❶ 什么是时频分析，为什么要用时频分析
时频分析（JTFA）即时频联合域分析（Joint Time-Frequency Analysis）的简称，作为分析时变非平稳信号的有力工具，成为现代信号处理研究的一个热点，它作为一种新兴的信号处理方法，近年来受到越来越多的重视。时频分析方法提供了时间域与频率域的联合分布信息，清楚地描述了信号频率随时间变化的关系。
时频分析的基本思想是：设计时间和频率的联合函数，用它同时描述信号在不同时间和频率的能量密度或强度。时间和频率的这种联合函数简称为时频分布。利用时频分布来分析信号，能给出各个时刻的瞬时频率及其幅值，并且能够进行时频滤波和时变信号研究。
❷ 成果分析
4.4.3.1 应力与变形特征
图4-6 1×105N/m2荷载下的垂向应力分布（单位：Pa）
按实际静荷载（1×105N/m2）施加在洞顶上，得到的垂向应力分布如图4-6所示。从图中可见，应力集中主要分布在小洞的两侧，应力集中值在-2.8×105～2.6×105Pa之间。而拉应力主要分布在建筑物基础周围。其大小在（0～6.0）×104Pa范围内，这显然已经超过了土层的抗张强度，说明有拉张破坏发生，这与实际破坏分布是相吻合的。在位于斜坡后缘的地表也表现出拉应力较大的特征，这是地形效应的结果。1×105N/m2荷载下的位移分布如图4-7所示，图中用矢量表示了局部位移的方向及大小。从等值线上可以看出，土洞上部土层中的位移较大，约1cm左右。而其他地方的位移大多在毫米级的范围内。
图4-7 1×105N/m2荷载下的垂向位移分布（单位：m）
计算结果表明，天然情况下大洞、小洞均处于稳定状态，没有发生小洞塌陷现象；张裂的分布范围也很窄。这说明小洞的塌陷并非正常情况下的重力致塌。
4.4.3.2 稳定敏感性分析及致塌机理讨论
通过改变荷载的大小、地形条件、材料性质，可以观察影响土洞稳定的敏感因素，并通过这些模拟试验验证其塌陷机制及影响土洞稳定的因素。
4.4.3.2.1 静荷载的敏感性研究
首先试验了静荷载的大小。试验荷载最大加到了5×105N/m2（实际荷载为1×105N/m2左右）。在材料不变的情况下，即使是5×105N/m2的荷载，大小洞仍处于稳定状态。应力集中主要分布在小洞的两侧，应力集中值在–4.5×105～3.5×105Pa之间（图4-8）。与1×105N/m2载荷下的应力集中相比，较为接近。所以在小洞周围的应力集中破坏并不严重。拉应力主要分布在建筑物基础周围，其大小在（0～4.0）×105Pa范围内，说明有拉裂破坏发生。与1×105N/m2荷载时相比，5×105N/m2荷载下的拉应力分布更宽，且比1×105N/m2荷载下的拉应力大得多。5×105N/m2荷载下的位移见图4-9，图中反映出，此时的位移极值主要分布在建筑物周围。
图4-8 5×105N/m2下的垂向应力分布图（单位：Pa）
图4-9 5×105N/m2静荷载下的位移分布图（单位：m）
对于两种条件下的破坏分布可通过图4-10、图4-11比较得出结论。图中shear-n、tension-n分别表示剪切破坏（现在）及拉张破坏（现在），p表示计算过程中的状态。两者相比的结果表现出：①两种情况下大小土洞都没有因为“破穿”而发生塌陷；②5×105N/m2荷载下表现出了较大面积的张裂破坏，主要分布在建筑物基础周围；③1×105N/m2荷载下张裂破坏分布很有限。
图4-10 5×105N/m2静荷载下的破坏分布
图4-11 1×105N/m2静荷载下的破坏分布图
应力及破坏分布图分析的结果表明：静荷载对于土洞的力学稳定性是不敏感的，此种情况下尽管荷载增加了4倍，但土洞仍处于稳定状态。因此塌陷不可能是由于静荷载的加压而形成的；但静力荷载因素对土层中拉裂的产生较为敏感。
