• 2020年第20卷第8期文章目次
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    • >TU建筑科学
    • 抗浮锚杆承载性能研究进展

      2020, 20(8):2949-2958.

      摘要 (1224) HTML (0) PDF 4.50 M (1159) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国城市化建设步伐的加快,城市地下空间开发利用已成为热潮,相应的建(构)筑物基坑越来越深、基础埋深不断加大,特别是在地下水丰富且水位较高的地区,当结构自身荷载不能有效抵抗地下水浮力时,随之而来的抗浮问题得到了社会的广泛关注。与传统解决建(构)筑物抗浮问题的技术方法相比,抗浮锚杆以单点受力小、地层适应能力强、应力分散、施工速度快、成本低等优点备受工程界的青睐。本文对抗浮锚杆的发展历史、锚固性能、应力传递机制等相关研究进行归纳总结,讨论了当前抗浮锚杆研究中的不足,并对抗浮锚杆的发展提出建议。

    • >O6化学
    • 最近邻强交换相互作用对spin-1纳米管磁化强度的影响

      2020, 20(8):2959-2963.

      摘要 (1095) HTML (0) PDF 2.46 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用有效场理论研究了纳米管上最近邻原子间强交换相互作用对Blume-Capel模型磁化强度的影响,得到了系统格点的磁化强度与最近邻强交换相互作用和晶格场强度的关系。结果表明:最近邻强交换相互作用和晶格场强度等诸多因素相互竞争,使系统表现出丰富的磁学特性。正晶格场促进系统的磁化强度,且系统仅发生二级相变;负晶格场抑制系统的磁化强度,且系统发生一级和二级相变;不同位置的强交换相互作用对系统的磁化强度影响程度不同。

    • 能量色散X射线荧光光谱法分析金矿中的汞

      2020, 20(8):2964-2967.

      摘要 (907) HTML (0) PDF 1.50 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快速筛查针对金矿开采中汞污染的情况,试验了能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法直接测定Hg含量的方法技术。对基于SDD探测器的便携式XRF分析仪,探测器分辨率为130eV@5.9keV,Rh靶X光管的管电压40kV、电流10μA的条件下对金矿样品进行测量。排除其它元素对Hg的谱线干扰,选取HgLα运用净峰面积法以金矿生产样品建立工作曲线,相关系数为0.9851。实验表明,EDXRF法测定Hg,精密度高,平均偏差为9.0%,相对标准偏差(RSD,n=10)小于1.3%,具有分析灵敏度高、样品制备过程简单、无损分析等优点,可用于金矿中汞元素的快速检测

    • >P天文学、地球科学
    • 基于Comsol Multiphysics的十字状裂隙中流体运动特征分析

      2020, 20(8):2968-2974.

      摘要 (736) HTML (0) PDF 3.44 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震波在岩石中传播时,在微观尺度下的十字状裂隙中,压力梯度会引起垂直于波传播方向的扁平裂隙中流体流动到临近的平行于波传播方向的裂隙中,这个流动过程具有特征尺度小和持续时间非常短的特征,被称之为微观喷射流。本文针对喷射流机制提出了一种新的数值方法,认为多孔介质的固液两相分别遵循不同的物理方程,并为了深入了解在地震波的作用下裂隙中流体的流动特征及压力分布情况,应用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件对平面波入射导致的喷射流的发生过程进行数值模拟,分析了不同时刻水平及垂直裂隙轴向上流体流动速度和压力状态,结果表明在水平裂隙中,越靠近中心位置,流体的流速越大,压力越小,在中心位置处达到其最大值和最小值;在垂直裂隙中,越靠近中心位置,流速也是逐渐增大,在中心位置处流体速度达到最大值,由于压缩波的传播方向与垂直裂隙的轴向一直,在波传播方向上使流体强制运动,其次水平裂隙中流体在壁面压力作用下流入到垂直裂隙中,造成了垂直裂隙流体压力不规则变化的现象。

    • 石膏岩溶蚀与强度特性试验研究

      2020, 20(8):2975-2980.

