爆破振动控制是复杂城区环境地铁隧道爆破施工中的重点关注问题, 而掏槽爆破往往是在隧道爆破中产生的振动强度最大。结合武汉地铁7号线北延线(前川线)爆破工程背景, 综合数值模拟及现场测试验证方法, 计算对比分析了单楔形掏槽、四直孔掏槽和双楔形掏槽三种掏槽方式下爆破振动强度, 提出了基于爆破振动速度控制的地铁隧道掏槽爆破优化方式。研究结果表明: 在单楔形掏槽、四直孔掏槽与双楔形掏槽三种掏槽爆破方式下, 沿隧道开挖轴线方向, 三种掏槽方式具有相似的传播规律, 在0~10 m范围内, x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而减小, 在0~-5 m范围内, x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而不断衰减, 当地表质点与掌子面水平距离超过5 m时, x向(水平径向)峰值振动速度整体趋势表现为先上升后下降。隧道左导洞上台阶已开挖区对地表振动速度具有放大效应, 即存在“空洞效应”; 垂直于隧道开挖轴线方向, x向(水平径向)峰值振动速度在隧道左右两侧分布规律大致相似, 且随着与原点水平绝对距离的增加而逐渐减小, 隧道左导洞上台阶存在临空面, 使隧道左侧x向(水平径向)峰值振动速度大于隧道右侧; 由于采用延时起爆方式, 双楔形掏槽x向(水平径向)峰值振动速度最小; 在隧道爆破施工中, 已开挖区地表振动速度是前方未开挖区的1.35~2.02倍, 存在“空洞效应”; 与其他两种掏槽相比, 双楔形掏槽的“空洞效应”较弱。对三种掏槽方式爆破地表振动强度对比分析表明, 三种掏槽方式的优劣顺序为: 双楔形掏槽>单楔形掏槽>四直孔掏槽。

西头遗址位于陕西省咸阳市旬邑县, 是一处包含了自新石器时代到明清时期丰富遗存的人类文化遗迹。 在该遗址的上西头村和南头村发掘点中发现了许多新石器时代的窑洞式房址, 且部分房址的地坪为“白灰面-草拌泥”复合建筑材料, 保存较为完整。 本文首先采用了体视显微镜、 偏光显微镜、 超景深显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对“白灰面-草拌泥”地坪的结构进行了显微观察, 为进一步解决样品的制作材料、 制作工艺分析和技术原理等问题, 又利用X射线衍射仪（XRD）、 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、 热重差热分析仪（TGA-DSC）、 能谱仪（EDS）等多种分析手段对“白灰面”、 草拌泥以及“白灰面-草拌泥”交界面进行了成分的分析检测。 研究结果表明: “白灰面”主要成分是二氧化硅和由料礓石烧制后经过碳酸化反应生成的碳酸钙; “白灰面”有三层, 应是经过三次涂抹叠加而成, 每层白灰面厚度都基本一致且均不超过1 mm; “白灰面”的基底是草拌泥, 其中的秸秆纤维起加筋强化和抑制开裂作用; 涂抹“白灰面”时, 石灰水渗入草拌泥中而氢氧化钙发生碳酸化反应产生了碳酸钙, 有助于草拌泥结构的稳定性和强度; “白灰面”和草拌泥两种建筑材料至今仍结合紧密, 两者之间仅有10~20 μm的间距, 说明至少在新石器时代晚期中国先民已经广泛掌握了“白灰面-草拌泥”这种复合建筑材料及其施工工艺。 该研究对于了解中国远古先民对于天然材料的认识、 利用以及梳理传统建筑科技文明的发展脉络具有重要意义。

