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實驗原理 STM是SPM家族中最基本也最重要的微納米檢測與研究工具之一。其工作原理基于微探針（針尖）與樣品之間的隧道效應(yīng)及隧道電流。當(dāng)一根十分尖銳的針尖在縱向充分逼近施加了一定偏壓的樣品表面至數(shù)納米甚至更小間距S時，針尖尖端的原子與樣品表面原子之間將產(chǎn)生隧道電流It。根據(jù)量子力學(xué)的隧道效應(yīng)理論，It與間距S之間存在負(fù)指數(shù)關(guān)系，探測隧道電流It的大小，即可檢測出間距S的大小，當(dāng)針尖在橫向掃描樣品時，即可獲得根據(jù)隧道電流的變化而獲得樣品表面的三維微納米形貌。   儀器特點 特有的臥式STM探頭 具有特有的臥式STM探頭設(shè)計， 降低了探頭的整體重心，消除了粗調(diào)與微調(diào)逼近機構(gòu)的垂直蠕動； 配備USB視頻顯微監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)微探針操作與進給過程的可視化，更好更直觀地滿足使用者的操作要求。 新型STM探頭及儀器性能更加穩(wěn)定和優(yōu)越。   穩(wěn)定的三軸壓電掃描器 采用互相正交的三軸壓電陶瓷掃描控制器，X、Y、Z三軸壓電陶瓷之間互不耦合，可保證掃描圖像不因耦合而失真；掃描器具有更好的掃描線性和獨立性、更高的強度和剛度，兼具更強的掃描驅(qū)動力，能同時適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。   優(yōu)化的檢測與控制系統(tǒng) 采用優(yōu)化的微納米掃描與反饋控制電路系統(tǒng)，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可獲得更高的掃描分辨率、更好的重復(fù)性和更佳的圖像質(zhì)量。   完善的軟件界面與功能 功能強大、界面友好，可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統(tǒng)。一般操作者均可輕松而熟練地掌握，只需點擊鼠標(biāo)，即可完成從圖像掃描到圖像處理及數(shù)據(jù)信息計算的全部操作?？捎檬髽?biāo)任意選擇局部掃描區(qū)域，實現(xiàn)圖像平移、定位和縮放；可設(shè)定掃描次數(shù)并自動控制掃描停止；具有實現(xiàn)X、Y方向的面掃描和線掃描的功能；可獲得樣品表面的納米級三維形貌結(jié)構(gòu)和截面線；高質(zhì)量的彩色/黑白平面圖像顯示與三維立體圖像顯示；具有圖像的二維和三維納米標(biāo)尺標(biāo)注功能及粒徑測量功能；具備納米級表面微觀粗糙度的統(tǒng)計及計算功能；可精確測定樣品表面的微納米級臺階高度和深度；完善的圖像處理功能，包括裁剪、粘貼、旋轉(zhuǎn)、對比調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、顏色調(diào)整、背景色調(diào)整、圖像平滑、濾波等。   簡單便捷的儀器操作 STM的操作十分簡單和便捷，一般操作人員即可完成，無需專人操作和維護。安裝探針、安裝樣品、粗調(diào)和微調(diào)進樣、圖像掃描、圖像存儲等操作，均可在1分鐘內(nèi)完成。特別適用于科學(xué)研究、教學(xué)實驗及產(chǎn)品檢測。   高穩(wěn)定性與抗干擾能力 STM既可在良好的實驗條件下完美工作，也可在有一般實驗室、普通桌面、有輕微振動、有環(huán)境干擾、有光照等條件下正常運作，快速掃描觀察各種微納米樣品，獲得理想的圖像和微納米結(jié)構(gòu)信息。具備更好的穩(wěn)定性和抗震性，更強的抗（光、電、磁等）干擾能力，更快的掃描速度（最快1幅圖像/10秒，作為對比，進口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘，甚至更慢）。   高適用性廣泛應(yīng)用領(lǐng)域 可同時適用于科學(xué)研究、本科生和研究生的教學(xué)實驗及納米技術(shù)產(chǎn)品的檢測，廣泛適用于各種金屬、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、磁體、非磁體等材料樣品的掃描檢測。對被測材料樣品無特殊要求，免去繁瑣的樣品制備過程，可直接掃描獲得微納米結(jié)構(gòu)信息。   實驗內(nèi)容與典型實驗數(shù)據(jù) 部分掃描測試樣品的STM圖像   部件列表 描述 數(shù)量 掃描隧道顯微鏡探頭 1 控制機箱STM—IIa型 1 直流高壓電源 1 　前置放大器    1 　偏壓電源    1 A/D&D/A控制接口卡 1 STM微探針 20組 USB光學(xué)顯微鏡 1 一體機, 含STM掃描控制軟件 1 樣品 5 剪刀、鑷子、啟子、放大鏡等工具 1  