      摘要 (696) HTML (0) PDF 3.10 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:石膏岩在工程中使用广泛,具有特殊的物理化学性质,常引发工程问题,因此研究石膏岩的溶蚀特性以及它溶蚀前后强度、塑性、脆性等性质变化显得尤为重要。本文主要通过室内溶蚀试验分析其溶蚀机理;利用电镜扫描观察其微观结构,分析强度劣化机理,并通过单轴压缩试验,研究石膏岩在不同溶液条件下的软化性质。结果表明:不同溶液对石膏岩的影响不同,以石膏岩浸泡在纯水中为参照,NaCl溶液促进石膏岩的溶蚀量,使试样的强度降低,为纯水溶蚀后试样强度的40%,塑性变强,脆性减弱;冰醋酸溶液减少石膏岩的溶蚀量,强度少许增加,塑性变弱,脆性变强;氢氧化钠溶液可与石膏岩发生反应生成氢氧化钙,因此在前期可促进石膏岩的溶蚀,后期生成较多的氢氧化钙络合物附着在岩样表面阻止了石膏岩溶蚀并使其强度变大,塑性变强。微观电镜图片显示,不同溶液对石膏岩的溶蚀程度以氯化钠溶液最为严重,其次分别为纯水、冰醋酸溶液、氢氧化钠溶液。声发射活动发生次数与溶蚀量相一致。

    • 窄河道致密砂岩气藏的断层有效性评价 -以中江气田沙溪庙组为例

      2020, 20(8):2981-2991.

      摘要 (623) HTML (0) PDF 8.81 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:中江气田中上侏罗统沙溪庙组是致密砂岩气藏,评价其断层有效性对认识气藏内“断-砂”配置关系、油气充注度意义重大。通过三维地震构造解释方法获得断层的基本性质、断层内部结构、断面形态等,结合断裂构造演化评价断层的有效性。通过分析“断-砂-源”匹配样式及控气作用,研究断层与砂体的配置关系对气藏成藏的富集作用。研究表明:中江气田储层类型为低孔低渗的孔隙型,气藏为“深源浅聚、断砂输导”的“窄”河道致密砂岩次生气藏。通过分析现今“断-砂”配置关系,确定研究区内三类“断-砂”配置模式,并建立了相应目标层级的评价标准。研究结果可以为中江气田沙溪庙组等此类窄河道致密砂岩气藏的断层有效性评价提供借鉴。

    • 蚂蚁追踪技术在Plutonio油田X区块中的应用

      2020, 20(8):2992-2996.

      摘要 (708) HTML (0) PDF 4.46 M (397) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >Q生物科学
    • 云南大理苍山保护区植被覆盖度动态变化遥感监测与分析

      2020, 20(8):2997-3002.

      摘要 (932) HTML (0) PDF 2.41 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:大理苍山物种多样性丰富但生态系统相对脆弱,在城市化进程不断发展的背景下,建设用地的增加可能影响到大理苍山保护区的植被生长,使苍山保护区生物多样性的保护受到严重威胁,因此评估苍山植被覆盖度为改善苍山生态环境和物种多样性具有重要意义。本文利用ENVI遥感软件对大理苍山自然保护区的四期遥感图像进行处理,提取NDVI植被指数,然后利用像素二分模型对大理苍山自然保护区的植被盖度进行估算,最后对植被覆盖度的变化原因进行综合分析。结果表明:2001年到2005年植被覆盖度从0.32上升到了0.38,上升了0.06,2005年到2009年植被覆盖度由0.38下降到了0.35,下降了0.03,2009年到2011年,植被覆盖度由0.35上升到0.45,上升了0.1。可见综合分析植被覆盖度的年际变化对大理苍山的植被保护和维护生物多样性具有重要应用参考价值。

    • >R医药、卫生
    • 丹参酮IIA调控孕烷X受体的转录因子活性诱导肝细胞癌细胞对索拉非尼耐受

      2020, 20(8):3003-3010.

