• 2020年第20卷第2期文章目次
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    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 遗传算法在机器人路径规划中的研究综述

      2020, 20(2):423-431.

      摘要 (1093) HTML (0) PDF 2.21 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:遗传算法(genetic algorithm, GA)是一种在机器人路径规划中应用最广泛的智能算法。近年来,机器人路径规划问题是各行业实践应用的热点问题。在分析GA优缺点的基础上,对GA在机器人路径规划应用领域进行深入调查,论述了现阶段国内外各领域发展现状,并阐述了现阶段存在的技术难点。最后对GA在机器人路径规划的发展趋势进行了展望。

    • >V航空、航天
    • 广义空中交通流建模综述

      2020, 20(2):432-444.

      摘要 (771) HTML (0) PDF 3.44 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:空中交通流建模是研究空中交通系统拥堵规律和演变机理的重要手段。面向集权式管控下空中交通流广义属性,将空中交通流模型分为“以流为中心”和“以人为中心”两类,评述了各类广义交通流模型的核心理念、建模方法、主要特点和适用范围,强调了空中交通流建模中“人-流”关系的重要性;针对当前交通流建模亟需突破的瓶颈和未来空中交通发展需求,从粒度差异化、行为随机化、“人-流”一体化、复杂性视角和未来适应性等五个方面提出了广义空中交通流建模的发展趋势,为开展空中交通基础理论和应用技术研究提供一定的参考借鉴。

    • >O3力学
    • 单方柱绕流的直接数值模拟研究

      2020, 20(2):445-452.

      摘要 (844) HTML (0) PDF 6.76 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示柱体绕流的湍流流动机理,采用直接数值模拟方法对雷诺数为1200的单方柱绕流工况进行研究。首先通过与文献中斯特劳哈尔数、平均流速和表面压强系数等统计量进行对比,验证了数值方法的可靠性。其次采用本征正交分解方法系统地提取流场中的相干结构,结果表明:对于速度场的模态分解,第一阶模态代表平均速度场的特征,第二、三阶模态提取的是流场中的低频大尺度旋涡特征,第四、第五阶模态提取的是流场中的高频小尺度旋涡特征。最后基于联合概率密度函数分析速度梯度张量第二、第三不变量,发现方柱下游大致可分为两个流动阶段:发展阶段,流场以涡流层结构和耗散作用为主,涡流管结构逐渐生成;成熟阶段,流场中湍流结构伴随着高涡量拟能和高能量耗散率。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于地理国情监测数据的SWMM模型优化

      2020, 20(2):453-459.

      摘要 (783) HTML (0) PDF 2.75 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:SWMM作为动态模拟的城市暴雨积涝模型,被广泛应用于城市积涝负荷估算研究,并在很多小尺度研究中取得了很好的效果。随着中国城市发展不断加快,城市积涝研究的空间尺度也随之变大,如何科学合理的构造模型,并且保证模型的精度成为研究中一个重要问题。本文基于地理国情监测数据分析了SWMM应用于城市区域暴雨积涝模拟时,地理国情监测数据对模型精度的影响,并在此基础上,在汇水区划分、管网概化、节点选取等三方面对其参数进行优化。以陕西省延安市为例,利用优化后的模型对三场真实降雨相关数据进行分析,给出了对延安市内涝风险的区域划分。实验表明:溢流节点和超载管段基本符合街道淹没情况,为延安市内涝风险防治提供了科学参考。

    • 南宁市PM2.5浓度与气象因素的关系研究

      2020, 20(2):460-466.

      摘要 (852) HTML (0) PDF 3.61 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 空气污染主要与污染源的排放、气象条件、地形地貌三方面因素有关。对南宁市空气质量指数与气象因素的关系进行研究,进一步探究空气污染的主要污染源PM2.5与气象因素之间的关系,分析了促进空气污染发生的气象条件。并在此基础上建立多元线性模型对空气污染物PM2.5的浓度值进行预测。结果表明预测模型拟合度R2值最大达到了0.747,说明了该模型预测效果良好并能够适用于南宁市空气污染物PM2.5的监测和预报。

    • 空间数据驱动的生态审计研究

      2020, 20(2):467-473.

      摘要 (776) HTML (0) PDF 3.97 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:统计数据常作为基础数据参与经济维度、社会维度和生态维度方面的审计,但其不能精确地刻画细粒度区域之间的差异,因此空间对审计结果的影响常被人们忽略。基于空间数据和统计数据,本文综合考虑区域间自然环境差异,引入生态敏感性和生态系统服务价值进行生态效益审计,这是一个新的研究思路。本文运用GIS技术,在生态敏感性分区的基础上从时空维度把握土地利用和生态系统服务价值的特征及其变化情况。结果表明:高度和极度敏感区域水域生态系统服务价值有大幅增加,轻度敏感区域耕地生态系统服务价值呈现减少的态势,轻度和高度敏感区域未利用地生态系统服务价值保持稳定状态,其他敏感区域生态系统服务价值均有所减少。生态系统服务价值减少使得生态安全呈现不稳定状态。

    • 近48年长江源区降水时空变化特征分析

      2020, 20(2):474-480.

      摘要 (862) HTML (0) PDF 2.90 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1966~2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。

    • 江苏一次飑线初生的诊断分析与数值模拟

      2020, 20(2):481-487.

      摘要 (982) HTML (0) PDF 9.22 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究飑线初生的原因,利用NCEP再分析资料、探空资料、多普勒雷达资料和数值模拟等手段,对2009年6月14日发生在江苏的一次飑线天气过程进行了详细分析。南京站及其上游的阜阳、安庆等站的T-logP图揭示了对流层顶强降温的垂直结构有利于强对流天气的形成。通过分析NECP的物理量分布,发现江苏地区在飑线初生和发展中有较大的温度梯度、充沛的水汽输送和强辐合上升运动,飑线回波的初生具有典型特征。WRF模式的模拟发现,spin-up阶段之后,模式较好地模拟了飑线的初生发展。研究结果为深入认识飑线初生机理并改进预警提供了参考依据。

    • 太原盆地QK1钻孔60ka.B.P以来气候环境演化的沉积记录

      2020, 20(2):489-496.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 4.26 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 通过对太原盆地QK1钻孔6万年以来的沉积物进行粒度、磁化率分析,探讨了太原盆地6万年以来的气候环境演化过程。太原盆地六万年以来主要经历了以下演化阶段:59.6-40 ka.B.P. 属滨湖相沉积;40-31.5 ka.B.P.属以河流相漫滩沉积;31.5-14.58 ka.B.P.属河流相边滩沉积;14.58-12.5 ka.B.P.河流相漫滩沉积;12.5-9 ka.B.P.河漫湖泊沉积;9 ka.B.P.至今属河流相边滩沉积。60ka.B.P.以来太原盆地的气候由温暖偏湿转为温暖湿润,在末次冰期表现为寒冷干燥,进入全新世大暖期以后,气候具有全球性特征的同时也兼具区域性特点。各指标分析表明太原盆地的气候环境演化主要受全球性气候变化及区域气候的影响,由于盆地沉降中心与边缘沉积速率的差异,在一定程度上受到地区构造活动的影响。