本發(fā)明提供一種用于消除水下近距離爆破沖擊波的空氣隔層裝置，包括配重、噴氣管、迷宮式氣泡 通道、柔性氣囊，所述迷宮式氣泡通道下端與上端均開口，該迷宮式氣泡通道下端固定所述噴氣管、上 方連接所述柔性氣囊，所述噴氣管與所述配重連接，噴氣管的噴氣孔位于所述迷宮式氣泡通道內(nèi)部，所 述柔性氣囊在水中產(chǎn)生的浮力大于所述迷宮式氣泡通道在水中所受重力。本發(fā)明通過在豎直方向形成前 后錯位的空氣隔層，利用空氣介質(zhì)與周圍水體介質(zhì)間波阻抗的突變，能夠?qū)_擊波壓力峰值衰減 90%以 上，從而保護附近水工結(jié)構(gòu)物及其它被保護目標(biāo)的安全，具有消能效果好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。

本發(fā)明提供一種基于能量原理的深部巖體爆破開挖誘發(fā)振動預(yù)報方法，包括如下步驟：⑴采用量綱 分析方法，建立了基于能量平衡原理的峰值振動速度預(yù)測公式；⑵針對深埋地下隧洞爆破開挖，在洞壁 布置振動監(jiān)測儀，記錄爆破過程的巖體振動波形，獲取圍巖振動響應(yīng)；⑶根據(jù)深埋地下隧洞爆破參數(shù)和 場地環(huán)境，計算出每段炮孔所裝炸藥爆炸能量及被開挖巖體的應(yīng)變能，再結(jié)合實測的爆破振動峰值速度， 采用多元回歸分析方法計算出預(yù)測公式中的未知系數(shù)，實現(xiàn)深部巖體爆破開挖誘發(fā)振動的預(yù)報。本發(fā)明 方法大幅度提高了深部巖體爆破開挖誘發(fā)振動的預(yù)報精度，可廣泛應(yīng)用于交通、水電、礦山等深埋地下 工程爆破開挖誘發(fā)振動的預(yù)報。 

通過實驗技術(shù)和理論方法的雙重突破，在國際上率先實現(xiàn)了對原子核量子態(tài)的精確描述，揭示了水的核量子效應(yīng)，該成果發(fā)表于《科學(xué)》期刊；通過開發(fā)新型掃描探針技術(shù)，在國際上首次獲得了單個鈉離子水合物的原子級分辨圖像。掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope，STM）是一種空間分辨率可以達(dá)到原子量級的微觀探測工具。 然而，受電流放大器帶寬的局限，其時間分辨一般只能達(dá)到微秒量級（10-6 s），而很多微觀動力學(xué)過程往往發(fā)生在皮秒（10-12 s）和飛秒（10-15 s）量級。  為了提高STM的時間分辨率，其中一種比較可行的辦法是將超快激光的泵浦-探測（pump-probe）技術(shù)和STM相結(jié)合，利用超快光與電子隧穿過程的耦合來實現(xiàn)“飛秒-?！背叨鹊臉O限探測。

研制出國內(nèi)首臺超快掃描隧道顯微鏡，實現(xiàn)飛秒級時間分辨和原子級空間分辨，并捕捉到金屬氧化物表面單個極化子的非平衡動力學(xué)行為。該工作于5月19日發(fā)表在物理領(lǐng)域頂級期刊《物理評論快報》上，并被選為編輯推薦文章。