其次，我们对地形也作了类似分析（图略）。塌陷点位于一斜坡的后缘，对拉裂的形成有利。因此，我们对图中左侧的斜坡进行了试验，通过改变斜坡的倾角，试验土内应力变化及土洞的破坏情况。结果表明，斜坡的倾角效应与静荷载类似，只与张裂的产生有关，但不会造成土洞塌陷。
4.4.3.2.2 地表水下渗的土洞稳定敏感因素及致塌机理讨论
如前所述，塌陷区土层中有裂隙存在及地表水沿表层土的灌入无疑对塌陷的产生有着重要的影响。为了模拟地表水入渗的影响，研究中主要考虑水对土层材料性质的改变，从而在相应的位置对土层的变形模量、泊松比、内聚力、内摩擦角、抗拉强度进行逐级的降低，以达到对地表水下渗的效应的模拟。考虑到土层厚度不大，所以没有考虑水下渗过程中的渗透力因素。
对地表水下渗的效应模拟分两步进行。首先，针对硬塑粘土层（0～3.5m）进行模拟试验，其结果如图4-12、图4-13所示。试验仅限于地表以下的部位（在模型中相当于土洞上部的一定范围），建筑物下不受水的直接作用，因而不在试验范围。上层的试验材料中土层的力学参数见表4-3。
表4-3 数值模拟试验参数表
图4-12 上层材料试验时的位移等值线分布图（单位：m）
图4-13 上层材料试验时的破坏分布图
模拟结果表明：在上层材料模拟中，土洞上的位移较大，达到了4.5cm，比静力下的位移大近4倍，但破坏仅分布在上部土层（图4-13），没有“破穿”现象，土洞仍处于稳定状态。对于第二种情况，即地表水通过裂隙继续下渗到下层。对上、下层进行材料模拟时，通过上、下层材料的同时降低来实现对地表水继续下渗的模拟，下渗深度加到6m。试验结果如图4-14、图4-15所示。从图4-14中可以看出，位移明显加大，达数十厘米，主要分布在土洞顶部。由于已经发生破坏，较大的位移已没有实际意义。图4-15所示为破坏分布图，图中反映出明显的剪切破坏及拉伸破坏，破坏区分布在土洞上的整个土层中。小洞上分布的破坏力主要以剪切破坏为主，在靠近建筑物的地表处有拉伸破坏区，这与实际情况接近。
图4-14 上、下层材料试验时土层中位移分布图（单位：m）
图4-15 上、下层材料试验破坏分布图
从以上的模拟可以看出，静荷载加大了4倍也没有出现小洞上的失稳，地形因素对土层稳定的影响并不大，而地表水的下渗造成的材料强度降低则对失稳有很大影响。因此，地表水的下渗造成的材料强度降低是影响失稳的最敏感因素。研究区的失稳现象的主要原因可以分析为：由于土洞所处的特殊位置（位于斜坡的边缘）形成地表浅处的拉应力区，使得硬塑粘土层中发育了张性裂隙。地表水沿着裂隙的下渗造成土层中材料强度降低（软化），当地表水下渗到小洞上的土层下部时，导致岩溶塌陷现象。这个实例中反映出，地表水的下渗在特定条件下也是不可忽视的致塌因素。
4.4.3.3 临界破坏条件的数值试验研究
为了研究土洞破坏时土层力学性质的临界值，对以上的上、下层（0～6m）材料进行了多次试验，简称临界试验。试验的条件如表4-4所示。
表4-4 临界试验参数取值表
临界试验结果反映出，第一次试验结果（图4-16、图4-17）中土洞上的未破坏部分面积较小，与实际情况不相符，说明第一次材料力学参数取值偏小，破坏面过大；第二次试验结果（图4-18、图4-19）中土洞上完整的部分仍较小，与实际情况也不相符，说明第二次材料力学参数取值仍偏小；第三次试验结果（图4-20、图4-21）中土洞上未破坏的部分与实际情况接近，说明第三次土层力学性质为土洞破坏时的临界条件。因此，第三次试验的材料力学性质即为实例中土洞发生破坏时临界材料的力学性质。比较图4-20 与图4-1 可知土洞上的破坏与实际很接近。将第三次临界试验材料的土层力学性质（表4-4）与表4-2 相比较可以看出，地表水的下渗只要使材料力学参数降低不多就可使土洞致塌。试验证明此类塌陷对地表水的下渗具敏感性。
图4-16 第一次临界试验土层中破坏分布图