    • 柴达木盆地新生代走滑构造特征及成因演化

      2020, 20(2):497-504.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 8.31 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:柴达木盆地是青藏高原北部最大的中、新生代山间盆地,为阿尔金山、祁连山和昆仑山所围绕,形成“三山一盆”的构造格局,具有复杂的盆山关系。通过柴达木盆地西部地区地震资料精细构造解释,首次发现跃进二号东构造下部干柴沟组构造为正花状构造,而其上部干柴沟组、油砂山组、狮子沟组、七个泉组构造为负花状构造。构造演化剖面分析表明,走滑构造发育经历了七个泉组沉积末期强烈的压扭构造作用,发育了正花状构造样式,而至柴达木组沉积的前期构造由经历了强烈的张扭构造作用,发育了负花状构造,且叠加在早期正花状构造之上,使得浅层层序主要发育正断层,两期走滑断裂作用叠加产生了现今复杂的负反转走滑断裂带。而柴达木盆地北部地区也有相同的构造特征,由此可推断柴达木盆地是受阿尔金走滑断裂影响的斜向压扭构造,非走滑断裂主干位移带内的拉分盆地。对于柴达木盆地地区构造发育演化研究有重要的意义。

    • 内蒙古赵井沟新元古代花岗岩成因:年代学、地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素约束

      2020, 20(2):505-518.

      摘要 (729) HTML (0) PDF 8.09 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究内蒙古中部新元古代的地质作用过程与岩浆演化,在详细的野外调查和岩相学观察的基础上,对华北板块北缘大青山赵井沟地区发现的新元古代花岗岩开展了全岩主微量元素、锆石年代学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析。分析结果显示,该区域新元古代花岗岩具有高硅(72.54%~75.67%)、富碱(8.70%~10.15%),贫Ca及低Fe、Mg的特点,Ga/Al值(2.90~3.44)较高,具有明显的负Eu异常,其稀土配分曲线呈“海鸥型”展布,Rb、Th、U、Ta等元素较为富集,Ba、Sr、P和Ti等元素强烈亏损,显示出造山后A型花岗岩的地球化学特征;具有震荡环带结构的岩浆成因锆石的LA-ICP-MS谐和年龄为765±5.0Ma,表明该花岗岩为新元古代岩浆结晶演化的产物;样品εNd(t)值变化于-7.3~-2.7,εHf(t)值为-15.9~-6.3,与负的εHf(t)值对应的tDM2(地壳二阶段模式年龄)介于2045~2662Ma之间,暗示该花岗岩的初始物质源于较为古老的地壳物质,但存在幔源混入,这可能是伸展构造背景下地幔岩浆上涌所致。综合区域研究成果及地球化学特征,内蒙古赵井沟新元古代A型花岗岩的形成主要与华北板块北缘古元古代地壳物质的部分熔融有关,是对Rodinia超大陆裂解的岩浆响应。

    • 莱芜盆地构造演化特征及水文地质意义

      2020, 20(2):519-528.

      摘要 (777) HTML (0) PDF 6.32 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究莱芜盆地构造演化特征及其对水文地质特征的影响,本文利用平衡剖面原理结合资料分析对莱芜盆地伸展速率、主要断裂活动速率进行计算,恢复了盆地构造演化史。利用96口钻孔及饮水井调查数据,将盆地岩溶水系统模式划分为“顺置式”和“逆置式”两种,并从构造位置、含水岩组类型、岩溶地下水补排条件及水化学性质对比分析其特征;结合野外地质调查,研究了枣园、吴小庄-双泉村2处受燕山期岩浆侵入影响形成的岩溶地下水富集带的水文地质特征;钻探结果,盆地部分地区古近系地层发育半固结砂砾岩,含水岩组兼具孔隙水及裂隙水特征,富水性好。

    • 察布查尔县地区地下水水化学特征及地下水水质评价

      2020, 20(2):529-534.

      摘要 (635) HTML (0) PDF 3.98 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明察布查尔县地区的地下水水化学特征及地下水水质情况,选取2016年50组地下水水样测试数据,综合统计分析方法和水化学方法以及模糊综合评价法等方法,对察布查尔县地区地下水水化学特征及地下水水质进行研究。结果表明:察布查尔县地区地下水中Mg2+、Ca2+、HCO3-离子含量较高。地下水水样PH值为7.55~7.7,均值为7.63,地下水整体呈弱碱性,TDS值为103.8~1139mg/L,均值为254.8mg/L;地下水水化学类型以HCO3-Ca(Ca?Mg)和HCO3?SO4(SO4?HCO3)-Ca(Ca?Mg)型水为主。地下水的水化学特征主要受水岩作用控制,少部分浅埋区受蒸发作用影响,几乎不受大气降水的影响;经F值法和模糊综合评价法对察县地区进行地下水水质评价分析得知,该区域的地下水受污染程度轻,但也存在严重污染区域,在利用水资源的同时也要注意水资源的保护。

    • 基于随机统计方法的地下水污染源反演识别

      2020, 20(2):535-543.

      摘要 (681) HTML (0) PDF 6.47 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:地下水污染具有存在的隐蔽性、发现的滞后性特点,这给地下水污染修复方案设计、污染风险评估、污染责任认定都带来了很大的困难。以某垃圾填埋场垃圾渗滤液地下泄漏为例,对地下水污染源的反演识别问题进行研究。通过污染质运移模拟模型、替代模型、随机统计方法(伴随状态方法及贝叶斯方法)的综合运用,反演识别地下水污染源的位置、个数及释放历史。结果表明,伴随状态方法和贝叶斯方法的联合运用可以反演识别出污染源的个数、位置及释放历史;贝叶斯方法反演识别污染源过程中,以替代模型作为模拟模型的转化形式,用替代模型代替模拟模型大幅度地减小了计算负荷,并保持较高的精度。

    • 川西地区输变电工程地质环境质量评价

      2020, 20(2):544-459.

      摘要 (698) HTML (0) PDF 3.56 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前针对某一行业建设(比如交通、电力)从区域上开展工程地质环境质量评价的研究尚不多见。针对川西地区地质环境特点,选取地形地貌、工程地质岩组、地质构造、地质灾害、地震风险、交通(路网密度)、人口(劳动力)密度等作为评价指标,利用层次分析法确定各评价指标的权重,采用模糊综合评价法对川西地区输变电工程地质环境质量评价分级表明,工程地质环境质量“优良”主要位于若尔盖、红原地区;工程地质环境质量“中等”及“较差”地区广泛分布;工程地质环境质量属“差”级别主要分布于丹巴、康定的大渡河及其龙门山断裂区域等。评价结果能较好地为输变电线路规划、选线提供重要的依据。

    • >TB一般工业技术
    • 聚酰亚胺纤维增强低密度柔性MTES基SiO2气凝胶的制备及表征

      2020, 20(2):550-555.

      摘要 (750) HTML (0) PDF 2.87 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文用具有环境友好性的甲基三乙氧基硅烷替代甲基三甲氧基硅烷,在水溶剂体系中,利用阳离子表面活性剂制备SiO2气凝胶基体,并以耐高温的聚酰亚胺短切纤维为增强相,制备得到了柔性疏水的SiO2气凝胶复合隔热材料。研究了聚酰亚胺短切纤维含量对复合材料热、力学性能的影响。结果表明:制备得到的SiO2气凝胶复合材料具有纤维状三维骨架结构并且气凝胶基体与增强相之间结合紧密,使得复合材料具有超疏水性,疏水角高达171°;具有良好的隔热保温性能,导热系数在0.021 W/(m·K)~0.0225 W/(m·K)之间,初始热分解高达521℃;具有较好的弹性,压缩20%形变后样品未发生增强相与基体的分离现象,并且卸压后能回弹至12%形变处。随着纤维含量的增加,复合材料里压缩强度(20%形变)逐渐增大,但是回弹率并没有较大的变化。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于马尔科夫链的裂缝期次研究——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

      2020, 20(2):556-562.