隨著國家交通建設(shè)的日益發(fā)展，在山區(qū)修建高速公路越來越多，隧道開挖是山區(qū)修 建高速公路時常常會遇到的課題。實時監(jiān)測對于保證隧道的安全施工具有十分重要的意 義。本系統(tǒng)可對海量極的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行建庫管理，實現(xiàn)方便、快速、直觀的圖形斷 面交互查詢（包括三維交互式查詢及二維圖形斷面二種模式），程序能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù) 進行智能預(yù)測并預(yù)警，并以一種全新的三維可視效果來表達(dá)隧道施工的安全級別，可為 隧道安全施工進行全程三維動態(tài)監(jiān)控。 

本發(fā)明屬于隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于探地雷達(dá)的盾構(gòu)隧道沉降 控制方法。采用動態(tài)循環(huán)反饋方法進行盾構(gòu)隧道沉降控制，具體步驟為：采用探地雷達(dá) 設(shè)備對盾構(gòu)隧道壁后注漿進行全斷面和縱向的探測，然后通過測定或估算得到注漿材料 介電常數(shù)，并將其應(yīng)用于隧道壁后注漿層的模型試驗探測、正演模擬結(jié)果及現(xiàn)場探測的 數(shù)據(jù)，提取特征圖像和特征波，將其作為訓(xùn)練輸入樣本，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動識別方 法，得到隧道壁后注漿層分布形態(tài)；結(jié)合地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)以上分析結(jié) 果確定下一步的施工控制措施，為了驗證控制措施的效果需再一次進行現(xiàn)場的探測，形 成循環(huán)動態(tài)過程，至完全有效控制盾構(gòu)隧道不均勻沉降變形。本發(fā)明很好地解決壁后注 漿的效果，使得盾構(gòu)隧道沉降控制方法更加科學(xué)化。

為了科學(xué)地管理和控制隧道及地下工程建設(shè)風(fēng)險，運用建立的工程風(fēng)險分析理論與 方法，開發(fā)了一套隧道及地下工程風(fēng)險管理軟件。該軟件可根據(jù)擬建工程信息和資料， 結(jié)合風(fēng)險備選數(shù)據(jù)庫中存儲了大量的隧道及地下工程風(fēng)險資料，自動生成工程風(fēng)險調(diào)研 表格，對擬建工程進行風(fēng)險辨識、估計和評價，實現(xiàn)科學(xué)的風(fēng)險決策與管理。同時，軟 件可根據(jù)工程施工進度進行實時分析和評估，并利用施工監(jiān)測數(shù)據(jù)對在建工程各項風(fēng)險 進行動態(tài)跟蹤管理，對施工中風(fēng)險進行全面控制，保證工程的順利進行。軟件的基本功 能包括：工程風(fēng)險數(shù)據(jù)存儲、輔助風(fēng)險識別、風(fēng)險估計計算與風(fēng)險評價、風(fēng)險決策和風(fēng) 險跟蹤管理等。

本成果來自省部級科技計劃項目，2014年獲國家發(fā)明專利授權(quán)，2015年通過中國鐵路總公司的技術(shù)評審，2015年11月獲得國際隧道與地下空間協(xié)會年度技術(shù)創(chuàng)新獎，認(rèn)為達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該項技術(shù)的檢測速度從間歇式5km/h，提高到連續(xù)性175km/h，它能在正常的列車運行條件下完成整條線隧道的檢測，徹底地改變了國家鐵路網(wǎng)隧道病害不能普查和定期體檢的現(xiàn)狀。該技術(shù)還可以用于公路隧道和地下鐵路隧道的健康狀態(tài)檢查

本實用新型提供一種隧道基坑用排水系統(tǒng)，包括混凝土防水層，所述混凝土防水層的上端設(shè)置有橫向支撐，所述混凝土防水層的表面設(shè)置有抽水管道，抽水管道的第一抽水口設(shè)置在基坑底部，分離箱串接在抽水管道的中間部位，通過分離箱將基坑內(nèi)抽出的水和泥沙進行分離，分離出的泥沙又可以通過旋轉(zhuǎn)分離箱的方式，將分離箱內(nèi)的泥沙清理干凈，這種方式不僅效率高，而且抽上來的水可直接使用或排放，通過預(yù)制半潛式明溝的設(shè)計，有效的解決了明溝易堵塞的問題，排出的水可直接流入蓄水池中，并且明溝在開挖過程中，可直接將預(yù)制好的溝槽放置在溝內(nèi)，無需再