图4-17 第一次临界试验土层中垂向位移分布图（单位：m）
图4-18 第二次临界试验土层中破坏分布图
图4-19 第二次临界试验土层中垂向位移分布图（单位：m）
图4-20 第三次临界试验土层中破坏分布图
图4-21 第三次临界试验土层中垂向位移分布图（单位：m）
❸ 试验成果分析
1.剪应力-位移关系曲线
以剪应力为纵坐标,剪切位移为横坐标,系统地绘制出τ-u关系曲线,分为沿原状样第一次剪切和沿破坏面第二次剪切两组曲线。具体关系曲线如图6-12所示。沿原状样第一次剪切,所获得的抗剪强度为初次剪切强度。而沿破坏面所进行的第二次剪切,同样可获得抗剪强度,与初次剪切强度有所不同,称为残余抗剪强度。便于对比,两组关系曲线一起给出。显然,残余抗剪强度明显低于初次剪切强度。
2.抗剪强度参数取值方法
(1)取值依据与原则
本次携剪试验的屈服值是指曲线上曲率变化最大的点(简称曲率点,下同)。由图6-12中所绘制的曲线,即可初步得出峰值抗剪强度、屈服抗剪强度和残余抗剪强度。其取值方法如下:
1)选取初次剪应力-位移关系曲线上的峰值τmax,得到峰值抗剪强度。
2)一般在稳定性分析评价时,用比例极限值偏于安全保守,峰值抗剪强度则具有较大的风险性,残余值一般已完全破坏,大都也只用在滑坡稳定性评价之中。因此,对这类结构面的参数取值,工程中多采用折衷的方法,即取屈服值。
屈服抗剪强度的选取:若在其沿原状样第一次剪切τ-u关系曲线(图6-13)上,于峰值抗剪强度点之前,有明显的屈服点,则可直接选取此点作为屈服抗剪强度。同时,这种曲线也类似于岩石应力-应变弹塑性(下凹型)曲线,这里称为Ⅰ类屈服曲线。此点特征明显:在剪应力-位移关系曲线达到曲率点之前,剪应力(τ)增幅大于位移(u)增幅;该点之后,位移(u)增幅则大于应力增幅(τ)。若在峰值抗剪强度点之前,无明显的屈服点,相似于岩石应力-应变塑弹性(上凹型)曲线,这里称之为Ⅱ类屈服曲线。此时,可选峰值抗剪强度折减。工程试验实践,其折减系数一般取0.85左右,即峰值×0.85=屈服值(聂德新等,1999)。这两种屈服点的取值方法不一样。但经验证,在Ⅰ类屈服曲线上取屈服实点所得的屈服抗剪强度和采用峰值抗剪强度折减所获得的屈服抗剪强度近似,从表6-5可知,屈服实点值与峰值的比值均也在0.85左右。
表6-5 屈服实点值与峰值比值统计表
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
图6-12 不规则样抗剪试验破坏时剪应力(τ)-水平位移(u)曲线
图6-13 屈服值点选取示意图
(2)确定抗剪强度指标
依据上述取值方法获得各组剪样抗剪强度值,绘制出正应力(σ)-剪应力(τ)关系曲线(图6-14)。利用这些关系曲线,采用最小二乘法原理,对所选取的抗剪强度值进行线性拟合,可初步计算出每组剪样的内摩擦角φ和内聚力C。
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
图6-14 不规则样抗剪试验正应力(σ)-剪应力(τ)关系曲线
3.剪切带含水率与屈服抗剪强度相关性分析
软弱结构面与软岩携剪试验后的剪切层含水率同屈服抗剪强度参数C、φ值存在着一定的对应关系(图6-15,图6-16)。从关系曲线图中可以看出,屈服抗剪强度参数C、φ随含水率的增加有降低的趋势。
图6-15 含水率同内聚力C值关系图
图6-16 含水率同内摩擦角φ值关系图
4.结构面屈服强度特征
根据野外层间错动带所进行的岩矿鉴定结果,和室内剪切层的详细描述,携剪试验的剪切面(带)有四种类型:泥化夹层、炭质页岩、软岩夹煤线、含炭屑砂岩或砂岩夹断续煤线。其中前三类可归为不同的软弱结构面。由于工程中一般采用屈服值,所以这里只就屈服值的变化规律进行简单的分析,且剪切强度特性与剪切方向有关。