      摘要 (740) HTML (0) PDF 3.37 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,本文以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期:第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为北西西-南东东向,第三期裂缝为北北东向-南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域:第一期裂缝充填物δ18O平均值为-8.58‰,δ13C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3864m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ18O平均值为-7.16‰,δ13C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3084m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ18O平均值为-5.18‰,δ13C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2147m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为:第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,因此马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。

    • 两性离子型页岩抑制剂LM-1的合成及应用

      2020, 20(2):563-568.

      摘要 (1274) HTML (0) PDF 1.50 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:以甲基丙烯醇(MP)、小分子有机胺(HLA-3)、2-丙烯酰胺-2-2甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体合成了一种新型页岩抑制剂LM-1,红外光谱表征结果显示该抑制剂为一种新型两性离子聚合物,室内考察了其抑制性能、热失重性能、抗盐性能、对泥页岩压入硬度的影响以及与钻井液的配伍性。结果表明,当LM-1的质量分数为2.0%时,现场泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,在LM-1水溶液中加入膨润土后,动切力较小,说明LM-1具有良好的抑制性能;当温度达到350 ℃之前,LM-1未发生明显的热降解,具有良好的热稳定性;LM-1具有良好的抗盐性能,能够适应高盐储层的钻井作业;现场泥页岩在2.0% LM-1溶液中浸泡后的压入硬度保留率能够达到原岩的75%以上;现场钻井液中加入LM-1后,粘度、切力和滤失量变化不大,说明LM-1与现场钻井液具有良好的配伍性。现场应用效果表明,A-2井二开施工未出现井壁失稳、垮塌以及起下钻困难等问题,施工过程顺利,能够满足泥页岩地层钻井对抑制性能的要求。

    • 牛东裂缝型火山岩致密油藏渗吸采油机理研究

      2020, 20(2):569-575.

      摘要 (718) HTML (0) PDF 5.98 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 电泵井Y管在线调控分采工艺设计及试验

      2020, 20(2):576-579.

      摘要 (784) HTML (0) PDF 1.78 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前渤海油田生产井分层开采采用的是Y型管柱,各层段采用常规滑套进行分层开关,层位控制和数据测试周期长,导致油井动态调整不能满足生产要求。为此,开发了电泵井Y管在线调控分采工艺技术。该工艺通过地面操作即可控制各层的产液量,且能实时获得井下各层的流量、压力。将工艺在试验井进行实验,实验结果表明:在φ224.5 mm的套管中,管柱能顺利下入和起出,数据电缆无损坏,电控配产器功能正常,地面控制器可以通过4000 m的电缆与井下的电控配产器正常通信,电控配产器所监测的流量、压力数据可以实时通过该电缆反馈给地面控制器,可以通过地面控制器对电控配产器进行任意开度调节,电控配产器调节范围0~100%,从全开到全关或者全关到全开用时约18 min,电控配产器开度越大,其过流量也越大。

    • 超深碳酸盐岩油井复合防砂技术研究与应用

      2020, 20(2):580-584.

      摘要 (753) HTML (0) PDF 1.78 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:英买XX区块奥陶系油藏属于碳酸盐岩油藏,主要采用裸眼完井,生产过程中,井壁垮塌及地层出砂导致电泵/抽油泵频繁卡泵和磨损,检泵周期短,影响正常生产。前期采用泵挂筛管进行防砂,防砂效果差。针对该区块井壁垮塌、砂样非均质性严重、细粉砂及泥质含量高的出砂特点,首次提出超深碳酸盐岩油井复合防砂技术对策,利用树脂砂再造人工井壁防止地层垮塌,同时井筒悬挂两级防砂筛管,形成二次挡砂屏障。结合井况条件及砂样特点,优选金属环切缝防砂筛管、DS动态自洁防砂筛管、SHR-HP封隔器等防砂工具,并且确定出合理的施工参数和防砂参数。该技术在英买XX区块探索性应用3口井,施工成功率100%,增产效果明显,防砂效果较好,起到增产-防砂双重效果,为该类油藏防砂提供了借鉴作用。

    • >TM电工技术
    • 光纤复合式变压器电磁线的温度检测精度分析

      2020, 20(2):585-590.

      摘要 (647) HTML (0) PDF 2.91 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前大型变压器内部温度场精确测量的需求,为提升传统光纤测温的感知范围与测量精度,本文设计了一种光纤复合式变压器绕组测温方案,对于绕组与光纤之间各个部件的热量传递进行了建模,并采用有限元法对光纤测量的精度进行了数值计算。通过理论对比分析可知,根据所建立的热路模型由光纤测量温度可反推绕组附近绝缘纸等部件的精确温度,误差可控制在合理范围内,进一步提升了光纤测温的准确度与感知范围。

    • 油浸式变压器微型机器鱼姿态定位

      2020, 20(2):591-597.

      摘要 (719) HTML (0) PDF 2.98 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效检测大型变压器内部的故障位置和故障类型,利用微型机器鱼对变压器内部进行视觉观测,可较直观的检查变压器内部器件有无异常等。在微型机器鱼检测过程中,如何实现微型机器鱼位姿的准确定位是机器鱼任务完成的关键。针对金属封闭空间内变压器油中微型机器鱼位姿检测的问题,本文提出了基于声-电位姿定位和惯性导航相结合的联合位姿检测方法。通过分析超声信号在变压器内部及外壳上的传播特性提出了声—电联合定位装置安装方式,并基于内嵌式的安装方式设计了声-电联合定位传感器,构建了变压器机器鱼姿态计算数学模型,并对变压器机器鱼姿态定位进行了仿真测试,测试结果表明:基于声-电位姿定位方法并结合构建的变压器机器鱼姿态计算模型,可以实现机器鱼在变压器内的同步定位。

    • 变压器-套管体系地震响应的简化计算

      2020, 20(2):598-606.

      摘要 (779) HTML (0) PDF 4.73 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震响应不仅会加大变压器-套管体系的整体摆动,还会引起很大的顶部位移,这些因素均有可能造成套管的断裂破坏。为了合理反映地震作用下变压器-套管体系的振动机理和套管与变压器箱体之间的动力相互作用,快速而可靠的求出套管地震响应,基于振动台试验和有限元分析结果,通过将上部瓷质套管与根部法兰的连接以及箱壁面外刚度对升高座的约束作用等效为转动弹簧,建立了变压器-套管体系的带转动弹簧的3自由度简化模型,结果表明:简化计算的地震响应和振动台试验实测数据基本吻合,验证了简化模型的有效性。根据简化模型针对两处等效弹簧的转动刚度进行参数化分析,研究了弹簧刚度对套管响应的影响,为变压器结构的初步设计提供参考。

    • 带有MPPT算法的改进型分时复合控制策略研究

      2020, 20(2):607-614.