      摘要 (784) HTML (0) PDF 3.51 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文旨在探索丹参酮IIA对孕烷X受体(pregnane X receptor),PXR转录因子活性的影响,确定丹参酮IIA诱导肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)细胞对分子靶向药物索拉非尼等耐受的分子机制。使用系列浓度梯度的丹参酮IIA处理HCC细胞系MHCC97-H细胞,检测丹参酮IIA对PXR转录因子活性以及PXR下游耐药基因表达的影响。同时在裸鼠中利用MHCC97-H细胞建立HCC肿瘤模型,对动物给予丹参酮IIA后,再使用分子靶向药物索拉非尼对动物进行抗肿瘤治疗,确定丹参酮IIA对索拉非尼抗肿瘤作用的影响。利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS/MS)检测丹参酮IIA对MHCC97-H细胞及肿瘤组织中索拉非尼代谢与清除速率(半衰期)的影响。结果显示,丹参酮IIA能够在HCC细胞中诱导PXR的转录因子活性、上调PXR下游耐药相关基因CYP3A4以及MDR-1的表达、加速分子靶向药物索拉非尼在HCC细胞中的代谢与清除作用,最终诱导HCC细胞对分子靶向药物索拉非尼的耐受。这表明, 丹参酮IIA调控孕烷X受体的转录因子活性诱导肝细胞癌细胞对索拉非尼耐受。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 工艺参数对选区激光熔化成型316L不锈钢组织结构的影响

      2020, 20(8):3011-3016.

      摘要 (878) HTML (0) PDF 2.50 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)在制造高精度复杂零件方面具有很大的优势,这种零件加工方法具有节省材料、低成本和高速度的优点。它在机械零件制造,生物医学和发电机制造领域具有广阔的发展前景。为研究不同工艺参数对选区激光熔化成型的316L不锈钢组织结构影响,本文通过选择性熔化成型技术制备了316L不锈钢材料,分析了不同成型方向的晶体结构和工艺参数对材料组织结构的影响,研究了不同激光功率和扫描速度下不锈钢结构的变化。结果表明:垂直扫描方向且平行于沉积方向的平面晶体为鱼鳞状,扫描平面晶体为柱状晶且连续外延生长。激光功率和扫描速度的变化将对试样的组织结构产生相应的影响,激光功率偏小会使试样表面产生明显的孔洞现象,激光功率偏大试样表面会在孔洞的基础上产生“球化”。扫描速度过小试样表面产生“球化”,扫描速度过大则会使试样致密度变小,产生裂纹和孔洞。因此,由激光熔化技术制作的316L不锈钢金属试样需要选择适当的激光功率和扫描速度才能有效减少球化和孔洞的产生。

    • 超声冲击对7075铝合金残余应力及微观组织的影响

      2020, 20(8):3017-3023.

      摘要 (736) HTML (0) PDF 3.64 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用ABAQUS软件模拟超声冲击强化过程,分析残余应力场的形成过程及表层残余应力的分布规律;采用单因素试验法,研究超声输出电流和振动系统阻抗阈值两个工艺参数对表层残余应力的影响规律,利用XRD射线残余应力测试仪测量残余应力大小和分析残余应力分布规律,并与有限元分析结果进行对比,验证有限元模拟的合理性。在工具幅值为10 μm,频率为28 kHz时,7075铝合金经超声冲击强化后,软件仿真结果:表面形成残余应力层厚度约100 μm,最大残余应力值为﹣574 MPa,出现在表层深度60 μm处;试验结果:表面形成残余应力层厚度约120 μm,最大残余应力值为﹣330 MPa,出现在表层深度40 μm处,仿真结果在数值大于试验结果,但趋势保持一致。恒流源超声冲击强化中,电源输出电流及振动系统阻抗阈值对残余应力的大小和分布均有影响,其阻抗阈值的影响与仿真中幅值的影响更接近;在同样输出电流下,提高阻抗阈值可以在铝合金表层获得较大的残余应力,而阻抗阈值一定的情况,增大输出电流可以在铝合金较深层处获得较大的残余压应力。微观组织分析也直接反映了表面冲击强化的效果。

    • >TE石油、天然气工业
    • 海底泵举升系统回流管道内钻井液举升效率

      2020, 20(8):3024-3028.

