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不同含水量砂岩的中红外光谱特征与预测模型研究
1
作者 陈露 常龙飞 +3 位作者 沈沐傲 张鸣原 李德建 李英骏 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期489-495,共7页
水对岩石具有软化、溶蚀等作用,准确预测岩石的含水量对岩土工程的地下深部开采至关重要。该文将中红外光谱技术应用于砂岩的含水量分析,研究了不同砂岩样品的中红外光谱特征与其含水量之间的关系。通过多种预处理方法提取有效特征向量... 水对岩石具有软化、溶蚀等作用,准确预测岩石的含水量对岩土工程的地下深部开采至关重要。该文将中红外光谱技术应用于砂岩的含水量分析,研究了不同砂岩样品的中红外光谱特征与其含水量之间的关系。通过多种预处理方法提取有效特征向量,构建了针对砂岩含水量的中红外光谱预测模型。结果表明,多元散射校正+偏最小二乘法、归一化特征向量提取+随机森林及一阶微分+支持向量机3种模型在测试集上预测的含水量与实测值之间的相关系数(R2)分别为0.985、0.995和0.951,均方根误差分别为0.074、0.022和0.137,即特征向量提取+随机森林的预测模型效果最佳。该方法通过中红外光谱技术实现了砂岩含水量的无损、快速分析,为地质工程中砂岩的水分预测提供了参考。 展开更多
关键词 中红外光谱 砂岩 含水量 预测
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脉冲激光超快时间分辨方法在岩石力学领域的应用与进展
2
作者 李英骏 张鸣原 何满潮 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1549-1562,共14页
脉冲激光成像技术是一种利用脉冲激光短脉冲半高宽(FWHM)特性提高记录极短时间间隔物理过程时间分辨率的方法.它在锁模技术、啁啾脉冲放大技术(CPA)以及腔外脉冲压缩技术等相继出现后可以将成像的时间分辨率压缩到阿秒级别(10^(-18)s);... 脉冲激光成像技术是一种利用脉冲激光短脉冲半高宽(FWHM)特性提高记录极短时间间隔物理过程时间分辨率的方法.它在锁模技术、啁啾脉冲放大技术(CPA)以及腔外脉冲压缩技术等相继出现后可以将成像的时间分辨率压缩到阿秒级别(10^(-18)s);并且激光成像技术已经被应用在生物、化学、电动力学等需要超快时间分辨率的领域.在岩石断裂、爆破等过程中裂纹的扩展速度接近声速,整个室内实验中的时间间隔仅持续数十微秒.传统的高速摄影通过不断增加单位时间连续曝光数的方法已经达到了技术瓶颈,亟须一种新的方法突破记录手段的时间分辨率极限.本文对脉冲激光超快时间分辨方法在岩石力学领域的应用与进展进行了系统性综述,包括以下四个方面:阐述超快脉冲激光的发展过程与应用现状;在总结岩石力学中高应变率、动力学相关问题的基础上,回顾总结传统高速摄影在这类问题中的应用与进展;将脉冲激光超快时间分辨方法与传统高速摄影进行对比,总结脉冲激光超快时间分辨方法在解决这些问题的优势;最后对脉冲激光超快时间分辨技术在未来解决具有极短物理过程的岩石力学室内实验方面进行了讨论与展望. 展开更多
关键词 超短脉冲激光 超快时间分辨方法 岩石力学 室内实验
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一种具有分形结构的弹黏塑性材料建模及其求解方法
3
作者 李德建 祁浩 +3 位作者 张鸣原 霍君豪 刘江硕 饶远昊 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期176-190,共15页
本文建立了一种具有分形结构的元件模型,用于描述材料弹粘塑性特性,并可以在无需求解相应的无限阶微分方程的情况下获得各载荷作用下模型的力学反应.首先,基于这种建模方法,建立了表征具有复杂无限阶分形结构材料弹黏塑性特性的混联元... 本文建立了一种具有分形结构的元件模型,用于描述材料弹粘塑性特性,并可以在无需求解相应的无限阶微分方程的情况下获得各载荷作用下模型的力学反应.首先,基于这种建模方法,建立了表征具有复杂无限阶分形结构材料弹黏塑性特性的混联元件模型(L-R模型).然后,利用MATLAB/Simulink,借助弹簧(弹性)、黏壶(黏性)和塑性体(塑性)单元的本构关系来描述材料的基本力学性能.之后,将宾厄姆模型作为基本模型按照分形理论进行迭代,通过求解得到描述材料在各种载荷作用下的力学(弹黏塑性)反应.最后,为了验证该建模方法及其求解结果的可靠性,在钢、板岩、煤、红砂岩和盐岩五种不同分形结构的材料上进行了循环载荷实验.将实验结果与求解结果进行比较,表明所建立的模型能够有效地描述材料的弹黏塑性性能. 展开更多
关键词 Infinite order fractal structure Elastic-viscous-plastic properties Element model Experimental simulation
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岩石蠕变试验非定常参数流变模型及计算机仿真 被引量：3
4
作者 李德建 饶远昊 +2 位作者 张鸣原 杨珂 张京 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1522-1533,共12页
利用砂岩分级加卸载蠕变试验数据,分析了岩石力学性质参数随应力水平及时间的变化规律,将非定常元件引入Burgers模型,用于描述分级加卸载蠕变试验过程.基于Matlab/Simulink平台建立了非定常参数的仿真流变模型,并根据试验方案配置仿真环... 利用砂岩分级加卸载蠕变试验数据,分析了岩石力学性质参数随应力水平及时间的变化规律,将非定常元件引入Burgers模型,用于描述分级加卸载蠕变试验过程.基于Matlab/Simulink平台建立了非定常参数的仿真流变模型,并根据试验方案配置仿真环境,对分级加卸载蠕变试验的全过程进行了计算机仿真模拟.结果表明:建立的非定常参数Matlab/Simulink流变模型能够描述分级加卸载蠕变试验过程中岩石的蠕变阶段、常速率应力作用下的加卸载阶段以及表示弹性后效的变形恢复阶段. 展开更多
关键词 蠕变试验 分级加卸载 流变模型 变形恢复 非定常参数 MATLAB/SIMULINK
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