• 2020年第20卷第17期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 超临界二氧化碳压裂裂缝研究现状与展望

      2020, 20(17):6703-6710.

      摘要 (1841) HTML (0) PDF 1.84 M (949) 评论 (0) 收藏

      摘要:超临界二氧化碳压裂是一种新型无水压裂技术,即可封存二氧化碳又可节约水资源,具有易起裂,缝网复杂,返排快,保护地层等特点。在压裂研究中裂缝起裂与形态至关重要,因此对超临界二氧化碳压裂裂缝起裂与形态展开调研综述,发现:超临界二氧化碳压裂的起裂压力很低,仅约为水力压裂起裂压力的70%,优势十分明显,目前对起裂主导机理,外界影响因素以及起裂后压力快速下降过程的研究尚存不明之处,未来需重点研究;超临界二氧化碳压裂产生裂缝非常复杂,比水力压裂裂缝具有更好的沟通性,学者们从粘度,温度,水平应力差,层理等多个角度讨论裂缝形态影响因素,未来可从滤失性,时间效应以及返排速率等参数入手,继续完善超临界二氧化碳压裂裂缝形态研究;超临界二氧化碳压裂产生的裂缝非常小,有效性难以评定,在研究配套增粘剂和支撑剂的同时,也可利用裂缝面粗糙特性,形成裂缝自支撑以增强裂缝有效性。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 复杂仿真模型可信度评估:挑战与方法

      2020, 20(17):6711-6719.

      摘要 (1098) HTML (0) PDF 2.93 M (918) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿真在军事、工业、经济、环境和社会等领域得到了广泛应用,与此同时,人们对仿真模型的可信度越来越关注。随着计算机和建模与仿真技术的快速发展,仿真模型越来越精细和复杂,导致可信度评估面临着许多新的挑战。本文系统地归纳总结了复杂仿真模型可信度评估面临的8项挑战。在此基础上,制定了复杂仿真模型可信度评估的基本框架和策略,提出了应对各项关键挑战的主要技术和方法。本文的研究有助于从总体上把握复杂仿真模型可信度评估的主要挑战、基本框架和主要方法,从而创新和推动可信度评估的理论和实践研究。

    • >TU建筑科学
    • 地铁联络通道冻结法施工研究现状

      2020, 20(17):6720-6728.

      摘要 (898) HTML (0) PDF 1.44 M (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:人工冻结法因其安全可靠性好,能够隔绝地下水;适用范围广等特点被应用于地下空间的施工之中。本文结合冻结法的特点,对目前冻结法在地铁联络通道中的应用与研究现状、冻结法施工对土体力学性质的影响以及采用冻结法施工对周围环境的影响这几个方面展开介绍。总结了目前人工冻结法在研究中的不足与施工过程中出现的问题,并给出了自己的观点看法。

    • >X环境科学、安全科学
    • 城市安全防范系统中风险评估应用研究的评述及展望

      2020, 20(17):6729-6736.

      摘要 (756) HTML (0) PDF 1.25 M (576) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地研究不同评估方法在城市安全防范系统的应用并就其现状和发展趋势进行分析和概括,本文依据当前国内外主要论文和专著数据库Web of Science, ScienceDirect, Engineering Village, 知网等文献数据库,检索了2008年-2018年间有关城市安全防范系统的风险评估的研究论文和专著200余篇/部,分析了各类方法的特点和成效,探讨风险评估方法在城市安全领域的应用价值和前景。研究表明:不同的风险评估方法在城市的不同领域有着自身的优势,因此方法的选择需要根据不同场景、不同领域进行调整,特别是要根据现代城市建设的需要,选择综合性、先进性的风险评估方法,能够准确有效地提高各类风险评估的成效。

    • >O3力学
    • 基于正交设计试验的双锥药型罩结构优化

      2020, 20(17):6737-6741.

      摘要 (898) HTML (0) PDF 1.67 M (740) 评论 (0) 收藏

      摘要:双锥药型罩成形的影响因素复杂,其壁厚、上锥角、下锥角以及上锥高占比等参数对形成射流的特性、侵彻性能产生重要影响。本文基于正交设计方法分析以上因素对射流特性及侵彻能力的影响。选取双锥药型罩的以上四个参数为正交优化的四个因素,将射流头部速度、速度梯度以及有效长度作为优化时主要的评价指标,对双锥药型罩进行结构方案优化。通过分析双锥药型罩数值仿真优化结果,最后得到药型罩上锥角为25°、下锥角为55°、壁厚为3.5mm、上锥占比60%时,其形成的射流具有较好的破甲效果。

    • >P天文学、地球科学
    • Cowell数值积分器的变步长与自起步方法

      2020, 20(17):6742-6747.

      摘要 (778) HTML (0) PDF 1.13 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:Cowell多步法积分器简单易用、计算高效,但也存在着步长变换困难和积分起步需借助其它工具等缺点,限制了其应用范围。为了使Cowell积分器更加方便实用,可以处理更多的问题,对积分器实现了以下三个方面的改进:首先实现了无精度损失的变步长操作,经实际验算,即便经过几十万次的反复步长变换,计算精度也没有损失;其次利用逐阶迭代的方式实现了积分器的自起步,摆脱了对其它工具的依赖;最后推荐了一种增加和分值存储字长的方法来减小舍入误差,误差减小效果显著,积分1E+9圈以后相对误差仍小于1%。

    • 流变基质中刚性椭球夹杂的运动演化机制

      2020, 20(17):6748-6751.

      摘要 (765) HTML (0) PDF 1.38 M (514) 评论 (0) 收藏

      摘要:地球岩石圈非均匀流变岩石存在显著的流变场分配现象。本文基于Eshelby细观力学理论,结合等效远场方法,建立了粘性基质中有限体分比刚性椭球夹杂运动演化的细观力学模型,利用MATLAB程序数值研究了流变场速度梯度条件下粘性基质中单个刚性夹杂的旋转路径,同时给出了刚性夹杂的形态演化过程,揭示了其运动演化机制。

    • 页岩气层内运移机理分析及应用

      2020, 20(17):6752-6759.

      摘要 (677) HTML (0) PDF 2.13 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:前人对页岩气运移的研究主要集中于吸附—解吸附规律及其在微纳米孔喉中扩散流动的微观运移规律。页岩气的层内运移也会受到流体势的控制,介于页岩的孔渗特点,流体势的高低取决于孔隙流体压力。根据不同地质环境的孔隙流体压力差异,建立三种页岩气层内运移的理论模型:①褶皱中的层内运移模型;②差异剥蚀引起的层内运移模型;③有机质成熟度差异引起的层内运移模型。微观运移为层内运移提供必要的运移通道,层内运移进一步促进微观运移的过程。在此基础上,对川东地区焦石坝断背斜开展页岩气层内运移机理研究。结果证明:川东地区焦石坝断背斜中,页岩气和孔隙压力分布情况与本文建立的层内运移模型相一致。通过页岩气的层内运移和微观运移规律研究,更有助于准确地找到油气勘探的“甜点区”。

    • >Q生物科学
    • 大鼠基底外侧杏仁核对恐惧视觉信息的编码分析

      2020, 20(17):6760-6767.