      摘要 (701) HTML (0) PDF 1.99 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:海底泵举升系统是无隔水管双梯度钻井技术(RMR)的核心设备,该系统将钻井液和钻屑通过回流管道泵送至钻井平台,能够有效解决深水钻井作业所遇到的泥浆密度窗口过窄的难题,同时能够降低对海洋钻井平台的要求,在国外已经成功进行了商业应用。回流管道作为钻井液和钻屑返出海面的通道,其设计的合理性关系到整个举升系统能否有效运行。本文通过结合由钻井液和钻屑组成的混合流体在回流管道内的流动特性,建立了回流管道内混合流体流动的控制方程,探究了混合流体的流态判别方式,分析了回流管道内钻井液举升效率的影响因素,有望为海底泵举升系统回流管道的设计提供理论依据。

    • 低渗油藏中高含水期CO2驱替封注参数优化

      2020, 20(8):3029-3034.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 2.10 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对S-95块低渗油藏存在的长期“注水难、采油难”,水驱效果差的现象,评价水驱后转注二氧化碳续驱效果。为寻找适合工区的最佳注气方式,结合室内实验及数值模拟技术,探讨了不同含水及不同续驱手段下的驱替效果,进而结合正交试验设计原理,将采出程度、二氧化碳滞留率、换油率及地层压力作为综合指标,对水气交替驱续驱过程中的注气时间、注气周期、注气速度、气水比及井底流压等5个因素进行了主控评价及优化研究。结果表明,水气交替驱续驱更加适应区块的低渗开发条件,注气速度、注气周期及井底流压是影响续驱进程的主要因素。优化得到的最佳封注参数为注气年限25 a,注气周期4 mon,注气速度1×104 m3/d,气水比1:1,井底流压13 MPa。

    • 两亲性嵌段聚合物稠油降粘剂的合成与性能评价

      2020, 20(8):3035-3041.

      摘要 (571) HTML (0) PDF 5.17 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:稠油降粘冷采是一种重要的稠油开采方式。本工作设计并合成了一种两亲性嵌段聚合物降粘剂HPAM/AOS。该降粘剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降粘效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定了降粘剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降粘剂对稠油的亲和性。结果发现,与HPAM相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN.m-1;破乳电压提高了104.9%,达420 V。与AOS相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降粘率分别提升了74.2%及48.7%,降粘效果明显。

    • >TH机械、仪表工业
    • 不同软启动时间下重型刮板输送机动态特性

      2020, 20(8):3042-3047.

      摘要 (890) HTML (0) PDF 3.53 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高刮板输送机满载工况下软启动性能,研究软起动过程最佳的启动时间,建立了刮板输送机转矩模型,分析刮板输送机冲击度和液黏离合器滑摩功的影响因素。利用AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真,研究不同启动时间对刮板输送机链轮动态特性和液黏传动转矩压力特性的影响规律,得到了不同启动速度下可控启动装置的动态特性。结果表明,随着刮板输送机软启动时间的增大,传动系统冲击度减小,液黏离合器压力和输出最大转矩减小,滑摩功增加,温度升高。满载工况下软启动时间为5 s时,刮板输送机平稳启动,同时液黏离合器转矩利用率高,软启动性能增强。研究结果为刮板输送机软启动性能优化研究提供了理论依据。

    • >TJ武器技术
    • 压力对DNAN凝固过程的影响

      2020, 20(8):3048-3052.

      摘要 (785) HTML (0) PDF 2.87 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:为指导DNAN基熔铸炸药凝固工艺优化设计,采用自制的多点加压凝固测试装置测试了DNAN在0.6,0.3MPa和常压下凝固过程的温度变化和凝固速率;用工业CT和扫描电镜观测了试样的缺陷分布情况;用密度仪测试了试样的装药密度。试验结果显示,随着压力的升高,DNAN的过冷度和凝固速率均逐渐增大;在DNAN装药体中的,凝固产生的体积收缩更多的集中于装药体上部,而装药体下部中的弥散性缺陷得到了显著降低;DNAN晶粒生长的有序度得到提高,晶粒间空隙逐渐减少,装药相对密度由95.1%提高到了 96.7%。上述研究表明,压力作用对DNAN的凝固过程影响较为明显,施加较低的压力即可有效提升装药质量。

    • >TK能源与动力工程
    • 煤与生物质掺混燃烧特性

      2020, 20(8):3053-3061.

