地聚物是通过化学激发生成的具有低碳属性的新型胶凝材料, 具有部分取代水泥的巨大潜力。本文通过压汞试验表征了偏高岭土-矿渣地聚物净浆及砂浆的孔隙结构, 分析了液固比、砂体积分数等因素对孔结构特性的影响, 明确了孔结构特性与面分形维数的相关性。采用氯离子非稳态电迁移试验、非稳态自然扩散试验和水分扩散试验, 研究了偏高岭土-矿渣地聚物净浆与砂浆的抗渗透性能, 分析了液固比、砂体积分数及孔面分形维数与浆体介质传输性能的相关性。结果表明: 随着液固比增大, 地聚物净浆的孔隙率和最可几孔径均增大, 抗渗透性能降低; 地聚物砂浆的抗渗透性能优于水泥砂浆, 砂体积分数增加时, 地聚物砂浆的最可几孔径和介质传输系数均先减小后增大, 抗渗透性能先增强后减弱; 孔面分形维数能较好地表征地聚物浆体孔结构特性, 并与抗渗透性能相关性良好。

碱激发胶凝材料是一种新型低碳材料，其液相环境的碱度普遍高于水泥基材料，势必导致碱骨料反应引起的体积变形不同于水泥基材料。为探究碱激发胶凝材料的碱骨料反应行为与液相碱度的关系，选取花岗岩为代表性骨料制备碱激发偏高岭土-矿渣砂浆，研究在不同浓度NaOH溶液浸泡下的砂浆变形行为。结合微观分析表明，碱激发胶凝材料的体积收缩能很好地抑制碱骨料反应产生的膨胀，不同浸泡条件下碱激发偏高岭土-矿渣砂浆会呈现不同的变形行为。碱激发偏高岭土-矿渣砂浆的膨胀是由碱骨料反应生成产物以及原类沸石结构的水化硅铝酸钠凝胶向沸石结构转化所造成的。当碱激发胶凝材料的孔溶液氢氧根离子浓度大于0.209 mol/L时，碱骨料反应会发生。

传统的卫星导航信号频域抗干扰技术在接收信号的频域将干扰信号的谱线进行抑制从而达到抗干扰的目的，但在抑制干扰的同时抑制了部分信号，造成信号能量的损失。提出一种利用卫星导航信号频谱对称性的频域抗干扰算法，该方法利用卫星导航信号在频谱上的冗余性，在进行干扰谱线抑制的过程中利用与之对称未被干扰的谱线进行恢复，即可得到完整的信号频谱。分析北斗 B3频点民码仿真数据表明：当干扰信号的频谱出现在中心频点的一侧时，该方法对干扰信号的带宽不敏感，即使干扰信号的频谱占到了信号频谱的一半，其输出信号的能量仍能保持稳定；与传统的方法相比，在进行干扰谱线抑制的过程中减小了信号能量的损失。仿真实验表明，在典型场景下，提出的方法与传统的置零法相比，载噪比提升约 1 dB。

针对模糊增强不能改善图像的对比度和直方图均衡增强存在过度增强、图像细节信息丢失的缺陷, 提出了基于直觉模糊集和直方图均衡的图像增强算法。由于待增强图像包含大量的不确定性信息, 给出了一种新的直觉模糊增强图像的算法, 该方法通过合成像素的直觉模糊隶属度和非隶属度的方式来实现, 能够显著增强图像的细节信息, 但不能改善图像对比度。因此, 将直觉模糊增强和直方图均衡进行融合, 以直觉模糊增强为主, 同时抑制直方图均衡的不足, 既增强了图像的细节信息, 又改善了图像的对比度。最后, 通过典型的图像增强实例验证了算法的有效性和可靠性。

提出了基于光纤光栅透射光斯托克斯参量测量的新型实时压力传感方法。深入分析了透射光第一斯托克斯参量和压力所致线双折射之间的单调变化关系。分析表明，入射线偏振光入射角度以及相应测量波长点的选择对系统灵敏度、线性度及动态范围有重要影响。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统，实验数据验证了压力和透射光第一斯托克斯参量之间的单调变化关系，证明了此方法的可行性。最后对实验误差和系统性能进行了分析并提出了改进方案。

利用光纤光栅的偏振特性感知外界参量变化是光纤光栅传感的新研究热点。提出利用光纤光栅第一斯托克斯参量s1感知外界压力的新方法。推导了光纤光栅压力所致线双折射和s1参量的关系，建立了压力、线双折射和s1参量三者之间的关系模型，分析了线偏振光入射角度对s1参量的影响。仿真表明，偏振光入射角度影响s1曲线的基准值，同时也影响左右波长测量点的对称性和线性度。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统，测量了不同偏振光入射角度下s1参量受压力所致线双折射的影响曲线，验证了理论仿真结果。

对基于差分群时延的磁场测量方法中光纤布拉格光栅(FBG)结构的影响进行了分析。利用耦合模理论和传输矩阵法仿真,分析了均匀FBG的长度和折射率调制系数对传感系统测量范围和灵敏度的影响。同时改变FBG制作结构,研究了啁啾光栅、相移光栅和切趾光栅的差分群时延性能。并对各种光栅结构的差分群时延峰值大小进行了理论和实验比较。对均匀光栅和相移光栅的实验比较测量表明,采用相移光栅结构可以明显提高传感测量系统的灵敏度,实验数据和理论吻合较好。

通过相移光栅的偏振相关损耗(PDL)进行磁场测量是一种较为新颖的磁场测量方法,可用于对脉冲交变强磁场的测量。交叉敏感问题是光纤光栅传感中的关键问题。忽略光栅固有双折射,利用传输矩阵法对磁场传感原理进行了推导与仿真,理论分析了温度、轴向应力和压力等对相移光栅透射窗口的影响,并对相应的PDL峰值变化进行了数值仿真。理论和实验表明,透射窗口峰值的波长随温度和轴向应力呈线性变化,PDL谱线发生横向平移,磁场传感系统不受影响。压力的变化改变了光栅的折射率分布,产生应力双折射,PDL谱线发生不规则变化,对磁场测量结果产生严重影响。

应用传输矩阵法,对相移光栅的磁场传感机理进行了理论推导和仿真验证,分析了相移光栅的相移大小、相移位置以及光栅长度对磁场传感系统性能的影响。仿真结果表明,相移光栅阻带中透射窗口的带宽和透射率直接影响了磁场的测量结果,并与传统光纤布拉格光栅(FBG)测量方案进行了比较。仿真和实验表明,具有窄带宽高透射率透射窗口的相移光栅能够显著提高磁场传感系统的精度和灵敏度。