      摘要 (1023) HTML (0) PDF 4.79 M (617) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究大鼠在条件性恐惧视觉建立过程中基底外侧杏仁核(Basal Lateral Amygdala, BLA)如何对恐惧视觉信息进行神经元响应特征编码分析。通过对实验Long-Evans(LE)大鼠进行电极植入手术,采用巴普洛夫原理设计基于自然图像的恐惧训练实验范式;用多通道信号采集系统采集训练前、后BLA脑区三种不同属性图片刺激时的峰电位(Spike)神经信号,并且分别根据发放率编码和信息熵编码方法对所提取Spike信号进行编码分析;最后,利用朴素贝叶斯分类器对刺激图形进行分类解码判断,研究大鼠BLA区对恐惧视觉信息进行神经编码的机制。结果表明:恐惧训练后Spike发放率和信息熵均有明显增加;解码正确率为:恐惧94%,非恐惧93%。可见恐惧视觉信息能够激活大鼠BLA脑区的神经元响应;朴素贝叶斯分类器可以实现对神经元集群响应的分类解码,且对恐惧信息解码效果更好。

    • >R医药、卫生
    • 限制性椎板切除术后颈椎曲度大小与脊髓后移的关系及对轴性症状的影响

      2020, 20(17):6768-6772.

      摘要 (806) HTML (0) PDF 1.60 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 观察颈椎后路限制性椎板减压术后颈椎曲度大小与颈髓后移距离的关系及对手术疗效的影响。方法 2016年01月至2017年12月,有87例颈椎曲度正常的脊髓型颈椎病患者在我院接受限制性椎板切除术治疗,其中有74例获得完整的临床随访。术后根据harrison方法测量颈椎曲度并将其分为:A组,颈椎曲度变减小(0o≤颈椎角≤16.5o);B组,颈椎曲度正常(颈椎角>16.5o)。术后观察两组患者神经功能改善情况、脊髓后移距离、颈椎活动度(ROM)、轴性症状严重程度及C5神经麻痹发生情况。结果 在平均23.8个月的临床随访中,36例患者(A组)的颈椎曲度变小(48.6%),平均颈椎角为9.7o±5.3o;38例患者(B组)颈椎曲度维持正常(51.4%),颈椎角为18.7o±4.6o,两组颈椎曲度比较具有显著统计学差异(P<0.05);A组椎板切除宽度为(18.5±2.1)mm,B组为(17.9±1.8)mm,差异无统计学意义(P>0.05);A组脊髓后移距离为(1.8±0.5)mm,B组为(2.6±0.8)mm,具有显著统计学意义(P<0.05)。术后两组患者的ROM较术前无明显减小(P>0.05),JOA评分均较术前有明显升高(P<0.05),组间比较无显著统计学差异(P>0.05);A组轴性症状严重程度明显重于B组(P<0.05);A组有3例(8.3%)患者发生C5神经麻痹,B组有4例(10.5%),两组比较无统计学差异(P>0.05)。结论 限制性椎板切除术后仍有近半数的患者出现颈椎曲度丢失,颈椎曲度减小使得脊髓后移距离缩短并增加轴性症状的严重程度,而颈椎曲度与神经恢复效果及C5神经麻痹无明显关联。

    • >S农业科学
    • 利用卷积神经网络提取高分辨率遥感图像喀斯特森林信息

      2020, 20(17):6773-6777.

      摘要 (950) HTML (0) PDF 2.04 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对喀斯特地区高分辨率遥感图像受山区复杂地形的影响存在阴影区域,“同物异谱”和“异物同谱”现象严重,传统的机器学习算法提取森林植被精度不高的问题,根据实践经验将多源多特征融合构成提取喀斯特森林信息特征,改进标准的卷积神经网络(CNN),将支持向量机与卷积神经网络相结合(CNN-SVM)应用于遥感分类,并与CNN、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)等方法进行比较。结果表明,CNN-SVM、CNN两种深度学习方法的提取喀斯特森林信息精度均明显高于RF和SVM等浅层模型方法。CNN-SVM综合了CNN提取遥感高阶特征的能力和SVM的分类性能,分类精度在90%以上,高于标准的CNN。深度学习CNN可有效地区分农作物、提高喀斯特森林植被信息的提取精度。

    • 滇西北哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长对气候变化的响应

      2020, 20(17):6778-6783.

      摘要 (928) HTML (0) PDF 1.87 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变化背景下森林生态系统对气候的响应是广泛关注的科学问题。本文以滇西北哈巴雪山为研究区,利用不同海拔长苞冷杉树轮宽度资料建立树轮宽度差值年表,并与气候因子进行分析,以揭示影响哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长的关键气候因子。结果表明,高海拔长苞冷杉主要受上年11月最高温和当年2月降水影响,低海拔树木主要受当年5月干旱限制,当年10月温度升高促进树木生长;低海拔树木径向生长与气候因子关系相对高海拔更加稳定,气候重建潜力更高。未来气候变化将有利于高海拔树木生长,低海拔树木可能会受到暖干气候的限制出现生长下降。

    • 污泥在人工鱼礁制备中的试验研究

      2020, 20(17):6784-6790.

      摘要 (734) HTML (0) PDF 3.54 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效地利用污泥以及促进人工鱼礁的发展,以污泥、水泥、贝壳粉为原料按照不同的水灰比和贝壳粉含量制作了人工鱼礁礁块并对其进行了抗压强度、营养盐析出以及浸泡海水液PH值的测试,同时用SEM和XRD对礁块水化产物进行了微观分析。试验结果表明:在水灰比为0.5至0.6、贝壳粉含量为0.2至0.6的范围内,水灰比越低或贝壳粉含量越高均能导致礁块的强度更高;礁块掺加污泥后可以不断析出NH4+和PO43-且析出规律均为线性,但当材料比例改变时这种线性之间也会有差异;强度越高的礁块其浸泡海水液的PH值越接近普通海水,亲水性越好;礁块水化生成钙矾石和C-S-H凝胶等是礁块强度的重要保障。该研究可为污泥的资源化利用以及人工鱼礁材料的新型开发提供思路和技术参考。

    • >TB一般工业技术
    • 碳量子点修饰的二氧化钛纳米片阵列薄膜的构筑及光电化学性能*

      2020, 20(17):6791-6795.

      摘要 (898) HTML (0) PDF 2.03 M (531) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热法,以稀盐酸、钛酸丁酯和氟钛酸铵作为原料,在FTO导电玻璃上制备了(001)面主导的TiO2纳米片阵列薄膜。通过电化学氧化法制得均一、稳定、高活性碳量子点(CQDs),再通过电泳法将CQDs修饰到TiO2纳米片阵列薄膜表面,形成CQDs/TiO2纳米片阵列复合材料。利用扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见光谱(UV-vis)对复合材料的形貌、晶型、表面元素成分和光吸收能力进行表征,通过电化学工作站测试复合材料的光电化学性能。结果表明,CQDs/TiO2复合材料为锐钛矿晶型,形貌规整均匀;CQDs修饰后TiO2纳米片的最大吸收波长由388 nm增加到576 nm,光化学能转化率高达2.38%,光电流是TiO2纳米片的8倍,交流阻抗减小,具有非常优异的光电化学性能。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 掘进机截割头齿座的机器人自动定位技术

      2020, 20(17):6796-6805.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 4.53 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高悬臂式掘进机截割头上截齿的定位精度,改进截割头制造质量,根据截齿的在截割头表面的排列形式,分析了齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定过程,提出并研制了一种基于截割头设计方法的齿座定位专用机器人系统,介绍了将截齿定位设计坐标系转换为专用机器人制造坐标系的方法。通过控制串联式机器人手部关节的旋转与回转台的翻转,实现了截齿空间姿态设计参数与制造参数的统一;通过重力自定位原理,实现了齿座相对机器人手部的自动精确定位,有效降低了机器人调试过程的复杂性。此外,通过模拟机器人自动制造过程,分析了不同制造工艺路线对截割头齿座定位工作效率的影响。研究结果表明,采用机器人自动定位技术能有效提高截割头齿座定位精度,合理的制造工艺路线能有效提高截割头制造效率。

    • 韦伯数对紧耦合雾化喷嘴初始破碎模式的影响

      2020, 20(17):6806-6811.