      摘要 (804) HTML (0) PDF 4.53 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现能源高效清洁利用,利用热重分析法分别研究了不同煤(兰炭、大同无烟煤)和生物质(稻壳、烟梗和玉米芯)以及二者混燃性能,分析了生物质掺混种类、水洗预处理、掺混比例和升温速率对煤与生物质掺烧的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:(1)相比于煤单独燃烧,生物质与煤掺烧的着火温度和燃尽温度降低,煤的燃烧性能有所改善;(2)预处理使燃烧曲线向高温区偏移,碱金属元素对燃料热解燃烧存在催化作用;(3)随着稻壳掺混比例的提高,煤与生物质掺烧特性得到进一步提升,混合燃料反应活化能降低;(4)提高升温速率,兰炭与稻壳燃烧曲线向高温区移动,综合燃烧特性指数增大,混合燃料反应活化能进一步减小;(5)30%稻壳和70%兰炭混合燃料在升温速率20℃/min下燃烧产生协同效应。该实验结果为煤和生物质在火力发电行业的应用提供参考和理论依据。

    • >TM电工技术
    • 基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

      2020, 20(8):3062-3067.

      摘要 (741) HTML (0) PDF 2.41 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前采用最大转矩电流比控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题。提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。

    • 基于模块化多电平换流器的直流系统故障电流分析及故障穿越测试

      2020, 20(8):3068-3074.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 3.74 M (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:半桥型模块化多电平转换器(half-bridge modular multilevel converter,HBMMC)具有阻止直流链路中的短路的能力,而全桥型模块化多电平转换器(full-bridge modular multilevel converter,FBMMC)可以产生双极性电压从而阻止直流链路中的短路电流快速清除直流侧故障,是实现直流故障穿越的理想拓扑。本文首先研究了极间短路故障的特征及其数学模型,提出了计算故障电流的改进分析法。进而分析了MMC的控制策略,提出了一种FBMMC拓扑结构的高压直流输电系统的直流短路故障穿越策略。模拟两种运行模式:第一种运行模式中MMC可以用无功功率支持交流电网,但不会传输有功功率;第二种运行模式中MMC可以在故障期间传输有功功率。在PSCAD/EMTDC软件中构建了FBMMC-HVDC仿真模型,验证了所提概念的可行性。

    • 计及不平衡电压机会约束的单相-三相光伏并网准入容量优化模型

      2020, 20(8):3075-3082.

      摘要 (531) HTML (0) PDF 2.78 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:单相住宅式光伏发电主要接入台区电网,单相光伏、电网及负荷的不对称都会引起显著的电网不平衡电压,影响电网和负荷正常工作。本文考虑单相、三相光伏和负荷的相关性和不确定性,研究了三相系统中计及光伏-负荷相关性的随机抽样方法,然后以光伏发电并网准入容量最大为目标,构建了三相电压不平衡的机会约束,并在电网功率平衡约束的基础上,建立了考虑光伏-负荷相关性的并网准入容量的概率优化模型,再用蒙特卡洛模拟和免疫遗传算法对本文模型进行求解。通过某实际380V台区电网的光伏发电准入容量分析验证本文方法的有效性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种改进的变步长最小均方算法滤除心电信号运动伪迹的研究

      2020, 20(8):3083-3087.

      摘要 (794) HTML (0) PDF 2.33 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文设计了一种便携式心电监测装置,具有低功耗,应用场景宽等优点,能够在运动状态下实时监测人体心电信号(ECG)。为了滤除心电信号中的噪声干扰,尤其是运动伪迹(MA)的噪声干扰,在LMS算法的基础上改进步长因子,加快了自适应算法的收敛速度,从而保证了在最佳权系数附近的失调量最小,且减少了权值系数更新的运算量。实验结果表明算法在处理信号过程中能够得到清晰不失真的原始心电信号,它具有运算量小且滤波效果较好等优点。

    • 基于深度学习的极化码串行抵消译码优化算法

      2020, 20(8):3088-3095.