      摘要 (735) HTML (0) PDF 3.62 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于两级式光伏并网逆变器分时复合控制原理,提出一种带有MPPT算法的改进控制方案,并采用数字陷波器抑制光伏测二次电压脉动,为MPPT提供稳定的电压参考,同时给出输入侧解耦电容计算方法。在此基础上,采用损耗分析的方法,详细对比了改进型分时复合控制策略及传统控制策略下的系统损耗。最后搭建了两台实验样机进行实验验证,实验结果表明所提出的改进分时复合控制策略的可行性,并得出分时复合策略较传统控制策略的优缺点。

    • 基于等效刚度的输电杆塔简化方法研究

      2020, 20(2):615-621.

      摘要 (697) HTML (0) PDF 4.72 M (765) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出了一种基于等效刚度的输电线路杆塔简化等效方法,并利用算例验证了该方法的正确性。基于ABAQUS有限元软件,采用本文提出的简化等效方法、精细化杆梁混合模型以及传统固定约束等效方法分别模拟研究了典型大刚度直线塔和小刚度耐张塔在舞动条件下的动态响应。模拟结果表明:对于刚度较大的输电杆塔,三种等效方法模拟得到的舞动垂直位移、水平位移、扭转角度和振动频率结果十分接近,误差不超过3.3%;而对于刚度较小的输电杆塔,本文提出的等效方法与精细化杆梁混合模型研究获得舞动幅值、振动频率同样十分接近,最大误差不超过10%,而传统的固定约束方法的扭转角度最大误差达到60.58%。因此,本文提出的等效刚度方法能准确有效反映出杆塔对导线振动特征的影响,可用于各种动载条件下导线动态响应特征的快速简化研究。

    • 基于两阶段控制的铝-空气燃料电池最大功率点跟踪方法

      2020, 20(2):622-629.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 5.44 M (739) 评论 (0) 收藏

      摘要:铝-空气燃料电池作为一种新兴的金属燃料电池,具有比能量高、安全静默、高效环保等优点。但铝-空气燃料电池的发电功率水平较低、资源利用率不高,且对其最大功率点跟踪控制方法的研究较少,基于此提出了一种两阶段控制的最大功率点跟踪方法。该方法根据铝-空气燃料电池输出特性,第一阶段基于电阻匹配的最大功率传输理论,通过实时检测燃料电池输出端口电流,对其施加增量扰动寻优,以较大步长接近最大功率点阙值;第二阶段基于模糊控制理论,通过设置功率变化和占空比步长变化的隶属度函数,进一步逼近最大功率点并实现稳定控制。仿真对比和实验表明,所提方法跟踪精度高、跟踪效果好,具有较强的工程应用价值。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于半监督宽度学习系统的气温空间插值

      2020, 20(2):630-636.

      摘要 (716) HTML (0) PDF 3.30 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,基于人工神经网络的气象空间插值研究因其较强的非线性映射能力受到越来越多的关注。然而,由于网络参数众多,这些方法的训练过程都非常耗时。考虑到以上原因,基于宽度学习系统提出了一个高效的气温空间插值模型,首先使用稀疏编码对输入数据进行特征提取,然后将映射后的向量引入宽度学习系统中得到一个半监督宽度学习模型。相关实验建立在山西省的气象数据集上,实验结果表明,该方法比基于深度学习的方法和传统空间插值方法具有更好的预测性能和时间损耗。

    • 变风量末端控制器的设计与仿真

      2020, 20(2):637-641.

      摘要 (759) HTML (0) PDF 2.48 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探求变风量空调末端双闭环串级控制模型的节能策略,通过设备选型、方案对比等过程确定温度传感器Pt100、风速传感器西门子QVM62.1、CPU224XP及西门子执行风阀L680t40为主要元器件,进行变风量末端半实物仿真控制器设计。结果表明:下位机PLC与上位机PC端能够基于PC Access软件实现通讯,并通过LabVIEW实现监控管理功能。可见设计仿真开发的空调末端控制器能够与实验研究平台实现互通,进行双闭环串级的空调末端性能研究,从而为智能建筑节能降耗研究提供有力支持。

    • 串联弹性驱动器的控制策略应用于工业机器人

      2020, 20(2):642-647.

      摘要 (724) HTML (0) PDF 3.54 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高工业机器人的控制及示教水平,本文通过串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统和PID位置控制系统的设计以及相应仿真系统的搭建并进行串联弹性驱动器力跟踪实验的方法,研究了串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统的正确性和控制算法的可行性。结果表明:本文设计的机器人零力控制系统和控制策略能够提高机器人的柔顺性和控制效率。可见,基于力/位置混合的驱动控制方法,能够实现机器人在到达指定位置的同时,实现机器人示教功能。

    • 一种复杂环境高机动性轮式移动平台

      2020, 20(2):648-653.

      摘要 (650) HTML (0) PDF 3.54 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:移动机器人在星球探测,户外侦查,灾难搜救,以及军事等领域有着广阔的应用前景。为了设计一款能代替人类在复杂环境进行作业的小型高速移动机器人,本文侧重于横向非结构地形,提出了一种拥有被动悬架的轮式移动平台,对其结构进行了三维建模,对越障结构和减震系统进行了力学计算,为评估其越障性能进行了动力学仿真,为其动力系统和控制系统进行了选型和配置,组装一代样机并进行了实验。实验结果表明该样机能够较好地适应横向地形。

    • 基于密度峰值聚类的电力大数据异常值检测算法

      2020, 20(2):654-658.

      摘要 (862) HTML (0) PDF 1.38 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解决传统算法检测准确性低,复杂性高不适于电力大数据异常值检测的问题,通过密度峰值聚类算法研究了电力大数据异常值检测问题。分析了密度峰值聚类算法的聚类过程。按照聚类中心选择原则,通过相邻距离和密度的归一化乘积对聚类点的差异度进行衡量,按照差异度的统计特性与改变趋势选择最大的一组点当成聚类中心。按照z空间填充曲线与高维数据点z值携带位置信息特性提出基于z值的分布式密度峰值聚类算法,降低异常检测复杂性,以达到电力大数据异常值检测要求。采用优化后的密度峰值聚类算法对电力大数据异常值进行检测,在局部密度超过阈值,同时距离超过阈值的情况下,认为相应电力数据点为异常值。将基于距离的检测算法和基于密度的检测算法作为对比进行测试,结果表明:所提算法得到的异常电力数据点,和实际情况相符,和其它两种算法相比没有出现错检测和漏检测的情况。可见所提算法适于电力大数据异常值检测,且检测结果准确性高

    • 面向稀疏数据集的聚类算法

      2020, 20(2):659-663.

      摘要 (851) HTML (0) PDF 1.29 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:在聚类过程中数据可能呈现稀疏性,如果仍用传统的欧式距离作为聚类指标,那么聚类的质量和效率将会受到严重的影响。受到信息论中KL散度的启发,本论文采用基于KL散度的相似性度量方法,先描述数据的整体分布,进而对数据进行聚类。这种方法可以利用簇中元素提供的信息来度量不同簇之间的相互关系,克传统欧式距离的缺点,提升算法准确度。最后通过一个实验验证本算法的有效性。

    • 一种全局隶属度和小波能量相结合的活动轮廓模型

      2020, 20(2):664-668.