      摘要 (621) HTML (0) PDF 4.55 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得韦伯数对紧耦合雾化喷嘴初始破碎模式的影响规律,利用VOF模型对以水和空气为工质的典型紧耦合环缝型雾化喷嘴的初始破碎过程进行数值模拟研究,并利用高速摄影技术对数值模拟结果进行实验验证。重点分析了韦伯数对紧耦合雾化初始破碎模式、初始破碎长度的影响,以及不同初始破碎模式的内在形成机制和特点。在液体雷诺数为4 500,气体动力韦伯数为70到18 650时,获得如下结论:随韦伯数的增加,紧耦合雾化初始破碎模式由韦伯数为70的膜状破碎模式向韦伯数为330的振荡卷吸破碎模式转变,当韦伯数大于1 700时,紧耦合雾化的初始破碎模式转变为完全卷吸破碎模式,其中振荡卷吸破碎模式和典型金属雾化过程中的喷泉状破碎模式类似。初始破碎长度随韦伯数的增加逐渐减小,在韦伯数大于4 560后,基本维持恒定。喷嘴导液管底端存在的卷吸涡状结构会对初始破碎模式产生重要影响,涡状结构在完全卷吸破碎模式时最明显。

    • >TE石油、天然气工业
    • 饶阳凹陷蠡县斜坡“油藏单元”划分及其地质意义

      2020, 20(17):6812-6821.

      摘要 (667) HTML (0) PDF 10.27 M (2474) 评论 (0) 收藏

      摘要:蠡县斜坡位于饶阳凹陷的西部,该地区勘探形势严峻,构造油藏增产上储难度增大。同时,早期发现的单一圈闭内的单一油藏内部由于储层非均质性,并没有统一的油水界面,经典的石油地质理论受到了挑战。在此背景下,以蠡县斜坡高30断块ES2为例,通过对单一油藏内部油水系统进一步精细刻画,提出了油藏单元概念及划分方法,重新厘定了该地区的油水分布。通过油藏单元的划分和油水分布的精细刻画,使得蠡县斜坡的油藏面积进一步扩大,油气储量从2004年的1965×104t增加到2016年的8514×104t,表明油藏单元的划分对于油气田后期的勘探开发具有重要的意义。

    • 二维地震勘探在页岩气勘查空白区的应用效果:以下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段为例

      2020, 20(17):6822-6829.

      摘要 (783) HTML (0) PDF 7.00 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段地层富有机质页岩厚度、有机地化、储集物性、岩石学以及含气性特征研究较为薄弱,为查明该地区五峰组-高家边下段页岩气地质条件,利用二维地震勘探方法指导井位部署,取得了较好地钻探地质效果。钻探结果表明:在页岩气空白区,表现为强反射特征的波组即为五峰组-高家边组下段黑色富有机质页岩。针对强反射波组部署的皖含地1井完整揭示了五峰组-高家边组地层,五峰组-高家边组下段实钻深度与预测深度相差156m,富有机质页岩厚度为43.9m,生气条件和储层条件较好,见页岩气显示。综上所述,二维地震勘探为页岩气空白区的有效勘查方法,利用该方法部署的钻井证实巢湖地区五峰组-高家边组下段具有较好的页岩气地质条件。

    • 水驱砂岩油藏层间突进机理及对策——以鄂尔多斯盆地某砂岩油藏为例

      2020, 20(17):6836-6841.

      摘要 (723) HTML (0) PDF 1.80 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对两层在不同的注采压力系统下、单向渗流至今尚没有层间突进模型的问题,依据水驱油藏基本渗流理论,应用数学变换,推导出了单向渗流层间突进公式。利用鄂尔多斯盆地某实际砂岩油藏进行计算,相对误差为6.67%~6.96%。研究结果表明,上下两层水驱前缘位移之比与其相应的注采压差之比成线性关系,其斜率就是上下两层相应的储渗参数之比。斜率越大,则在共用一个注采压力系统的条件下,层间突进的程度越大。解决层间突进的有效方法,就是调整分层压差。最佳分层压差就是满足斜率与分层压差之比值的乘积等于1时的压差,只有在这种条件下,上下两层在不同的位移处渗流速率均相等,也才不会发生层间突进现象。该方法在水驱砂岩油藏纵向非均质性评价以及分层压差优化设计等方面均具有推广价值。

    • 复杂地层岩石力学参数实时求取方法——以塔里木盆地巴楚隆起为例

      2020, 20(17):6842-6847.

      摘要 (875) HTML (0) PDF 3.81 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:非常规油气、干热岩、超深井等领域的钻完井工程对岩石力学服务的及时性与准确性提出了迫切需求,基于矿物及干酪根等岩石骨架组成成分具有固定的岩石物理及岩石力学特性,通过低成本、低风险、高实时性、高采样率的岩石成分录井技术开展岩石力学参数求取方法研究,以偶极子阵列声波计算岩石力学参数的模型做正演,确定了通过矿物计算岩石力学参数的可行性,然后以组成矿物的元素成分直接构建岩石力学参数,并对两种方法进行了对比。653个复杂岩性数据点,正演法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为16.3%、9.8%;直接法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为10.0%、6.8%。结果表明,通过元素直接构建的岩石力学参数具有更高的精度,在岩性相对简单的地区应用效果更好。

    • 油水黏度比对油藏注水开发效果的影响

      2020, 20(17):6848-6856.

      摘要 (566) HTML (0) PDF 5.87 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于层间流体性质差异较大的多层非均质油藏,在进行笼统注水开发时,层间油水黏度比差异对于油藏开发效果有较大影响。本文通过使用CMG油藏数值模拟软件建立多层油藏一注两采机理模型,从剩余油分布、波及系数、驱油效率及采出程度等多个方面分析层间油水黏度比差异对开发效果影响,确定多层合采油藏合理的层间油水黏度比级差界限。研究认为,多层非均质油藏笼统注水开发时,低油水黏度比油层对高油水黏度比油层有较大影响,层间油水黏度比级差越大,层间矛盾越突出,低油水黏度比层波及系数、驱油效率明显上升,高油水黏度比层波及系数、驱油效率大幅下降,层间动用程度差异越大,剩余油主要富集在高油水黏度比层,油藏开发效果越差,合理的层间油水黏度比级差应控制在3以下。

    • 低渗透油藏CO2变周期气水交替注入气水比理论设计

      2020, 20(17):6857-6864.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 2.72 M (531) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于开发过程中饱和度、渗透率、分流率不断变化的特点,提出变周期水气交替注入(WAG)气水比理论设计的概念。从油、气、水三相渗流力学原理出发,借助三相相对渗透率表征模型,建立各相饱和度与相对渗透率间的函数关系,得到各相饱和度与流度、气水比、流度偏离系数等相关参数的函数关系。流度偏离系数为引入的新参数,用于考察气水两相流动能力偏离水的流动能力幅度。采用枚举法,得到三相饱和度与气水比和流度偏离系数的关系图版,初步确定三相流动范围内气水比和流度偏离系数的取值范围。根据流度偏离系数和气水比关系曲线的特征点与含水饱和度之间的相互关系,最终确定出变周期WAG气水比理论取值的合理范围。通过对实际区块气水比理论设计研究表明:合理气水比与含水饱和度是幂指数的函数关系;目标区块气水比的取值范围为0~34,流度偏离系数的取值范围为0~518;在中低含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为2;在中含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为1;在中高含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为0.5。该方法得到的变周期WAG气水比数值与数值模拟方法得到的结论相同,填补了变周期WAG气水比理论设计空白,对于完善变周期WAG其他参数的理论设计具有启发和借鉴作用。