      摘要 (766) HTML (0) PDF 2.79 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对5G场景下极化码串行抵消译码算法低输出高延迟的问题,提出了加快串行抵消译码过程中深度学习译码器整体译码速度的方案。该方案根据极化变化过程中得到的不同子信道的可靠性,在不同参数的选取下结合译码过程对应的二叉树,剪掉均为固定位的叶子节点所在的子二叉树,从而减少需要的深度学习译码器的数量加快了整体的译码速度。仿真结果表明所提出的方案不仅具有和原串行抵消算法相同的译码性能,而且降低了极化码串行抵消深度学习译码的时间复杂度。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 搬运助力外骨骼机器人运动学建模与仿真分析

      2020, 20(8):3096-3102.

      摘要 (678) HTML (0) PDF 3.41 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:为辅助工作人员高效轻便地完成搬运工作,设计了一款结构合理与运动灵活的搬运助力外骨骼机器人。利用D-H参数法分别建立了外骨骼机器人下肢和上肢的运动学模型,对其进行了正逆运动学求解。利用Pro/E软件建立了搬运助力外骨骼的三维实体装配模型,并将其导入ADAMS中构建虚拟样机模型进行运动学仿真。仿真结果表明:下肢外骨骼能够满足人体运动,符合人体行走特征,上肢外骨骼符合人体搬运托举物体的特征。

    • 基于多传感器融合的陆空两栖机器人移动控制系统设计

      2020, 20(8):3103-3108.

      摘要 (565) HTML (0) PDF 3.79 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着无人机和无人车的迅速发展,而无人机续航受限,无人车运动受限,且在复杂场景移动困难。为此推出的陆空两栖机器人来弥补这些不足,陆空两栖机器人主要是能够通过切换空中飞行和地面行驶驱动,解决无人机和无人车在复杂环境下移动困难问题。若纯粹将无人机和无人车的组合体来实现,既不能体现系统控制的集成化,不能降低成本,也无法增加效率。系统所采用STM32F405高速率芯片作为控制系统驱动主控,将控制算法融合为一体化控制,采集多个相同传感器数据融合后控制两种模式下的电机驱动。控制算法采用串级PID以及最优曲率法来增强机器人移动的鲁棒性。研究结果表明,该机器人无论是在空中飞行还是在地面行驶都有很好的控制效果和较强的稳定性。

    • 基于消息队列遥测传输协议的灌溉系统

      2020, 20(8):3109-3116.

      摘要 (613) HTML (0) PDF 4.69 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前物联网应用领域,数据在传输过程中存在网络传输时延高、资源消耗大、安全性差等问题,提出了一种基于消息队列遥测传输(MQTT)协议的安全可靠的数据推送方案,在消息发布与订阅数据传输方面对协议进行了改进,确保消息在传输过程中不被非法窃取或篡改。采用该方案利用NodeMCU构建了一个灌溉系统,用户可通过移动终端将灌溉系统控制指令推送至NodeMCU控制单元,对作物进行远程灌溉与数据实时监测,系统也可根据土壤墒情对作物自动进行灌溉。实验结果表明,该系统传输时延低、稳定性强、安全性高,此外开发成本方面也具有较大的优势,可以满足目前物联网发展需求。

    • 新型教与学优化算法及其在需水预测中的应用

      2020, 20(8):3117-3121.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 1.44 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对教与学优化(teaching learning based optimization, TLBO)算法解决复杂优化问题易陷入局部最优且解的精度低的不足,提出一种高效的教与学优化算法(efficient TLBO, ETLBO)以提升标准TLBO的全局优化性能。在ETLBO中,通过双种群混洗策略将种群分成两组,通过老师单独对最差学生进行教学过程,加快算法快速收敛到全局最优。通过求解4个典型的数值函数,仿真结果验证了ETLBO算法的有效性。最后,通过ETLBO算法优化选择极限学习机(extreme learning machine, ELM)模型参数,并构建ETLBO-ELM模型,将其应用于城市需水量预测中,仿真结果表明ETLBO优化的ELM模型具有良好的预测精度和泛化能力。

    • 基于机器视觉的麻核桃分类算法设计

      2020, 20(8):3122-3127.