      摘要 (675) HTML (0) PDF 1.70 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:CT图像中的磨玻璃型肺结节,由于其具有模糊的轮廓、且肺结节区域与其邻域的亮度值相差很小等特性,一般的图像分割算法很难对其进行精准地分割。针对该问题,提出一种全局隶属度和小波能量相结合的活动轮廓模型。首先,利用全局隶属度函数调整初始活动轮廓曲线,使之与目标边界的距离更接近,且形状更相似;同时,基于全局隶属度的边界停止函数能快速收敛于目标边界,使得预测曲线更加贴合待分割目标;其次,基于小波能量的局部活动轮廓模型数据项增强了目标与背景之间的对比度,进而能更精准地分割在低对比度和亮度非均匀场景中的目标轮廓。将该模型应用于全实质及部分实质磨玻璃型肺结节的CT图像中,实验证明了本文算法的优越性。

    • 低分辨率条件下鞋类的自动分类方法

      2020, 20(2):669-674.

      摘要 (708) HTML (0) PDF 2.64 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据视频监控中行人所穿鞋的鞋型搜索犯罪嫌疑人是公安机关常用侦查技战法。然而在现实案件中很多视频监控分辨率较低,公安民警不能精确识别到具体鞋型,且消耗大量的时间和警力。针对这一问题,提出一种对低分辨率视频监控下的鞋类进行自动分类的方法。参考全国制鞋标准化技术委员会2017年制定的制鞋标准,初步将鞋类分为皮鞋和运动鞋两大类;构建鞋类数据库,包括59853幅皮鞋和47878幅运动鞋图像;进而基于卷积神经网络,设计一种适用于鞋类自动分类的鞋类识别网络模型。实验结果表明,鞋类自动分类模型在测试阶段对鞋分类的准确率达到了95.7%,可见基本能准确识别皮鞋和运动鞋两类鞋。

    • 一种改进的有雾图像去雾算法

      2020, 20(2):675-680.

      摘要 (892) HTML (0) PDF 3.57 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于大气散射模型的图像去雾算法存在的图像去雾后颜色偏暗、对比度过度增强的问题,提出一种基于灰色关联度引导滤波的图像去雾算法。首先,假设有雾图像的像素可以分为正常像素和被雾霾颗粒破坏的像素, 应用灰色关联理论对雾霾图像的像素值进行判断;然后,对雾霾颗粒破坏的像素进行引导滤波,通过取对数的方法缩小原始图像和滤波以后图像像素值之间的差异,在对数域中计算雾气面纱值;最后,依据大气散射退化模型反演复原清晰的图像。实验结果表明,本文算法不仅可以有效改善雾霾图像的清晰度,而且能够解决去雾后存在的亮度偏暗,色彩失真等问题。

    • 基于电商行业的前置仓选址问题研究

      2020, 20(2):681-686.

      摘要 (799) HTML (0) PDF 1.88 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为应对当前电商企业仓库容量饱和的现状,以及客户对配送的严苛要求,在“区域配送中心+前置仓”的布局模式下,对前置仓的选址及数量问题进行优化研究。结合H电商的现有区域配送中心仓库布局,采取混合整数规划方法来建立数学模型,以运输成本、仓储运营成本、退供成本之和的总物流成本为目标函数,并借助LINGO软件进行编程求解,通过结果比较分析,求得使得总物流成本最少的最优前置仓位置及布局。

    • 基于快速凸包的目标车辆动态围堵算法

      2020, 20(2):687-693.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 2.07 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了以最小代价快速抓捕逃逸的目标车辆,利用凸包和图论的方法研究了目标车辆的动态围堵问题。对传统凸包算法进行改进,基于快速凸包算法形成了节点数最少的完全包围圈;将警力调度问题转化为加权二分图匹配问题,并求出耗时最少的警力调度结果,最后形成具体的围堵方案。改进后的快速凸包算法结合警力调度算法能在相对较短时间内对逃逸车辆完成围堵。

    • >TU建筑科学
    • 硅藻土层水平抗力系数的比例系数m值试验研究

      2020, 20(2):694-700.

      摘要 (669) HTML (0) PDF 2.32 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:硅藻土是一种特殊性质的土,其工程力学特性的研究相对较少,尤其是工程上常用的地基土水平抗力系数的比例系数m值,针对m值的研究更少。在硅藻土地层桥梁灌注桩水平承载力设计中,m值的大小非常重要,却缺乏有效的取值依据。本文依托新建杭绍台高铁工程,在硅藻土试验区开展了3根灌注桩的水平静载荷试验,得到了桩侧地基土水平抗力系数的比例系数m值,根据硅藻土强度试验指标和相关规范方法进行计算,得到了白色、兰色和黑色三类硅藻土的m值,经验证与测试桩水平静载试验结果一致。研究成果可为硅藻土地层桥梁桩基或类似工程的设计参数取值提供参考。

    • 高层建筑中非结构构件的抗震性能试验分析

      2020, 20(2):701-706.

      摘要 (715) HTML (0) PDF 3.56 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前针对主体结构抗震性能的研究很多,但针对非结构构件抗震性能研究较少。为此,对高层建筑中非结构构件的抗震性能进行试验分析。利用统一建筑规范对非结构构件抗震计算进行规定,通过FEMA273、FEMA356依次对非结构构件性能与设计方法进行规定。选用楼面反应谱法对非结构构件抗震性能进行分析。将加速度看作调整核心,完成对加速度时程曲线振幅的调整,将其看作试验加速度波。地震波选用EL Centro-NS、Taft-NS与天津-NS地震波。通过ANSYS软件建立模型,获取不同楼层楼面反应谱,通过时程分析,采用ANSYS软件对吊顶抗震性能以及有无设置45°悬吊线吊顶抗震性能进行分析。通过非结构构件模拟器进行浮放设备抗震性能试验分析。依据试验得出以下结论:楼层越高,吊顶和浮放设备越容易在地震作用下被损坏;设置45°悬吊线能够有效提高抗震性能。

    • 钢结构可替换梁端塑性铰滞回耗能研究

      2020, 20(2):707-712.

      摘要 (749) HTML (0) PDF 2.56 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免钢结构梁柱节点在地震作用下出现脆性破坏,提出一种新的梁端削弱型结构形式来实现塑性铰的外移。本文采用ABAQUS有限元分析软件对节点进行滞回耗能能力的分析,同时对不同削弱深度的截面内力进行对比分析,并使用Perform-3D软件的静力推覆工况对新型塑性铰框架和普通框架的承载能力进行对比分析。研究结果表明,首先达到屈服强度的截面是上、下耗能板削弱最深位置的横截面;随着耗能板削弱深度的增加,耗能板削弱最深处横截面就会越容易屈服,且能够有效地降低梁柱节点焊缝截面的作用反力;新型塑性铰的耗能能力主要与耗能板的削弱深度有关,在满足承载力要求的情况下随着削弱深度的增加,塑性铰的耗能能力不断增加;由静力推覆分析可知,拥有新型塑性铰框架的整体承载能力比普通框架的整体承载能力低,所以过度的削弱耗能板深度会导致框架不能满足结构承载力的要求。适当的削弱深度会增加节点延性,提高节点的抗震能力,实现塑性铰外移的目标,起到保护梁柱节点作用。本文研究内容可为削弱型梁柱节点的研究提供参考。

    • 传统风格建筑钢-混凝土组合梁-柱节点动力循环荷载试验研究

      2020, 20(2):713-719.