    • 智能分注系统中流体波码信号的传输机理

      2020, 20(17):6865-6872.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 2.56 M (532) 评论 (0) 收藏

      摘要:流体波码通讯用于分层注水智能监控系统,但其流体压力信号的产生与波码传输的机理一直不明。本文基于稳定流的流体能量方程建立流体压力信号的产生与传输过程的数学模型,研究地面电控阀及井下配水器产生的压力信号及影响因素,揭示信号在注水管中的传输机理。研究表明,地面及井下压力信号的产生来自于地面阀及井下配水器开度改变引起的流量变化,压力信号幅度受流体、输水管网、注水管或井筒参数、流体装置结构及流体控制参数的影响;信号沿注水管的传输为电控阀开度改变引起流量变化的诱导;注水管长度对地面信号的下传基本无影响,但对井下信号的上传有一定影响。数值计算表明,注水管最大流量及电控阀阻力系数的变化量对压力信号幅度的影响很大,较大的流量及阻力系数的变化量可以产生较大的信号幅度,有利于信号的传输及信号的检测与处理。本文的研究对于流体波码通讯系统的设计与性能改善具有一定的理论指导作用。

    • >TK能源与动力工程
    • 垃圾焚烧电厂焚烧炉-余热锅炉性能对比试验研究

      2020, 20(17):6873-6877.

      摘要 (607) HTML (0) PDF 1.62 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握机组运行状况,探索A、B两电厂运行参数差异的原因,试验研究并对比分析两电厂焚烧炉-余热锅炉性能,定量计算焚烧炉-余热锅炉效率、各项热损失及过热器、省煤器余热利用率,根据测试及计算结果,分析过热器性能。结果表明:两电厂焚烧炉-余热锅炉效率偏低,排烟温度均较高,机组总热损失中排烟热损失所占比例最大,A电厂为82.84%,B电厂为84.61%,其次为炉渣热损失;A电厂过热器性能整体优于B电厂,是导致两电厂运行参数差异的主要原因,B电厂过热器进口到省煤器进口余热利用率为34.91%,比A电厂低9.14个百分点。研究结果对垃圾焚烧电厂经济高效运行及下一步技术改造有重要指导意义。

    • 喷射策略对某重型柴油机高原燃烧特性的影响

      2020, 20(17):6878-6885.

      摘要 (586) HTML (0) PDF 4.46 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究高原条件下不同喷射策略对某重型柴油机燃烧特性的影响。建立了基于ECFM-3Z燃烧模型的某增压柴油机燃烧室三维模型并将其与平原台架试验结果进行了对比验证,分析了在海拔4550米的条件下不同喷射策略对柴油机缸内燃烧过程的影响。结果表明,随着喷油提前角增大,单次喷射时缸内高温区域缩小,温度分布变得均匀,缸内预混合燃烧增强。和平原条件下的结果相比,喷油提前角的增大可以减少碳烟的排放但是增加了NOx的排放。采用多次喷射策略时,预喷的提前可以使燃油与空气混合更充分从而有助于主喷燃油更好地燃烧,功率能够得到进一步的提升,较单次喷射NOx排放增加,碳烟排放减少。根据模拟结果最终选择预喷提前角为22°CA BTDC和主喷提前角为2°CA BTDC的喷射策略,示功图面积较单次喷射相比有所提高,可恢复至平原的85.6%。

    • >TM电工技术
    • 扇区集中式改进型不等齿多相永磁同步电机分析

      2020, 20(17):6886-6895.

      摘要 (618) HTML (0) PDF 6.28 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低电动汽车用表贴式永磁同步电机(SPMSM)的相间互感,提高其容错性能,提出了一种可模块化设计的采用改进不等齿宽定子的扇区集中式分数槽集中绕组(FSCW)定子拓扑结构。在此基础上,推导出了这种新拓扑结构的定子绕组仅产生气隙磁通密度谱的可行槽极组合,并对其可选的极槽组合方案进行分析。有限元分析(FEA)证明了这种新型拓扑结构可以有效地减小相间互感,提高输出转矩。通过建立采用这种新型拓扑结构的每相2线圈、每相3线圈、每相4线圈的六相SPMSM模型,比较反电动势(EMF)、转矩脉动、损耗和隔磁性能,得出了每相2、3、4组线圈的扇区集中式改进型不等齿FSCW电机的特性,结果表明每相偶数组线圈和极数较少的极槽配合方案的转矩波动更低,隔磁性能更好,另外,每相线圈数越多电机的永磁体涡流损耗越低但定子铁芯损耗越高。

    • 无线电能传输恒压拓扑及恒压输出控制方法

      2020, 20(17):6896-6901.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 2.75 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线电能传输系统在负载和距离动态变化时,引起原边线圈电流不稳定和失谐问题,由此导致副边输出电压不恒定,设计了一种原边LCL拓扑与副边恒压控制相结合的无线电能传输系统。首先,依据阻抗分析得到LCL-S型无线电能传输系统的数学模型;然后,通过设计参数,建立Simulink仿真模型,对该拓扑进行了负载特性和频率特性的分析;最后依据拓扑特性,设计了以DC-DC变换器为主控环节的副边恒压控制,使系统可以在变距离和变负载条件下,实现恒压输出特性。设计了副边的闭环控制程序,仿真验证了恒压控制效果,结果表明该控制策略可以实现快速有效的恒压控制。

    • 基于相关性分析的风光储互补需求响应策略

      2020, 20(17):6902-6907.

      摘要 (692) HTML (0) PDF 1.91 M (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对风光储互补发电系统,提出了基于风光相关性分析与需求响应建模结合,求解优化模型的方法。首先选取负荷追踪系数对互补系统进行风光相关性分析,然后基于用户收益最大建立需求响应基本模型,其次以减小负荷峰谷差,需求响应前后平均电价变化最小,负荷追踪系数最小为目标建立需求响应优化模型。最后利用算例对风光储互补系统接入电网更新的电价策略对负荷波动曲线,负荷追踪系数曲线的影响进行分析。结果表明,考虑相关性分析的需求响应策略可以实现对发电侧新能源的充分消纳。

    • 基于沟槽橡胶复合结构的高速列车受电弓隔振降噪研究

      2020, 20(17):6908-6915.

      摘要 (583) HTML (0) PDF 5.84 M (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究采用沟槽橡胶复合隔振结构降低受电弓振动引起的车厢噪音。高速列车运行中,受电弓与电网接触并产生振动。振动传递至列车车厢后将引起车厢内部噪音。本文通过对弓网系统进行简化,建立了弓网耦合系统的动力学模型,并预测了列车在360Km/h车速下受电弓对车厢的激励力频幅特性。计算结果显示,受电弓对车厢的激励幅值随着频率的增加逐渐降低,低频激励力幅值接近200N,高频激励力幅值在100N以上。本文对比了沟槽橡胶复合隔振结构、纯橡胶隔振结构及无沟槽橡胶复合隔振结构在30Hz—2000Hz范围内频幅特性,对比结果显示沟槽橡胶复合隔振结构在中低频范围内具有更低的响应。借助边界元法,将预估得到的相关激励力频幅设定成输入内容,分析了一定观测平面中30Hz—2000Hz 区间中的声压曲线。计算结果显示,沟槽橡胶复合隔振结构能够将车厢内的噪音平均降低约20dB,具有明显的降噪效果。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于有限元的助力外骨骼机器人的模态和疲劳分析

      2020, 20(17):6916-6922.