      摘要 (665) HTML (0) PDF 3.95 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:麻核桃的分类有助于产品销售,传统分类方式仅限于人工操作。为实现麻核桃的自动化分类,设计了一种麻核桃分类算法,该算法通过构建核桃像素概率分布模型实现。具体地说,根据核桃不同视图,利用同类核桃构建像素概率分布模型以及惩戒模型。将待测核桃与模型进行对比,以像素概率分布模型以及惩戒模型中各个坐标在待测样本轮廓内部权值之差作为核桃与该模型的相似度,并以此对核桃进行分类。利用3 000个狮子头、虎头、官帽三类核桃样本,建立了一个包含9 000张图片的数据集,对算法的性能进行检测。经过测试,在3次交叉测试实验中,该算法取得了97.36%的识别率。实验结果表明,在麻核桃分类识别中,该方法具有较好的应用前景。

    • 一种大批量多品种后向反馈容重比平衡货物配装法

      2020, 20(8):3128-3133.

      摘要 (500) HTML (0) PDF 1.68 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:货物配装问题是指一批不同类型的货物如何用最少车辆完成配载的问题。大批量货物是指1单货物由多个同体积和重量的单元(件数)组成,总量大于单个车辆装载量。针对大批量货物配装除了货物类型配装,还存在拆单(数量配装)问题,首先,利用线性规划方法分别按货物体积和重量进行车辆规划,根据货物的总容重比确定采用车辆规划类型,然后,以货物的总容重比和车辆容重比制定容重比平衡规则,当1单货物不满足容重比平衡规则时,用后向反馈法进行拆单,即:根据后续待装货物容重比,确定当前载入货物的数量。该方法与其它两种方法对比,体积装载率分别提高18.7%和16.09%,重量装载率分别提高0.95%和8.57%,用实际商业物流配送数据实验,体积与重量装载率都达到87%以上。

    • 基于改进Mask R-CNN模型的电力场景目标检测方法

      2020, 20(8):3134-3142.

      摘要 (578) HTML (0) PDF 5.91 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决电力施工现场中安全帽佩戴情况以及危险区域行人入侵检测问题,本文提出了一种基于改进Mask R-CNN模型的目标检测方法。首先依据迁移学习策略对Mask R-CNN主干网络进行参数初始化,以提取图像基本特征;然后引入特征金字塔结构进行自下而上的特征图提取,完成多尺度特征融合;接着,通过多尺度变换方法对区域推荐网络进行调整,获取锚点进行回归计算完成检测实验;最终对结果进行分析评价,多目标平均准确率达到了95.22%。将改进后的Mask R-CNN模型用于监控视频分析,针对监控视频像素过低问题,加入拉普拉斯算法锐化边缘,精准率提高到90.9%,验证了拉普拉斯算法对低质量监控视频检测的有效性。

    • 基于参数优化残差网络的皮革缺陷分类

      2020, 20(8):3143-3148.

      摘要 (640) HTML (0) PDF 1.75 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对皮革缺陷分类存在误判、成本较高及目前关于皮革缺陷的研究主要是针对皮革做缺陷检测,未进行缺陷分类的问题,本文采用一种参数优化的残差网络来实现皮革缺陷的自动分类。首先通过多层卷积、池化操作进行特征提取;并引入残差模块解决深层网络的梯度消失问题;然后依据所提取特征进行缺陷分类。最后根据皮革数据集优化关键网络参数。此外,本文使用数据增强方法对数据集进行扩充,有效避免了网络模型因样本不足易产生过拟合的问题。实验结果表明该方法对皮革缺陷进行有效分类,分类精度达到92.34%。

    • 一种免注册标识的增强现实方法

      2020, 20(8):3149-3156.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 4.90 M (368) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统AR(增强现实)技术中标识信息和虚拟信息需要提前置入,虚拟模型的显示受标识信息限制的问题,提出一种免注册标识的增强现实方法。该方法以C/S(客户端-服务端)架构为载体,采用UDP协议传输信息,首先以HoloLens为客户端采集目标信息,随后服务端通过迁移学习训练的卷积神经网络来识别目标信息,最后客户端依据识别结果从服务器中动态加载虚拟模型。通过实验证明,该方法在开发过程中无需注册标识信息,对目标信息的识别准确率高,虚拟模型的显示免于对标识的跟踪,从而提高了AR的实用性,也可以更好的适应新场景需求。