      摘要 (669) HTML (0) PDF 3.58 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过采用快速动力加载方式,对2个传统风格建筑钢-混凝土组合梁-柱节点进行试验研究,获得了该类型节点的恢复力特征曲线、骨架曲线等抗震性能指标及加载全过程破坏特征。研究结果表明:采用钢-混凝土组合结构的传统风格建筑具有优良的抗震性能;相对比单梁-柱节点,双梁-柱节点的承载力刚度较高,滞回曲线更饱满,但其延性性能略低于单梁-柱节点;位于外围檐柱的双梁-柱构造形式具有与圈梁相类似的可加强结构整体性能的作用。研究结果可为传统风格建筑在实际工程中的应用提供有益的参考。

    • 加筋路堤的双参数地震破坏模型研究

      2020, 20(2):720-728.

      摘要 (786) HTML (0) PDF 3.90 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 现阶段关于加筋土结构的抗震性能设计以及对震后的加筋土结构损伤程度还没有一个统一的评价标准。为完善加筋土结构的抗震性能设计理论,需要对加筋土结构在振动情况下的变形和能量以及极限滞回耗能进行分析。结合室内模型试验,计算试验模型的破损结果,确定了模型理论参数,从而建立了加筋路堤的双参数地震破坏模型。对完善加筋路堤的抗震性能设计以及对震后破坏的评价具有一定意义。

    • 电压对微生物诱导生成碳酸钙沉淀的影响

      2020, 20(2):729-734.

      摘要 (710) HTML (0) PDF 3.91 M (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcite precipitation,MICP)是一种新型环保固化方法,但碳酸钙的生成量直接影响MICP技术的固化效果,为了在一定界限内提高碳酸钙的生成量,本文利用MICP技术,研究了不同电压梯度下,脲酶活性的变化规律,在此基础上进一步研究了不同电压梯度、不同通电时间、不同通电方式条件下微生物诱导生成碳酸钙的沉积规律。试验所用微生物为巴氏芽孢杆菌,营养液为三种钙源(氯化钙、硝酸钙、醋酸钙)与尿素1:1等体积混合,菌液与营养液体积比为1:15,溶液环境的pH为7.3。结果表明:最佳通电电压为1.2 V;最适通电时间为20 min;最佳的通电方式为全程通电;氯化钙为最佳钙源。故电压对巴氏芽孢杆菌的生物活性起促进作用,提高了其脲酶活性,最终提高了碳酸钙的产量。

    • 基于蠕变试验及Burgers模型参数分析的三趾马红土长期强度确定

      2020, 20(2):735-740.

      摘要 (641) HTML (0) PDF 1.84 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确定重塑三趾马红土的长期强度,首先利用改进的直剪蠕变仪,对甘肃陇东地区三趾马红土进行了剪切蠕变试验,得到了三组固结压力下蠕变曲线。在对各级固结压力蠕变曲线的Burgers模型拟合参数分析的基础上,提出了利用Burgers模型参数中的Maxwell体的黏滞系数与相应的剪应力加载等级之间曲线的最大曲率点确定三趾马红土的长期强度的方法,得到了三趾马红土的长期强度。通过与过渡蠕变法及等时曲线法确定的长期强度值对比,表明基于Burgers拟合参数分析的三趾马红土的长期强度确定方法较为合理。提出的长期强度确定方法及试验结果可对黄土地区受三趾马红土层控制的滑坡的稳定性评价及工程防治提供参考。

    • 冻融循环条件下灰岩力学性能试验研究

      2020, 20(2):741-746.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 2.77 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究灰岩在不同冻融循环条件下岩石物理力学性能变化情况,利用快速冻融机和2 000 KN三轴压缩试验机对不同冻融次数下灰岩进行单轴压缩试验,得到冻融灰岩应力-应变关系曲线。结果表明:随着冻融次数的增加,抗压强度、弹性模量、泊松比均逐渐降低,且降低程度服从指数衰减模型,20次冻融之前,岩样应力-应变曲线塑性阶段不明显,随着冻融次数的继续增加,塑性特征逐渐明显,岩样脆性逐渐降低;试验得到不同冻融次数下饱水岩样波速均大于干燥状态下的波速,且随冻融次数的增大呈指数形式降低;最后,基于波速建立以岩石动弹模为损伤变量的冻融损伤方程,拟合结果显示损伤随冻融次数的增加而增大,但增长速率逐渐减少。

    • 干湿和冻融循环作用下泥质白云岩宏观劣化研究

      2020, 20(2):747-754.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 2.08 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:水岩相互作用是岩土工程及相关学科的研究热点。通过干湿和冻融循环试验,对泥质白云岩的力学特性劣化规律及扩容研究,取得了一定的成果。结果表明:(1)泥质白云岩在干湿和冻融循环作用下均会出现明显不均匀的强度劣化。60次循环作用下,干湿循环比冻融循环对岩石的影响更大。(2)冻融循环作用60次的岩样的抗压强度的总劣化度会随围压的增大而增大。(3)干湿和冻融循环作用下,屈服点(扩容点)与峰值点的应力比-围压呈线性关系。(4)60次循环作用下,低围压时,干湿循环岩样的泊松比大于冻融循环下岩样的泊松比,高围压时,冻融循环下岩样变形模量大于干湿循环下岩样的变形模量。

    • 冻融循环条件下白云岩物理力学特性研究

      2020, 20(2):755-762.

      摘要 (664) HTML (0) PDF 2.72 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究白云岩岩体的强度和力学参数在循环冻融作用下的演化规律,将饱水状态下的白云岩试样分为11组,在-20~20℃的温度区间内进行了50次循环周期为8h(冻4h,融4h)的室内快速冻融试验,每隔5次循环后观察岩样的表观劣化情况,随后进行干燥和饱和两种状态下的质量和纵波波速的测定,最后进行常规单轴压缩试验。将白云岩的质量、纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量等物理力学性质指标同冻融循环次数进行了非线性的参数拟合,并分析了应力应变曲线随冻融循环的演化规律。试验研究结果表明:低孔隙率的白云岩试样抗冻性较好,仅有两块试样的端面在实验过程中出现了闭合型微裂缝;冻融循环作用对质量的变化影响很小且无明显规律性;水的存在会对波速测试起干扰作用,干燥状态下的波速拟合结果较饱和状态下的拟合结果更为理想,能真实准确的反映岩石内部的结构劣化;弹性模量和单轴抗压强度在冻融循环过程中均呈指数型下降趋势;应力应变曲线中的压密阶段随冻融循环次数的增加而增长,岩样的脆性逐渐减弱延性逐渐增强,具有峰前塑性硬化的特征。将参数拟合的结果应用于广义Hoek-Brown准则,引入基于声波波速变化的冻融损伤因子,建立了基于声速变化的冻融累积损伤效应下的岩体力学参数表达式,为寒区岩体工程设计过程中岩体力学参数的取值问题提供了一种新的方法。

    • 泥质粉砂岩地层浅埋联拱隧道锚杆支护效果研究

      2020, 20(2):763-769.