      摘要 (822) HTML (0) PDF 4.84 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文根据双足助力外骨骼机器人的行走周期特征,建立了有限元模态分析模型,用以模拟机器人的行走动态特征。在有限元结果中提取双足机器人的固有频率及振动特征,同时根据人体步态在行走的不同阶段,分析计算整体系统的放大系数,最终结合系统放大系数计算出振荡状态下疲劳等效载荷,预估系统整体的疲劳寿命。根据分析结果在双足机器人的腿部机构中添加增强部件,可以提高助力机器人模拟人类腿部行走的稳定性。

    • 电站载物爬楼机器人的动态稳定性建模与控制

      2020, 20(17):6923-6930.

      摘要 (624) HTML (0) PDF 3.90 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电站载物爬楼机器人动态稳定性的控制问题,本文根据爬楼特点归纳出机器人可能出现的运动模式,并利用几何与运动学等关系构建了被控对象的数学模型。根据电站载物爬楼机器人上下两部分的重心距离与期望距离间的误差、误差变化率及电动推杆伸缩速度之间的关系,设计了动态稳定性控制系统的控制器,即T1FLC。针对模糊规则参数难以确定的问题,通过QPSO优化隶属度函数参数。然后,将QPSO优化的T1FLC与PSO优化的T1FLC、未优化的T1FLC、PID控制方法进行对比,并进一步考虑外部干扰的影响。最后,仿真和实验结果验证了本文所建模型的准确性及控制优化方法的有效性。

    • 基于ANSYS的爬壁机器人永磁轮吸附装置的设计与优化

      2020, 20(17):6931-6937.

      摘要 (802) HTML (0) PDF 6.19 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决钢质壁面与永磁轮之间吸附性能弱的问题,通过有限元分析方法研究了永磁吸附装置,在永磁体尺寸不变的前提下对磁路展开优化,设计出一种磁极同名阵列排布的新型永磁轮。对该吸附装置进行数值仿真分析,得到不同条件下永磁轮与钢制壁面之间的吸附力及轮磁通密度矢量图,借助于仿真软件对永磁轮的合理性进行验证,并对轭铁厚度和钢制壁面间不同气隙进行数值仿真,选取最优值,为爬壁机器人永磁吸附结构设计及优化提供了参考。

    • 履带式装甲车辆纵向速度控制

      2020, 20(17):6938-6943.

      摘要 (621) HTML (0) PDF 2.60 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:履带式装甲车辆的动力学系统具有强烈非线性、不确定性的特点,为解决直线行驶工况下的速度控制问题,结合驾驶员驾驶操纵经验,提出了一种自适应性强的变论域分相模糊PID控制方法,实现了对车速的有效跟随。首先建立了包含发动机、传动系及制动系的装甲车辆纵向动力学模型,然后利用模糊算法在线整定PID控制器参数,并采用变论域分相设计进一步提高控制器的自适应能力,最终的仿真实验结果表明:提出的控制方法与传统PID及模糊PID相比,车速跟随控制精度与快速收敛性都有了提高,尤其能够有效解决驱动/制动切换时整车运动状态改变导致的控制效果大幅度下降问题。

    • 基于核独立元分析的非线性工业过程故障诊断

      2020, 20(17):6944-6949.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 2.21 M (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于核独立元分析(KICA)能够处理非线性数据,在复杂的工业过程监控领域中得到了广泛的应用。然而,由于在处理数据时使用了核函数,为解决传统的贡献图方法无法直接用于故障诊断的问题,因此通过一种基于改进KICA方法的故障监测和非线性贡献图的诊断方法,可以清楚的明确故障变量。该方法利用基于超松弛因子的FastKICA方法建立监控模型,得到检测故障信息。在发生故障后,通过非线性贡献图法诊断故障变量。最后,选用带钢热连轧工业过程实测数据进行仿真,通过与线性贡献图方法比较,结果表明此方法能够对非线性数据进行有效可靠的故障检测和故障诊断,验证了非线性贡献图的有效性。

    • 基于句向量的文本相似度计算方法

      2020, 20(17):6950-6955.

      摘要 (677) HTML (0) PDF 1.40 M (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高文本相似度计算的准确性,提出了基于句向量的文本相似函数PO-SIF(Part of speech and Order Smooth Inverse Frequency),从词性和词序方面优化了平滑反频率(Smooth Inverse Frequency,SIF)计算方法,SIF算法核心是通过加权和去除噪音得到句向量来计算句子相似度。在具体计算时,一方面通过增加词性消减因子调节SIF句向量计算权重参数,获得带有词性信息的句向量,另一方面通过将词序相似度与SIF句向量相似度算法进行线性加权优化句子相似度得分。实验结果表明,增加了词性和词序的方法可以提升算法准确率。

    • 基于层次分析法的应急志愿服务综合能力评价研究

      2020, 20(17):6956-6962.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 1.22 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:志愿组织在突发公共事件的应对中发挥重要作用的同时也暴露能力不足等问题,为了全面提升应急志愿服务综合能力,基于我国应急志愿服务发展的现状和我国志愿组织的独特性,本文从“综合能力”的两个方面出发,结合应急管理的过程理论和志愿服务的特性分析,提出组织性、规范性、协调性、专业性、沉降性5个一级指标以及18个二级指标来构建应急志愿服务能力综合评价指标,通过层次分析法对各项指标进行分析,构建应急志愿服务综合评价指标体系。利用此评价体系对湖南省四市进行调研,以四市的应急志愿服务的研究实例进行验证。研究发现应急志愿服务相关法律法规,志愿组织的专业性提升,与政府的协调合作,基层社会应急管理工作开展等方面还需要完善和加强,为提升应急志愿服务能力、改善应急志愿服务水平提供了参考。

    • 基于量子遗传算法的无人机冲突解脱方法

      2020, 20(17):6963-6969.

      摘要 (809) HTML (0) PDF 2.32 M (733) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞行冲突解脱对于无人机飞行安全至关重要,遗传算法(genetic algorithm, GA)在解决无人机冲突解脱时存在求解速度慢,产生的延误距离较大等缺点,针对这些缺点,本文提出了一种基于量子遗传算法(quantum genetic algorithm, QGA)的无人机冲突解脱方法。该方法采用了量子比特编码,设计加入了延误指数函数强制优化策略和变航向优化策略,通过利用量子旋转门实现个体的演化,并在延误距离,冲突解脱航迹等多方面与遗传算法进行了对比实验。仿真实验结果表明:本文方法与遗传算法相比,求解速度更快,解的质量更高,所得解脱航迹更平滑,能获得较小的飞行延误,在无人机冲突解脱方面具有有效性和良好的应用价值。

