基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析

噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术(NICE-OHMS)是目前世界上最灵敏的激光吸收光谱技术,其在低压环境中具有极高的探测灵敏度。然而当测量样品处于大气压时,NICE-OHMS系统的探测灵敏度会大幅下降。主要原因之一是大气压下获取最大NICE-OHMS信号幅度的条件与低气压下不同。通过对大气压NICE-OHMS理论进行分析,分析了影响信号幅度的参数,并通过数值模拟来寻找最佳的实验条件。本文着重讨论影响信号的主要参数包括光学腔腔长L,调制系数β,探测相位θ。其中,由于在NICE-OHMS中使用DeVoe-Brewer技术将调制频率ν_m锁定到Fabry-Parot(FP)腔的自由光谱区(FSR)。因此FP腔的腔长决定了ν_m,同时还作用于信号幅度S■。模拟结果显示,当腔长增大时,由于ν_m随之减小,载波和边带的光谱成分相互重叠部分增大,因此线型函数的幅度逐渐减小。而吸收信号幅度随着腔长的增加而逐渐增加,色散信号幅度先增大后减小,并且在腔长等于8 cm时达到最大值。调制系数β会影响频率调制后激光载波和边带的幅度大小,并且影响信号线型。随着腔长的增加,最大信号幅度对应的β值也随之增加。在相同腔长下,色散信号的最佳β值小于吸收信号,更容易使用电光调制器实现。最后分析了参数的可实现性,分析了不同种类激光器的频率调谐能力,压电陶瓷的扫描宽度等。以乙炔气体为例,大气压下NICE-OHMS的谱线半宽达到~3 GHz,而光谱覆盖范围大于10 GHz。分布反馈式半导体激光器(DFB)与外腔二极管激光器(ECDL)的频率调谐范围可以达到30 GHz以上,但是由于激光线宽宽,得到的PDH锁定性能欠佳。回音壁模式激光器(WGM)和掺饵光纤激光器(EDFL)线宽为百Hz量级,是目前高灵敏NICE-OHMS系统中常用的光源。但是WGM目前可以实现了5 GHz的激光频率调谐范围,而EDFL的外部电压可控制的调谐范围仅为3 GHz。使用精细度为55000的腔进行模拟,调制系数β=1,腔长大于8 cm时,可使用WGM激光器实现,腔长大于25 cm时,可以使用EDFL激光器实现。而对于在设计光学腔中常用的伸缩长度为25μm的PZT,随着腔长的增加,对应的腔模频移范围逐渐减小,在腔长为典型的40 cm时,扫描范围大于12 GHz。     

三峡库区巨鱼沱滑坡地质特征及防治研究

介绍了三峡库区万州巨鱼沱滑坡的结构特征和变形特征,从滑坡形成条件和诱发变形因素两方面分析了滑坡形成的原因,对滑坡在各工况下的稳定性进行了分析和计算,提出了以预应力锚索抗滑桩为主的综合治理措施,对三峡库区滑坡灾害的研究和治理具有参考价值。     

中国沿海地质环境与区域持续发展的若干问题探讨

本文分析了中国沿海岩石圈动力学的基础特征, 指出中国东部沿海地质环境与灾害存在南北分异的格局, 阐述了沿海区域工程地质环境的基本规律, 并通过全球及中国近百年海平面变化, 以及人类工程活动对河口海岸地质环境影响的分析, 对沿海地区未来的地质环境与灾害趋向做了初步评估, 并认为中国沿海21世纪的环境与发展将面临严峻的挑战, 特别是环渤海地区。最后, 对影响沿海区域发展的若干问题进行了初步探讨并提出了几点建议。     

中国活动构造与环境灾害研究中的若干重大问题

活动构造与环境灾害是密切相关的。活动构造可以直接引起地质灾害,构造活动引发的地震又可以派生出一系列地质灾害,人类不恰当的工程活动还可以恶化地质构造环境而加剧地质灾害。在活动构造与环境灾害相关性研究方面,我国急待启动四大科学问题的研究工作:基于现代大陆动力学的中国大陆区域地壳稳定性分区评价研究;青藏高原隆升与地质灾害;活动断裂的工程危害及其防治;地质灾害的内外动力耦合成因机理。     

城市环境与地质问题研究现状与发展

本文对本次会议的专题城市环境地质问题进行了综述,对城市地质环境研究进行了展望。     

地质工程监测信息系统开发

功能完善的地质工程监测系统在水电工程、环境工程及露天采矿工程等等中的重要性己日益显露出来。为此, 本文提出了地质工程监测信息系统的构想, 并从开发方法选择、功能需求分析、系统设计特征及系统开发实施四个主要方面, 对地质工程监测信息系统开发中若干重要问题进行了探讨。     

地形三维可视化在川藏公路典型路段中的应用

利用地形平面图的数据和有关区域地质资料的数字化方法实现川藏公路典型路段三维地形的显示和实时浏览,为进一步利用地理信息系统进行研究区地层岩性、地质构造和地质灾害分布的叠加分析进行地质灾害研究提供了矢量化的地形底图。川藏公路典型路段的三维地形可视化工作对于川藏铁路的选线、绕避不良地质灾害的发生和开凿铁路隧道的位置选择等将会有一定的参考价值。     

城市工程与地质评价研究现状与展望

本文是对"城市地质环境与工程"学术研讨会中关于城市工程地质评价专题的一个综述,主要包括城市基础地质填图与工程地质评价、城市工程地质环境地质信息技术两项内容。本文除对此部分论文作以概要介绍外,重点对工程地质评价的有关问题作以阐述。同时对相关问题的前景进行了探讨。     

天水地区断裂活动性与地质灾害的相关性研究

在对天水地区断裂活动性的实地调查和断裂带氡气含量测试的基础上,对研究区内断裂的活动性进行了分析评价分级,分析了地质灾害的发育与分布特征,研究了断裂活动性与地质灾害发育程度之间的关系。研究表明,研究区断裂活动性与地质灾害的发育程度之间有着密切的联系,断裂活动是本区地质灾害的主要影响因素之一。     

黄土洞穴对公路危害的地质模式及致灾机理

作为黄土地区一种重要的不良地质现象,黄土洞穴对各种工程都造成了不同程度的危害,其中以对公路的危害最为突出。黄土洞穴对公路路基、边坡、桥梁、隧道和排水设施都有不同程度的危害,而且这些危害在型式、主要危害的部位及危害的严重程度等方面都有一定规律。为了从根本上认识黄土洞穴对公路的危害的规律和机理,指导公路黄土洞穴稳定性评价和防治,本文在对陕西省和甘肃省公路黄土暗穴调查的基础上,根据黄土洞穴对公路工程不同部位的破坏特征总结出黄土洞穴对公路路基、边坡、桥梁、隧道和排水设施危害的地质模式和致灾机理。