(1)泥化夹层型结构面强度
在溢洪道下段内侧边坡1#排水洞2#采样点所采集的泥化夹层结构面比较典型。原始的层状岩层形成后,在后期多次强烈的构造作用下,将炭质页岩、泥质粉砂岩、煤等软质岩挤压与研磨,形成未胶结的岩石碎屑粉末夹层。含泥质、贯通性是该类软弱面的主要特征。2#RXN、4#RXN两组试样其抗剪强度参数是:内聚力C一般在0.09～0.16MPa之间,平均为0.12MPa,内摩擦角φ变化在10.9°～33.9°之间,平均为22.7°。当泥化夹层中黏粒含量愈高、滑腻性矿物含量愈多或饱水时,其强度愈接近下限值,其黏聚强度可能降低到0.02MPa以下,反之则接近上限值。
(2)炭质页岩型结构面强度
含炭质泥岩或泥页岩结构面强度的综合,受构造变形的影响较大。边坡软弱带中所发育的炭质页岩为层间剪切破碎带的主体,其岩性软弱,呈散体结构,压缩变形量大,强度很低,岩体质量极差。1#LXT、2#RXT、5#RXT三组试样其抗剪强度的参数是:内聚力C一般在0.06～0.22MPa之间,平均为0.13MPa,内摩擦角φ变化在18.5°～26.5°之间,平均为23.03°。若含泥较重,页理镜面较发育或饱水时,剪切强度两参数可取下限值;若砂页岩互层,构成了软硬相间的岩性组合,在剪切过程中,其中细软物质可以被挤紧,硬质砂性物则产生很大的摩阻力,因而剪切强度的两参数可取靠近上限值。
(3)软岩夹煤线型结构面强度
以确定含煤或夹煤线的结构面强度为主,大都呈碎裂状,其煤层厚度不大且不稳定。软岩夹煤线型结构面各单体边坡发育不均一,受构造变形的影响较大。
1#LX、5#RXM、6#RL三组试样其抗剪强度的参数是:内聚力C一般在0.05～0.18MPa之间,平均为0.09MPa,内摩擦角φ变化在11.9°～40.0°之间,平均为21.4°。剪切强度由其中软弱部分所控制,一般不含或很少有充填物,未受胶结。当光滑破裂面愈平直、擦痕愈微细、微粗糙度愈小或饱水时,其抗剪强度愈接近下限值。反之,抗剪强度就愈接近上限值。
(4)含炭屑砂岩型结构面强度
涵盖了泥质粉砂岩型和粉砂质泥岩型结构面强度,具条带状的泥质粉砂结构,定向构造。泥质粉砂岩岩性软弱,遇水较迅速崩解。岩体结构属镶嵌碎裂结构,其质量较差,并具有较大的压缩变形。3#LX抗剪强度的参数是:内聚力C为0.28MPa,内摩擦角φ为34.1°。在边坡软岩中,其结构面强度相对较大。
❹ 如何对模态分析结果进行评价
为什么要计算固有频率和模态
1） 评估结构的动力学特性。如安装在结构上的旋转设备，为避免其过大的振动，必须看转动部件的频率是否接近结构的任何一阶固有频率。
2） 评估载荷的可能放大因子。
3） 使用固有频率和正交模态，可以指导后续动态分析（如瞬态分析、响应谱分析、瞬态分析中时间步长 的选取等）
4） 使用固有频率和正交模态，在结构瞬态分析时，可以用模态扩张法
5） 指导实验分析，如加速度传感器的布置位置。
6） 评估设计
❺ 分析成果的表示方法
1.浓度表示方法
1）质量浓度表示法。即单位体积水中所含离子的质量。这种方法只表征离子的绝对含量，不易显示水的化学性质。
2）百万分含量（ppm）。相当于1000g水中含某离子的毫克数。
3）物质的量浓度表示法。即单位体积水中所含离子的摩尔数。
4）离子毫克当量数表示法。即单位体积水中所含离子的毫克当量。这种方法可以反映各种离子间的数量关系和水的化学性质，检查水分析结果的正确性。
5）毫克当量浓度。毫克当量浓度是每升溶液中所含溶质的毫克当量数（N），其单位符号为meq/L。毫克当量数等于溶质的毫摩尔数（mmol）乘以溶质的价态（Z）。
2.水化学成分的图形表示
采用各种图示方法对水的化学成分进行展示，有助于对水质分析结果进行比较，发现其异同点，更好地显示各种水的化学特性，易于解释和说明有关水文地球化学问题。