    • 基于复合物信息和亚细胞定位信息的关键蛋白质识别

      2020, 20(17):6970-6976.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 2.13 M (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对蛋白质相互作用网络(Protein-Protein interaction,PPI)中存在大量噪音,以及现有关键蛋白识别方法的挖掘效率和预测准确率不高等问题,提出了一种基于复合物信息和亚细胞定位信息(United Protein Complexes and Subcellular Locallizations,PCSL)来识别关键蛋白质。首先,整合PPI网络的拓扑属性、生物属性和空间属性构建加权网络,以降低PPI网络中噪音的影响,达到提升PPI网络的可靠性的目的;其次,根据复合物信息和空间信息,设计一种衡量蛋白质关键性的度量,从多维角度强化关键蛋白质在PPI中的重要程度;最后,基于CPPK寻优算法,设计一种新的试探策略,提升挖掘关键蛋白质的效率。PCSL方法应用在DIP数据集上进行验证,实验结果表明,与其他10种关键蛋白质识别方法相比较,该方法具有较好的识别性能,能够识别更多的关键蛋白质。

    • 基于J-M距离的多时相Sentinel-1农作物分类

      2020, 20(17):6977-6982.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 3.45 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确获取云雨天气较多地区的农作物分布信息,本文以敦化市西北部的黑市乡和额穆镇为研究区,以高分一号(GF-1)WFV (Wide Field View sensor)和哨兵一号(Sentinel-1)为数据源,通过WFV数据提取耕地范围,利用J-M(Jeffries-Matusita)距离可分性进行Sentinel-1影像最优分类时相组合的判断,根据选取Sentinel-1数据通过最近邻分类器多次循环对研究区主要农作物的分布信息进行提取。研究结果表明,进行多次循环产生的分类结果优于单次循环结果,循环次数达到5次结果趋于稳定,总体分类精度为84.23%。可见利用Sentinel-1数据进行敦化市农作物分类是可行的,多次循环的最近邻算法有利于获取更精准的农作物分布信息。

    • >TU建筑科学
    • 基于超级节点模型的框架结构地震反应分析

      2020, 20(17):6983-6990.

      摘要 (713) HTML (0) PDF 3.24 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:众多钢筋混凝土梁柱组合体试验结果表明,节点内梁纵筋粘结滑移和节点区剪切变形对组合体试件的抗震性能有明显影响,但钢筋混凝土框架结构的非线性地震反应分析一般采用刚性节点假定,在有限元模型中忽略了上述两种节点非弹性变形的影响。基于OpenSees分析平台,本文采用较为精细的“超级节点单元模型”模拟节点非弹性反应,以典型平面框架结构为例分别建立了考虑节点非弹性变形、不考虑节点变形的有限元模型,对比了两个框架有限元模型在7条地震波作用下的整体、局部反应计算结果。分析结果表明,相对于不考虑节点变形的有限元模型,考虑节点非弹性变形后框架顶点位移最大值变化不明显,层间位移角最大值略有减小;由于部分梁端非弹性变形转移到节点区,杆端出铰率、转角延性系数减小;按我国现行规范设计的8度0.2g区二级抗震框架在大震下一般不会出现节点剪切失效。

    • 铝-木组合梁受弯性能研究

      2020, 20(17):6991-6997.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 4.05 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种以T型带肋定向结构刨花板(Oriented Strand Board,OSB)为骨架,梁腹板下表面与铝板通过螺钉连接组成的铝- OSB板T形截面带肋组合梁(简称为铝-OSB板组合梁)。以组合梁的腹板高度和铝板厚度为参数,设计了4根铝-OSB板T形截面带肋组合梁试件,对各个试件进行抗弯性能的试验研究,观察在各级荷载作用下试件的破坏过程和破坏形态、OSB板和铝板的应变变化以及组合梁跨中挠度的变化规律。建立ABAQUS有限元模型,对比有限元模拟与试验的结果,并且分析不同螺钉间距对组合梁受弯性能的影响。试验结果表明:在达到极限承载力时,各组合梁的铝板均达到屈服应变;组合梁中OSB板和铝板能够同时参与工作,整体工作性能好,组合效应显著;提高组合梁的腹板高度和铝板厚度可以不同程度的提高组合梁的受弯承载力,且腹板高度对组合梁的受弯性能影响远大于铝板厚度对其的影响;有限元分析结果与试验结果吻合良好;基于有限元模拟的分析表明,随着螺钉间距的减小,组合梁的承载力会有所提高。

    • 装配式钢框架-泡沫混凝土墙板结构力学性能

      2020, 20(17):6998-7003.

      摘要 (602) HTML (0) PDF 3.59 M (2142) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以往组合墙板自重大、刚度低、施工复杂等缺点,提出一种新的组合墙板:装配式钢框架-泡沫(EPS)混凝土墙板。该墙板内填EPS混凝土能与外部钢框架协同受荷,整体刚度及水平承载力高,自重低,同时又具有节能保温、施工操作简便等特点。为了探究组合墙板在单调侧向力作用下的受力变形,通过足尺模型实验和有限元模拟的方法,分析对比了纯钢框架与组合墙板的受荷响应及破坏模式。结果表明,组合墙板的破坏形式为脆性破坏,其极限抗侧承载力约为纯钢框架的3倍,当EPS混凝土板厚与梁柱翼缘宽度相等时承载力最高。

    • 部分填充砼窄幅钢箱组合梁非线性有限元分析

      2020, 20(17):7004-7010.

      摘要 (637) HTML (0) PDF 3.03 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁力学性能,考虑组合梁剪力连接件剪切滑移的非线性、材料非线性、几何非线性等因素,建立了非线性有限元模型分析部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区全过程的受力性能。用有限元法计算得到了试验梁荷载-挠度曲线、纵向钢筋的荷载-应变曲线和承载能力等结果。通过与试验结果进行比较,有限元分析计算值与试验实测值吻合较好,验证了有限元模型分析的有效性。利用有限元模型对组合梁进行了参数分析,研究结果表明,增大翼板配筋率和钢箱底板厚度对提高组合梁极限承载能力和开裂后刚度作用显著,对提高组合抗裂能力作用不明显;充填混凝土对提高组合梁极限承载能力作用明显,充填高度达到钢箱高度一半后对承载能力提高的效率降低;钢箱顶板厚度达到10mm后,继续增大对组合梁承载能力提高影响不明显。

    • 气泡混合轻质土填料初始阶段损伤试验

      2020, 20(17):7011-7017.

      摘要 (564) HTML (0) PDF 1.43 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究初始阶段损伤对气泡混合轻质土(FMLS)强度的影响规律,基于相似理论提出适用于FMLS的模拟初始阶段损伤的室内试验原理和方法,设计正交试验对影响FMLS初始阶段损伤的因素进行了研究。试验结果表明:FMLS初始阶段形成损伤的关键影响因素为水胶比以及泡沫含量、施工阶段的界面工艺(施工浇筑龄期、浇筑边界设置)和充填工艺(浇筑均匀性、浇筑厚度);基于相似理论给出了相关的试验参数,通过室内模拟FMLS初始阶段损伤的试验,得出了界面工艺和充填工艺引起的初始阶段损伤对气泡混合轻质土抗压强度的影响规律;基于极差、方差分析影响FMLS抗压强度的因素,影响程度从大到小依次为泡沫含量、充填工艺、水胶比、界面工艺。

    • 山岭隧道洞口段衬砌结构地震响应数值分析

      2020, 20(17):7018-7024.