      摘要 (648) HTML (0) PDF 5.59 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:锚杆在软弱围岩等特殊地层中的作用效果一直是近几年的研究热点。为了明确泥质粉砂岩地层中系统锚杆的作用效果,本文通过现场监测的方法研究了泥质粉砂岩地层联拱隧道取消锚杆试验段与布设锚杆试验段拱顶沉降、水平收敛、围岩压力以及钢拱架内力等监测项目的变化规律和异同。结果表明:取消锚杆试验段拱顶沉降、水平收敛与布设锚杆试验段差别不大;取消锚杆试验段围岩压力略大,但分布较为均匀,试验段围岩压力均小于理论计算值;联拱隧道先开挖洞拱架内力大于后开挖洞,布设锚杆试验段由于锚杆约束拱架的作用导致拱架受力较小;隧道大部分位置锚杆受压,轴力范围为-4.45kN~4.23kN,最大拉力占杆体极限拉力值的2.35%,锚杆抗拉效用无法得到充分发挥。

    • 某隧道围岩模量和松动圈厚度测试

      2020, 20(2):770-778.

      摘要 (736) HTML (0) PDF 3.36 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解小相邻隧道围岩变形参数和损伤深度等数据,利用刚性钻孔弹模计和单孔一发双收声波法对隧道掌子面附近围岩开展现场试验,并结合室内单轴压缩试验,分析围岩松动圈厚度和岩体动、静弹性模量值及其随深度分布规律。测试结果表明:钻孔弹模计测得的压力~变形曲线规律性良好,大致分为低压区、中压区和高压区;水平孔沿着洞轴线方向变形模量和弹性模量值为5.00~13.37GPa、6.45~22.51GPa,铅直方向变形模量和弹性模量值为5.00~13.37GPa、6.45~22.51GPa;铅直孔沿着洞轴线方向变形模量和弹性模量值为5.90~15.92GPa、6.87~22.43GPa,垂直洞轴线方向变形模量和弹性模量值为6.66~26.56GPa、7.63~35.75GPa;围岩整体有各向异性。围岩松动圈大致呈圆形分布,厚度为5m左右。底板松动厚度明显大于洞壁,建议适当调整爆破参数,对松动圈进行加固处理,尽量减小开挖对围岩造成的损伤,本次试验成果可为类似工程提供参考。

    • 考虑毛细水负压力引起坑外场地沉降量计算方法和潜在威胁性研究

      2020, 20(2):779-784.

      摘要 (723) HTML (0) PDF 2.64 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得出毛细水负压力对坑外场地土体沉降影响,从而更准确计算出因坑内水位降深引起的坑外土体沉降量。本文借用海森(A.Hazen)经验公式进行估算水位下降后毛细水上升高度,进一步得出毛细作用产生的负压力。在规范给出的分层总和法计算土体沉降基础上,给出考虑毛细水负压力计算土体沉降方法,为计算坑内降水造成周边土体沉降提供参考。通过该计算方法分别分析在不同孔隙比、有效粒径条件下,毛细水负压力对土体沉降的影响性。结果表明毛细水上升高度随着土体粒径及孔隙比的减小而增大,尤其当土体有效粒径小于0.075 mm时,应着重考虑考虑毛细水负压对土体沉降影响。

    • 微波照射下钢筋混凝土升温特性分析

      2020, 20(2):785-789.

      摘要 (715) HTML (0) PDF 3.41 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究微波照射造成钢筋混凝土结构粘结强度发生变化的原因,通过微波照射钢筋混凝土试块热成像试验和连续升温测定试验,对钢筋与混凝土的升温情况进行分析。试验结果表明:钢筋和混凝土在微波场中的升温行为表现存在很大差异,混凝土由于主动吸收微波,升温速度快,钢筋通过周围混凝土的热传递被动升温,速度相对较慢;钢筋和混凝土粘结面以及混凝土内部吸波性能强的粗骨料和砂浆体之间会形成一定的温度梯度,且温度梯度随微波功率的提高而增大,这是造成钢筋混凝土发生粘结强度损伤的主要原因。对于微波照射下钢筋混凝土结构升温特性的研究,可以为微波辅助机械破碎钢筋混凝土工艺的应用提供理论基础和参考价值。

    • 深基坑开挖对近邻大直径管线的影响分析

      2020, 20(2):790-796.

      摘要 (704) HTML (0) PDF 4.88 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑开挖会引起土体的扰动从而带动近邻管线的位移,甚至会引起管线的开裂破坏。本文以实例工程为背景,运用有限元软件PLAXIS模拟基坑开挖引起大直径管线位移的变化,得出基坑开挖深度与埋设污水管线深度之间存在三种不同的位置关系,并且分析基坑开挖引起管线水平和竖向位移之间的差异变化,基坑开挖引起管线水平位移的增长速率为0.57mm/m,竖向位移增长速率为0.73mm/m,文中得到的结论和建议可为相似工程提供参考。

    • >TV水利工程
    • 榆林李家梁水库砂坝渗流安全及成因分析

      2020, 20(2):797-802.

      摘要 (695) HTML (0) PDF 3.65 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:榆林市李家梁水库砂坝自工程蓄水以来存在严重的渗漏安全隐患,为保障工程安全运行,通过水库历史资料数据分析和二维有限元渗流场计算,对该水库砂坝渗流安全及成因进行了深入的分析。结果表明:目前条件下大坝坝体防渗系统虽然满足运行要求,但左岸地下水位高,绕渗情况较严重。大坝左坝肩及坝基多个深度范围内存在中砂夹层以及水坠砂坝施工充填过程中导致坝体颗粒分布不均是造成坝后渗漏的主要原因。各计算工况下排水渠底部渗透坡降在0.189~0.241,大于坝基土允许渗透坡降0.125,在库水位升高后,将使下游挟砂渗漏加剧,导致坝体破坏。

    • >U交通运输
    • Sentinel-1A TS-InSAR地铁沿线地面沉降监测与分析

      2020, 20(2):803-808.

      摘要 (765) HTML (0) PDF 6.14 M (449) 评论 (0) 收藏

      摘要:地铁的建设与运营容易引起地表的纵向沉降,从而影响城市的发展和人民生命和财产安全,因此及时掌握各地铁沿线地表沉降情况具有重要现实意义。本文以南宁地铁为例,利用Sentinel-1A SAR数据和TS-InSAR技术,借助外部高精度的POD Precise Orbit Ephemerides和ASTER GDEM V2去除由去相关引起的相位跳变,获取了2017年6月~2019年1月南宁地铁网络地面沉降速率场,并在此基础上重点分析了地铁沿线地面沉降情况和沉降时空分布规律。试验结果表明,2017~2019年,南宁整体的地表沉降特征较为明显,最大累计沉降达到了-47.41mm。大部分城区相对稳定,沉降区主要分布在各地铁沿线区域,且随着南宁经济的快速发展和城市地铁建设的加快,各地铁沿线地面沉降呈逐渐增强和扩散趋势。

    • 季冻区路基填料基质吸力及平衡湿度研究

      2020, 20(2):809-813.

      摘要 (810) HTML (0) PDF 1.51 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:土水特征曲线(SWCC)的测定是岩土工程中的渗流分析和土壤的平衡状态下湿度(含水率)预估的重要环节,也是岩土数值模拟分析的关键性输入。本研究考虑季冻区的气候状况,对0,1,3,5次冻融循环后的油页岩废渣粉煤灰改良土路基填料(MC)及粉质黏土(SC)进行了不同含水率下的基质吸力测量,对冻融前后两种填料的SWCC进行了系统分析和比较,并对两种填料在吉林地区平衡湿度范围提出预测,可为实际工程提供参考。

    • 季冻区粉质粘土路基的冻胀特性的模型试验研究

      2020, 20(2):814-820.