（1）离子浓度图法
1）圆形图示法（饼图法）。把圆形平均分为两部分，一部分表示阳离子，一部分表示阴离子，其浓度单位为meq/L，某离子所占扇形的大小，按该离子毫克当量占阴或阳离子毫克当量总数的比例而定。圆形的大小按阴阳离子总毫克当量数大小而定（图1—1）。这种图示法可以用于表示一个水点的水化学资料，也可以在水化学平面图或剖面图上表示。
2）柱形图示法。柱形图示法如图1—2所示。柱型分两部分，一部分为阴离子，一部分为阳离子，以毫克当量数或毫克当量百分数表示，柱的高度与阳离子或阴离子的毫克当量总数成比例。通常表示6种离子，如超过6种，可把性质相近的放在一起，如Na++K+，Cl—+
图 1—1 圆形图示法
图1—2 柱形图示法
3）多边形图示法。多边形图示法如图1—3所示。图中有一垂直轴，此轴的左右两侧分别表示阳离子和阴离子，其浓度为meq/L。与垂直轴垂直的有四条平行轴，顶轴有meq/L的比例刻度。图中一般表示6种组分，如要表示更多的组分，可增加平行轴。
图1—3 多边形图示法
4）水化学玫瑰图。根据主要阴、阳离子毫克当量百分数绘制成圆形图，然后将圆分成6等份，图中6条半径分别表示地下水中常见的6种离子，并将每条半径分为100等份，然后按各离子的毫克当量百分数分别在半径上定点，连接各点，便显示出该水样特有的玫瑰图形。
图1—4为某矿井水样水化学玫瑰图，为突出各含水层地下水化学离子含量的差异，对水质分析的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、
图1—4 某矿井水样水化学玫瑰图
（2）三线图示法
早在20世纪初，就有人应用三线图示法。有多种大同小异的三线图示法，但目前应用最广的是1944年派帕提出的三线图示法（图1—5，图1—6）。该图由一个等边平行四边形及两个等边三角形组成，浓度单位为每升水的毫克当量百分数。构图时，首先依据阴阳离子各自的毫克当量百分数确定水点在两个三角形上的位置，然后通过该点作平行于刻度线的延伸线，两条延伸线在平行四边形中的交点即为该水点在平行四边形的位置。三线图能把大量的水分析资料点绘在图上，依据其分布情况，可以解释水文地球化学问题。
（3）库尔洛夫式
图1—5 水质三线图解
为了简明地反映水的化学特点，可采用化学成分表示式，即库尔洛夫式。将阴阳离子按递减顺序分别标示在一条横线上下，均按毫克当量百分数自大而小的顺序排列，小于10%的离子不表示。横线前依次表示特殊成分、气体成分及矿化度（M），三者单位均为g/L，式末列出水温（t）和涌水量（Q，单位为L/s），各种含量标在相应符号位置的右下角，而原子数移至右上角。如：
水文地球化学基础
图1—6 利用Piper图进行水化学类型划分
❻ 研究成果到底有哪些形式
1、论文和专著2、自主研发的新产品原型3、自主开发的新技术4、发明专利5、实用新型专利6、外观设计专利7、带有技术参数的图纸等8、基础软件9、应用软件10、其他
❼ 信息分析成果的评价包括哪些内容
科研成果的管理，包括总结、鉴定、应用、推广和成果奖励等。
（内1）科研资料的整理和总结容：对所扶得的资料进行科学加工，使其系统化、条理化，便于统计分析。写出学术性总结报告或学术论文及工作总结；（2）科研成果的举定：由学术委员会负责组织鉴定；（3）科研成果的应用与推广：通过成果的应用与推广，可以取得社会效益和经济效益，并可提高护理质量与学术水平；
❽ 水质分析成果表
地质钻孔数据库中水质分析成果表见表5.9。
❾ 什么是分析频率
采样定理规定：采样频率必须大于所关心信号最高频率（即分析频率）的两倍，否则会发生频率混叠，但由于模拟电路抗混滤波器不可能达到理想滤波器的陡度，所以一般取采样频率为分析频率的2.56倍。
❿ 工作分析的成果形式包括哪些
要看你们单位的资质，视具体情况定