      摘要 (667) HTML (0) PDF 3.65 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道洞口段由于所处地质环境较差,是山岭隧道最容易失稳的部位之一。特别地,地质条件对隧道稳定性的不利影响会在地震过程被进一步放大。基于混凝土塑性损伤模型,建立了隧道-围岩系统三维非线性有限元模型。采用该模型对横琴长湾隧道洞口段结构进行了地震响应过程分析,结果显示:(1)距离洞口越近,衬砌结构的位移响应越大;(2)衬砌拱肩和拱腰的最大主应力峰值明显大于其它部位,并且拉裂破坏是衬砌结构主要破坏模式;(3)损伤区主要分布在距离洞口70m范围内,并且距离洞口越近,衬砌结构的损伤系数越大;(4)衬砌结构的拱肩和拱腰是其抗震的薄弱部位。

    • 沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中下沉阻力特征研究

      2020, 20(17):7025-7031.

      摘要 (653) HTML (0) PDF 3.72 M (540) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内外暂无沉井基础与真空预压处理技术结合的研究。试验通过模型来模拟沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中的下沉,对沉井侧摩阻力、刃脚底部阻力进行分析,并通过数值模拟进行对比分析,这对实际工程与理论研究都有参考意义。试验结果表明:随着真空预压处理时间的增加,沉井在软土地基中下沉时的侧摩阻力逐渐增加,靠近刃脚附近侧摩阻力减小的趋势消失;刃脚底部的土压力随着沉井下沉缓慢减小,其中刃脚斜面的土压力占比较工程实际偏大;在软土基础中沉井自重荷载在真空预压处理后提高了250%,且当含水率降低到45%左右时,沉井自重荷载有明显的提升;现有理论计算方式对于刃脚踏面的竖向受力计算偏大,对于刃脚斜面的竖向受力计算偏小。

    • 砂土中陆地风电空心锥形基础水平承载力的影响因素分析

      2020, 20(17):7032-7039.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 4.00 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:锥形基础是一种新型的陆地风电基础形式,其主控荷载为水平荷载和倾覆力矩。开展砂土中锥形基础水平单调加载模型试验,研究加载高度、加载速率和模型尺寸对基础水平承载力的影响,并对比分析锥形基础和圆形基础的水平承载力大小。研究表明:锥形基础水平极限承载力随加载高度增加逐渐降低;加载速率对锥形基础的水平极限承载力影响较小;径高比和底板尺寸是影响锥形基础的水平极限承载力的主要因素,当基础径高比为5.5时,锥形基础水平承载力最大;增大底板尺寸可有效控制基础水平侧移;基础失稳时,运动形式为转动;相同质量的锥形基础和圆形基础相比,锥形基础的水平承载力更高。

    • >U交通运输
    • 山区城市道路交叉口纵向减速标线影响

      2020, 20(17):7040-7045.

      摘要 (618) HTML (0) PDF 2.59 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。本文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值42.62%和38.18%在(0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。

    • 350km/h动车组车轮磨耗对动力学影响研究

      2020, 20(17):7046-7051.

      摘要 (668) HTML (0) PDF 3.12 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究我国时速350km/h的动车组的车轮磨耗变化及其动力学性能变化,对国内运营中的某350km/h时速的新型动车组进行踏面磨耗跟踪测量,发现车轮在镟修周期内出现了踏面凹型磨耗和轮缘根部磨耗问题。从轮轨接触关系开始对上述发现进行研究,并通过SIMPACK软件仿真模拟,探究在高速下该型车轮磨耗的增加对车辆的动力学性能(包括非线性临界速度、曲线脱轨系数、车辆平稳性指标、磨耗功率)的影响。研究结果表明,350km/h高速运行的新型动车组,其车轮磨耗主要为踏面滚动圆处的凹型磨耗与轮缘根部磨耗;伴随着车轮磨耗的增加,轮轨接触发生改变,滚动圆两侧的疲劳损伤愈加明显,车辆的动力学性能不断恶化。最后就车轮的磨耗的发生位置与其特点提出几点建议。

    • 三向预应力混凝土斜拉桥箱梁裂缝研究

      2020, 20(17):7052-7058.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 4.37 M (514) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析混凝土水化热和三向预应力钢筋张拉顺序对斜拉桥预应力箱梁施工裂缝的影响,本文建立了嘉陵江大桥空间有限元实体模型,通过模拟现场实测温度场和选取三种不同的预应力钢筋张拉工序,分析了水化热和预应力钢筋张拉顺序对箱梁顶板、底板和腹板受力特性的影响,并对比了分析结果和实际裂缝情况。结果表明:水化热是嘉陵江大桥箱梁底板和腹板产生施工裂缝的一个重要原因,但是单纯的水化热不能使腹板产生裂缝;横向和竖向预应力钢筋滞后纵向1~2个节段张拉的施工工艺使得底板施工前期拉应力增长较快,且使得腹板在施工过程中拉应力变大,因而,预应力钢筋张拉顺序成为嘉陵江大桥箱梁底板和腹板产生施工裂缝的另一个重要原因,但是预应力钢筋张拉顺序对箱梁最终状态应力影响很小。

    • 超大跨度公路隧道施工工法转换方案研究

      2020, 20(17):7059-7066.

      摘要 (726) HTML (0) PDF 5.73 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:超大跨度隧道开挖跨度大,结构稳定性差,全断面开挖跨度大,不同围岩级别施工工法不同,因此施工转换要求高。本文以老虎山隧道为依托,对进口段Ⅴ级围岩双侧壁导坑法和相邻段Ⅳ围岩CRD法两种工法施工转换进行分析和研究。结果表明:采用控制开挖起拱线高程一致,由双侧壁导坑法分部横向采用渐变方法过渡到CRD法,避免工法转换之间的时间间隔,减少了后期双侧壁导坑法临时支撑的拆除对围岩的扰动,从而加快了施工进度;双侧壁导坑法向CRD法转换前后和转换过程中钢架受力都满足规范要求,工法转换过程中施工安全。研究结果对超大跨度公路隧道开挖时施工工法转换具有一定的参考价值。

    • 不同传感器安装方式对隧道现场声发射参数监测结果的影响

      2020, 20(17):7067-7073.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 3.42 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同传感器安装方式对隧道现场声发射监测结果的影响,以渝广高速华蓥山隧道掘进爆破中的声发射响应试验为依托,通过隧道现场试验的方法对比了原岩表面安装、初衬表面安装、锚杆端部安装等三种声发射传感器安装方式下的声发射参数监测结果。从参数分析结果来看,不同的传感器安装与耦合方式对声发射监测结果有较大的影响,尤其是锚杆端部安装方法的声发射参数监测结果与前两者差异较大,这种差异主要源于波传播过程中穿过的交界面数量及介质截面积变化等,因此在现场监测过程中应当重点关注监测点附近的结构特征,选择合理安装方式,或充分利用监测点附近结构对信号的放大效应,削弱衰减与环境噪声的影响。

    • 非均衡空间下考虑性能退化的充电设施联合检修路径

      2020, 20(17):7074-7079.

      摘要 (596) HTML (0) PDF 1.42 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:充电设施属于新兴运营系统,受运营成本、充电需求、场地等条件限制,使得该系统呈现出低覆盖度、布局疏密非均衡性等状态。充电设施在技术上的性能退化规律尚不明确,但固有的性能退化属性依然存在,为了保证充电设施保持良好工作状态满足新能源汽车用户充电需求,提出建立专业维护团队定期对不同运营商的充电设施进行联合检修。首先,建立联合检修最短路径模型;接着,引入DBSCAN算法将区域内充电设施按照分布密度进行聚类,将其聚类结果设置为充电设施虚拟检修点,以虚拟检修点的地址位置信息为基础建立车行距离矩阵,并运用三种算法求解联合检修路径,使维护团队单次检修的总路径最短;最后,以重庆主城八区的充电设施为例进行计算分析。

    • 基于路径灵活性的两阶段开放式低碳选址—路径问题

      2020, 20(17):7080-7087.