      摘要 (726) HTML (0) PDF 4.46 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对季冻区路基冻胀性能进行研究,以实际工程为依托,通过相似原理方法进行缩尺模型试验研究。在开敞式条件下进行单向冻融试验,分析在不同温度梯度条件下冻融循环两次过程中温度分布及冻胀特性。自行研制的冻胀设备能满足变形、温度等多项试验指标。试验测试结果表明:冻结速率随时间的增加呈现出降低趋势且具有一定的波动性;冻结深度随冻结负温的增加而增加,并且在-15℃时,最大冻深达到39cm;通过对冻结深度与时间关系进行分析提出冻结深度预测公式,通过对前人已有数据进行验证发现本文提出公式具有很好的适用性;在不同冷端温度与冻胀量关系中发现,当冻结负温在-10℃下,土体达到最大冻胀量。

    • 离合器压盘温度场与应力场分析及改进研究

      2020, 20(2):821-826.

      摘要 (618) HTML (0) PDF 3.66 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对离合器接合过程中,压盘滑摩温度过高发生的烧蚀、热变形现象,利用abaqus仿真软件建立了三维有限元分析模型,结合压盘的实际工作状况采用直接耦合法进行热结构耦合仿真。得到了压盘的温度场与应力场,并研究了滑摩转速、压力和压盘厚度对压盘温度场及应力场的影响,同时针对翘曲变形,通过在滑摩面增加内锥度对压盘结构进行了优化。结果表明:高转速差会增大压盘滑摩温度与应力,压盘摩擦接触区域向内径移动,翘曲变形更加严重;压力的增大同样会增大滑摩温度与应力,但对摩擦接触的影响较小;压盘厚度增大能增加压盘的热容量,同时也会使温度与应力更加集中;增加压盘内锥度能显著改善压盘滑摩面的温度与应力分布,最高值分别下降了11.8%、5.4%,摩擦副有效接触面积增加,提高了离合器的工作性能与稳定性。

    • 应急协同视角下城市地面公交运营突发事件关键危险源辨识及应用

      2020, 20(2):827-833.

      摘要 (863) HTML (0) PDF 1.92 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市公交运营突发事件危险源复杂、应急信息系统繁多、但未形成某种危险源发生时的应急指挥信息化协同体系的问题,本文将遗传算法-粗糙集模型应用于公交运营突发事件危险源筛选,区别于传统粗糙集理论,基于多决策属性决策表和与其对应的适应度函数进行危险源筛选。以北京市公交运营为例做了实例计算和分析,筛选出气象灾害为关键危险源。遗传算法-粗糙集模型在公交运营突发事件危险源筛选问题上表现出良好的可靠性。同时建立了气象灾害危险源情境下的北京市地面公交应急指挥信息化协同体系。

    • >V航空、航天
    • 电液负载模拟器神经网络辨识器及控制器设计

      2020, 20(2):834-840.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 1.90 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统控制方法无法解决飞机舵机电液负载模拟器受多余力等非线性因素严重干扰的问题,给出了一种基于神经网络辨识器及控制器的复合控制结构,结合了神经网络系统辨识与自适应实时控制的工作特点。根据电液负载模拟器控制结构及工作原理,采用BP神经网络辨识器在线辨识,获得系统辨识模型以替代理论数学模型。然后,采用Adaline神经网络控制器实时控制,利用系统误差信号与BP神经网络反向递归计算Adaline网络权值调整信息,获得系统控制参数,实现复合控制器的有效监督与智能控制。最后利用MATLAB进行实验验证,仿真结果表明:该方法能够提高系统控制精度,多余力消扰率达92%;并且可以有效模拟飞机舵机所受力载荷的变化情况,实现系统指令信号快速、准确、稳定的加载。

    • 柔性绳网展开过程的多元回归模型的优化分析

      2020, 20(2):841-847.

      摘要 (689) HTML (0) PDF 1.93 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:柔性绳网作为一种新兴技术,主要用于太空在轨服务。本文采用Design-Expert 11软件对柔性绳网展开过程中展开位移与展开面积的研究进行设计,并通过优化影响因子,来保证展开位移在一定范围内展开面积达到最大。为了获得最佳的柔性绳网展开效果,建立柔性绳网展开过程的多元回归模型。并通过仿真检验所建立的多元回归模型的准确性,其误差均小于10%,说明该模型的优化分析结果可靠。由优化方案可知,最佳参数组合是发射速度、旋转角和展开时间分别为29.481~30.000m.s-1、21.916~22°和1.092~1.115s。同时优化分析结果表明,若减小发射速度和旋转角,则柔性绳网达到较好展开效果的参数组合减少,且为了柔性绳网能够达到较好展开效果,发射速度必须大于21.8m.s-1以及旋转角必须大于16.2°。

    • 着陆器软着陆垂直冲击试验研究

      2020, 20(2):848-853.

      摘要 (774) HTML (0) PDF 3.18 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:月球着陆器着陆过程中会产生巨大的冲击作用,影响其内部精密仪器的正常工作,且着陆安全性问题决定着着陆任务的成败,因此,研究着陆器软着陆过程中与月壤的动力响应具有重要意义。文章首先基于对着陆器着陆冲击过程研究,建立了着陆器与模拟月壤相互作用理论模型;之后,利用自主研发的着陆冲击试验系统,采用半球形足垫(简称“足垫”)模拟着陆器缓冲支腿,通过垂直着陆冲击试验,对冲击模拟月壤过程中足垫的着陆质量和冲击速度对着陆冲击过程的影响进行了详细研究。研究结果表明,模拟月壤密实度一定,较大的着陆质量能有效提高着陆器冲击机械能的耗散效率;冲击速度越大,着陆器在单位时间内转移到模拟月壤的动量越多,模拟月壤颗粒对着陆器产生的作用力越大;冲击能表征了着陆质量和冲击速度,对垂直着陆冲击过程有很重要的影响。最后,通过试验结果与理论模型对比,对着陆器与模拟月壤的动力学模型进行了验证。文章的研究结果可为设计安全载人登月月面着陆器提供必要的试验数据与理论参考。。

    • >X环境科学、安全科学
    • 基于Hydrus-1d对某农田土壤重金属迁移模拟及空间解析

      2020, 20(2):854-859.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 4.40 M (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 污水厂污水中微塑料的消解方法的研究

      2020, 20(2):860-865.

      摘要 (850) HTML (0) PDF 2.29 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:水环境中存在大量微塑料这一问题已经逐渐引起广泛关注。研究污水处理厂中微塑料的相关规律与分布,对于解决水环境中的微塑料污染至关重要。而污水厂污水中含有大量生物体成分,这对检测计数工作有很大的干扰,因此需要确定污水中微塑料的前处理技术。本文研究水样中常用的5种消解方法,分别为KOH、NaOH、H2O2、HNO3·HCl以及HNO3,探究不同的消解方法对模拟污水中微塑料的消解效果、回收率以及表面形态的影响,并通过正交实验选出最佳的微塑料消解方法。研究表明在5种消解方法中,H2O2的消解效果较强,且对微塑料的回收率影响最小,此外H2O2对微塑料的表面形态也没有明显影响,回收率最高可达到96.7%±0.3%,表明该消解法是一种适用于测定污水厂污水中微塑料的前处理技术。

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