该研究团队在近期日常检测中发现一粒疑似合成钻石的天然钻石。 该样品的质量为0.029 5 g(0.14 ct), 尺寸为3.32 mm×3.33 mm×2.08 mm, 颜色级别为H, 净度级别SI1, 在正交偏光镜下具有异常消光现象。 该样品在短波紫外灯下具有强的绿黄色荧光, 并伴有强烈的绿黄色磷光现象, 磷光持续时间50 s以上; 傅里叶变换红外光谱仪测试确认该样品为Ⅱa型, 在1 400～400 cm-1无明显吸收峰, 在1 970～2 500 cm-1处具有由C—C晶格振动所引起的吸收峰; 紫外可见光谱仪测试未检测到415 nm吸收峰, 显示270 nm吸收峰。 上述特征疑似HPHT合成钻石。 为确认该样品的成因, 又对其做了部分光谱测试, 采用De Beers 研制的Diamond-viewTM测试样品的发光图像, 该样品的发光图像呈蜥蜴皮状、 蜂窝状; 采用常温光致发光光谱仪测试, 选用405 nm光源激发时, 可见415、 428和450 nm特征峰; 选用365 nm光源激发时, 可见415、 428和450 nm特征峰以及氮空位中心(N-V)0引起的575 nm特征峰, 未见氮空位中心(N-V)-引起的637 nm特征峰; 采用低温液氮光致发光光谱测试, 选用488和514 nm激发光源, 可见由氮空位中心(N-V)0和(N-V)-引起的575和637nm特征峰, 并且575 nm峰强度远大于637 nm峰强度。 总结对比当前最新的研究成果: 415 nm特征峰是天然无色钻石的重要特征峰; CVD合成钻石具有737 nm光致发光特征峰; HPHT合成钻石具有882和883 nm光致发光特征峰; 经HPHT处理钻石具有575和637 nm光致发光特征峰, 且637 nm发光峰强度远大于575 nm强度。 通过对比天然、 合成和处理钻石Diamond-viewTM测试的发光图像特征, 测试样品的发光图像符合天然钻石的特征。 综合以上研究, 最终确认该样品为天然Ⅱa型钻石。 该样品研究表明, 钻石鉴定需从常规宝石学特征入手, 注重红外吸收光谱、 紫外-可见光谱的测试, 特别关注Diamond-viewTM荧光成像、 光致发光光谱分析方法的使用, 综合判断才能获得准确结论。

肺部疾病的诊断和治疗很重要，目前实现肺部疾病的无创监测具有一定困难。笔者采用近红外光子传输技术，定量研究了人体肺部的结构。以可视中国人数据集（VCH）为实验对象，利用蒙特卡罗（MC）模拟对其进行了仿真。对肺部血流动力学非侵入式测量的可行性进行了理论探讨，并对光子在肺部传输时的最佳光源位置进行了研究，同时还对光源‐检测器距离进行了优化。光通量强度显示，光子在人体肺部可以穿透6~8.4 mm，光源到检测器的最佳距离是2.8~3.6 cm。在此基础上，对13名志愿者进行了近红外漫反射实验，实验数据与仿真结果基本一致。实验结果表明，本研究在肺部血流动力学无创监测方面具有广阔的应用前景，同时也为生物医学光学技术在人体上的应用提供了参考。

肺动脉数字减影血管造影技术是现阶段临床检测肺动脉栓塞的主要手段，但该技术是一种有创的检查，且易对血管及周围组织造成损伤。在目前的心血管医学研究中，肺动脉栓塞的无创检测具有一定挑战性。本课题组运用蒙特卡罗方法模拟研究了光在人体胸部组织中的传输规律，探讨了近红外光谱技术在肺动脉栓塞无创检测中的可能性。结果表明：在2.8～3.1 cm的光源与探测器距离下，检测到信号对肺动脉部位激活的灵敏度可达到0.073%的峰值；不同栓塞水平下的归一化光照强度差异显著，且二者之间呈线性关系(R²＝0.998, p<10^－5)。这些结果表明，近红外光谱技术在肺动脉栓塞定量检测中具有巨大潜力。本研究为无创光学方法诊断肺动脉栓塞提供了参考。

为了探讨非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性, 推导了携带C点偶极子的高斯光束非相干叠加传输表达式, 并进行了数值模拟研究。结果表明,构成C点偶极子的两个C点的位置和偏振度会随着相关参数的变化而改变;在旁轴情形下, 没有C点产生和湮灭, 并且这两个C点连线的斜率随着传输距离的增加而单调增加;在非旁轴情形下, 当光束传输到z= 0.01zR时, 有多个C点偶极子产生, 在z=10.39zR时又出现C点偶极子的湮灭;在瑞利距离zR处, 光腰半径增加到 0.222μm和0.56μm时分别出现C点偶极子的产生和湮灭; 随着离轴距离和光束波长的变化, 也出现C点的产生和湮灭。研究结果对深入理解偏振奇点矢量光束和寻找奇点光学潜在应用具有一定参考价值。