      摘要 (572) HTML (0) PDF 1.97 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解城市交通拥堵日益严重与物流配送量逐年上升的矛盾,利用城市配送客户多、范围广、路径可替代性强的特点,基于传统两阶段开放式选址—路径问题(2E-OLRP)模型,在总成本中考虑燃油消耗和CO2排放,在路线规划中考虑路径选择的灵活性,提出一种基于路径灵活性的两阶段开放式低碳选址—路径问题模型(2E-OLCLRP-WF),并利用CPLEX进行求解。在相同案例情形下,利用Dijkstra算法和CPLEX求解考虑燃油消耗和CO2排放成本的2E-OLRP模型(即2E-OLCLRP模型),并将两种模型的结果进行对比分析。结果表明:与2E-OLCLRP模型相比,2E-OLCLRP-WF模型能节约总成本0.20%,其中,节约运输成本5.86%,减少CO2排放5.98%。因此,为节约总成本并减少CO2排放,物流企业在城市网络配送中应适当考虑路径灵活性。以上研究结果可为城市物流配送规划的决策提供参考。

    • 基于互补型集成经验模态分解和遗传最小二乘支持向量机的交通流量预测模型

      2020, 20(17):7088-7092.

      摘要 (556) HTML (0) PDF 1.98 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通流是智能交通系统中的关键组成部分,也是交通规划的重要依据。为了提高道路交通流量预测的精确性,提出一种基于互补型集成经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)后,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化参数的最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)的交通流量预测模型。该模型使用互补型集成经验模态分解原始数据,将分解后的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量分别用遗传算法优化参数后的最小二乘支持向量机进行预测,叠加全部IMF分量值作为模型最终的预测结果。通过对美国加利福利亚州某高速公路一个月的交通流量数据进行训练预测,结果分析出该模型平对相对误差仅为6.51%,相较于其他模型拥有更好的预测效果,为交通流的预测提供了一定的参考作用。

    • 三峡库区滑坡涌浪对趸船撞击力的影响

      2020, 20(17):7093-7100.

      摘要 (626) HTML (0) PDF 2.95 M (673) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究滑坡涌浪对趸船撞击力的影响规律,通过水槽物理模型试验的方法研究了三峡库区滑坡涌浪对趸船撞击力的影响因素及影响程度。按1:70几何比尺,对三峡库区某河段、滑坡体、斜坡式码头、趸船及船舶进行模拟。探究趸船撞击力随不同方量滑坡体、同方量不同截面形态滑坡体、不同河道水深、初始波高或周期等众多因素的变化规律。研究结果表明:趸船撞击力随滑坡体方量的增加而增大,并且同方量不同截面形态的滑坡体影响趸船撞击力的历时变化。而河道水深变化对于趸船撞击力的影响程度并不大,且正常蓄水位对力有一部分削减作用,相比较汛期防洪限制水位与枯水期消落水位对趸船的撞击力的影响更大。趸船撞击力随初始波高及周期的变化呈现跌宕起伏的波动变化,不同时间段变化趋势有所不同。除此之外,试验发现靠泊船舶与趸船两者撞击力最大值出现的时间同步,船舶撞击力也是影响趸船撞击力的一大因素。最终可根据对以上影响因素进行归纳,并通过多元回归分析得到靠泊船舶撞击力和趸船撞击力的计算公式。为今后预估滑坡体发生坍塌时,斜坡式码头稳定性受趸船撞击力的影响程度提供参考。

    • >X环境科学、安全科学
    • 黄渤海海域叶绿素a浓度时空特征分布及影响因子分析

      2020, 20(17):7101-7107.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 3.58 M (722) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于2003-2017年黄渤海海域MODIS卫星遥感数据,利用自组织映射神经网络模型(SOM)研究了叶绿素a浓度(Chl-a)的典型分布模式,分析了Chl-a变化趋势,并利用广义加性模型(Generalized Additive Model ,GAM)研究其与环境因子的关系。结果表明:黄渤海Chl-a存在明显的季节性变化,7月份浓度最低2.41 mg·m-3, 4月份浓度最高3.43 mg·m-3; Chl-a呈现从近海岸海域向深水海盆逐渐降低的变化趋势;将SOM模型提取的典型模式分为清澈、低浓度、中浓度和高浓度模式,这些模式有效地阐明了2003-2017年黄渤海Chl-a在时间上存在春季高,夏季低的变化趋势,Chl-a高值区主要分布在河流的入海口及近海岸;利用GAM模型发现海表温度(SST)、风速(wind)与Chl-a之间存在显著的非线性关系,SST、wind对Chl-a变化的解释率39.3%,SST对Chl-a变化的影响比wind更大;人类活动的增加对黄渤海Chl-a变化也起着重要的作用。

    • 基于SLAB的重气泄漏扩散模拟分析

      2020, 20(17):7108-7113.

      摘要 (610) HTML (0) PDF 2.36 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:简述重气云团及其扩散的相关理论,运用SLAB模型模拟某厂液氯钢瓶破裂瞬时泄漏后下风向浓度三维分布情况。得到近地处氯气泄漏扩散浓度分布曲线、敏感点浓度随时间变化曲线、浓度分布三维曲面。结果表明:厂内大部分浓度在300 mg/m3以上,位于致死区域;下风向1 500 m处敏感点暴露在50 ~ 60 mg/m3浓度区间内的时间约为60 s;三维浓度曲面呈狭长的椭圆拱形,氯气浓度58 mg/m3的曲面高度可达43 m。以上结果可为事故应急救援提供有效参考。

    • 吴忠市表层土壤重金属污染及其潜在生态风险评价

      2020, 20(17):7114-7121.

      摘要 (672) HTML (0) PDF 3.45 M (638) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明吴忠市土壤重金属的污染现状及来源,测定了区内100个表层土壤样品中8种重金属Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Zn、As、Hg的含量。对比背景值可知,除Ni外其它重金属均有不同程度的富集,其中Cd富集最严重;采用地累积指数法、潜在生态风险评价法对土壤重金属进行污染程度及风险评价。结果表明吴忠市土壤重金属的环境总体处于无污染,总体生态危害程度处于中等,Cd和Hg是构成生态危害的主要风险因子,吴忠市土壤重金属的潜在生态危害主要是受到城区的生活、生产活动和部分农业用地区域的农耕活动影响。运用多元统计分析对吴忠市土壤重金属来源进行研究,结果表明Cu、Pb、Zn主要来源于交通运输产生的污染;Ni主要受成土母质、地形、气候等自然因素控制,Cr、As为成土母质和农业污染混合来源,Cd主要来源于农业活动造成的污染。

    • 基于认知能力的民航飞行员陆空通话绩效研究

      2020, 20(17):7122-7128.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 1.66 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高民航飞行员的陆空通话绩效,基于认知心理学,分析飞行员的注意力、短时记忆能力、思维能力和语言能力四项认知能力对其陆空通话绩效的影响。选取20名飞行学员作为被试,模拟飞行员与管制员陆空通话,通过分析被试在各项认知能力下陆空通话绩效,并结合专家对各项认知能力赋的权值,建立飞行员综合认知模型。结果表明:飞行员的注意力分配和短时记忆能力对其陆空通话绩效的影响显著;其思维能力对错误指令的识别具有显著影响;语言能力显著影响飞行员要求管制员重复指令的次数。飞行员较高的认知能力,对提高陆空通话绩效,保障航空器安全运行具有重要意义。

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