溴化锂机组、风冷机组等,机组的容量也从原有的大中型机组过渡为大中小型机组。

我国长江流域一些冬冷夏热地区夏季需要制冷,冬季需要供热,目前这些地区大多采用的是耗电量很大的电暖器和空调器,这也加剧了矿物能源的消耗。

天然气和石油等都属于不可再生的能源,从可持续发展的角度看,利用可再生能源（如风能、太阳能、生物质能以及潮汐能）及提高能2源利用效率是降低建筑能耗的根本途径,热泵技术的开发为利用可再生热能提供了强有力的手段,满足了节约能源和保护生态环境的双重要求。

而其中的水源热泵技术更是具有巨大的发展潜力,丰富的地表水和地下水以及生活污水都可以用作水源热泵机组的冷热源热汇,因此,大力发展水源热泵技术对空调节能具有非常大的现实意义。

2.4、课题来源及研究背景

唐山国丰钢铁公司成立于1993年,是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体的大型钢铁联合企业,具备年产钢铁800万吨的综合生产能力。

公司始终坚持”诚信兴业、精品立企”的经营理念,通过了ISO9001-2000质量体系认证。

公司的主导产品为热轧带钢、热轧卷板、热轧带肋钢筋,产品质量可靠、规格齐全,各种产品畅销全国多个省市,并且海外多个国家出口,深受各界用户的喜爱,并且公司多次被评为”中国质量检验协会质量信得过建材产品”、”全国冶金博览会名牌产品”、“河北省用户满意产品”及”河北省优质产品”。

随着现代社会的飞速发展,高品质钢材的需求量在不断的增长,这对于钢铁企业来说既是难得的机遇,又是严峻的挑战。

特别是在全球金融危机大背景下,世界钢材市场竞争更加的激烈,这种竞争不仅体现在钢材的价格上,更体现在钢材的品种和质量上。

为了进一步提高产品的技术水平、增加钢材的品种、提高产品附加值、稳定产品质量,河北联合大学与唐山国丰钢铁公司商定,双方将进行广泛的技术合作与交流,充分发挥高校与钢铁企业在理论研究、技术开发和生产经营等方面的各自优势,对国丰钢铁公司所冶炼的典型钢种进行系统研究,明确国丰钢铁公司的生产水平与国内、国际先进钢铁企业相比所处的相对地位,认识到存在的差距和进一步提高的方向,并优化工艺与设备参数,稳定产品质量,保证生产顺行。

2.5、MonteCarlo模拟的背景与发展

MonteCarlo方法一个十分独特的名字。

MonteCarlo原为地中海地一个城市的名字,那里气候宜人,人口不到一万,是世界上闻名的赌城。

现在将MonteCarlo作为一种计算方法已经赋予了它一种新的含义,然而,顾名思义MonteCarlo方法的随机抽样特征在它的名字上得到了反映。

虽然随机抽样方法十分古2老,但其用来解决实际问题却始于本世纪40年代——电子计算机的问世。

在第二次世界大战期间,美国LosAlamos实验室的科学家在原则上已经论证了制造原子弹的可能性,但要制造出来实际可使用的核武器还必须解决大量极其复杂的理论和技术问题,如中子输运和辐射输运等物理过程。

描述这些过程需要相当复杂的微分和积分微分耦合的方程组。

科学家不得不借助计算机来解决这些问题,从而也使计算机有了重要的分支——MonteCarlo方法得到了发展。

LosAlamos的物理学家VonNeumann,Metropolis,Ulam和Kahn等人在这一时期的工作主要是对中子扩散进行模拟,即在计算机上对中子行为进行随机抽样模拟,通过对大量中子行为的观察推断出所要求计算的参数,并把这种随机抽样的方法命名为MonteCarlo方法。

40多年来随着电子计算机的迅速发展,人们开始有意识的、广泛的、系统的应用随机抽样的方法来解决大量数学性的物理问题,并且将MonteCarlo方法作为一种独立的计算方法来进行研究,随之向各个学科领域渗透。

除了对中子扩散的问题应用以外,MonteCarlo方法还用于模拟各种平衡态和非平衡态的经典统计力学的问题,以及量子统计问题。

MonteCarlo方法不仅能用于解决确定性的数学问题,而且更适合解决一些随机性问题,尤其当来源于一些物理、化学和其他学科的实际问题时,往往对所考虑的问题进行直接模拟,即根据实际问题的概率法则,用电子计算机进行抽样试验。

这时,MonteCa