    • 基于深度置信网络与数学形态学融合的遥感影像建筑物变化检测

      2020, 20(8):3157-3163.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 2.88 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前人为调查土地资源利用情况任务具有较高的人力成本且劳动强度大,对其实现自动变化检测具有较高的理论和应用价值。本文将深度置信网络(DBN)与高分辨率遥感影像相结合,对建筑物进行变化检测,为解决DBN在变化检测时存在误判现象造成的建筑物完整度欠缺、空间存在噪声等问题,提出了DBN与数学形态学融合模型对高分辨率遥感影像建筑物变化检测。在遥感影像预处理基础上,标记少量明显的变化与未变化样本,利用搜索窗口从标记的区域获取大量带有标签的样本训练融合模型分类器对建筑物进行变化检测。本文检测方法准确率为94.76%、召回率为87.63%、F1值为91.06%,实验结果表明,该方法可以为建筑物的变化检测提供有效依据。

    • >TU建筑科学
    • 北川县联社框 架结构地震倒塌机理分析

      2020, 20(8):3164-3169.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 4.36 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢筋混凝土框架结构地震倒塌造成了大量人员伤亡和经济损失,本文采用基于MSC.Marc有限元软件开发的THUFIBER程序,以汶川地震中整体倒塌的北川县联社为原型,进行框架结构地震倒塌研究。通过动力时程分析分析得到结构在地震作用下的破坏表现为层失效模式,具体失效层为结构底部一、二层和上部通层。利用ATC-63推荐的22条地震记录对结构进行增量动力分析,得到结构的抗倒塌储备系数约为4.4,结构发生完全倒塌时的平均最大层间位移角约为1/22。

    • 轴向冲击荷载下L形截面钢管混凝土短柱受力性能

      2020, 20(8):3170-3178.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 5.46 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究L形截面钢管混凝土短柱在受到轴向冲击荷载作用下的受力性能,通过落锤冲击试验,获得在不同冲击高度下的冲击应力时程曲线;并建立有限元模型,分析了钢材、混凝土强度和冲击不同位置对短柱力学性能影响。结果表明:随着冲击高度的增加,落锤冲击应力峰值增大;钢材壁厚大的试件,其冲击应力峰值较大,变形较小;选择强度较大的钢材能显著提高试件的抗冲击承载力,而混凝土强度等级的影响则相对较小,在不同的冲击位置下显示协同性较好。

    • 基于可靠度理论的皎平渡山洞遗址稳定性定量评价

      2020, 20(8):3179-3186.

      摘要 (506) HTML (0) PDF 6.92 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:皎平渡山洞遗址位于金沙江河谷左岸,属于不可移动的石质文物。该崩坡积土是在后期钙质溶滤、沉淀和成岩作用下,形成的次表生岩类,强度具有离散性。本文在查明山洞遗址斜坡地质条件基础上,采用基于可靠度理论对遗址斜坡在水库蓄水、降雨和地震工况条件下的稳定性进行了定量评价和稳定性分级。

    • 不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

      2020, 20(8):3187-3194.

      摘要 (562) HTML (0) PDF 2.91 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究了不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:1)随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粘性土的密度变化率更大;2)当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粘性土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;3)污染前后粘性土的压缩系数以及压缩系数变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;4)粉质黏土的粘聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。5)土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,无粘性土相较粘性土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。

    • 爆破对中夹岩柱稳定性的影响

      2020, 20(8):3195-3202.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 3.30 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究精细化延时控制爆破对中夹岩柱稳定性的影响,采用SHPB试验、现场振速及声速监测,研究了其振速、累计损伤的变化规律。研究表明:随着冲击次数的增加,灰岩的峰值应力逐渐降低,相反,峰值应变随之逐渐增大;灰岩产生裂纹的试验损伤阈值在0.202~0.531范围内,理论损伤阈值在0.486~0.673范围内;灰岩失去承载力的试验损伤阈值大于0.531,理论损伤阈值大于0.673;与掌子面距离最近测点最大振速为7.193cm/s,距离掌子面9m处监测断面累积损伤最大为0.078,第1次损伤增量最大为0.0384,损伤增量随着爆破次数的增加越来越小,第4次爆破引起损伤增量仅为0.0012,损伤增量与振速具有良好的幂函数相关性,说明爆破对9m及以外中夹岩柱影响较小。

    • 基于PFC3D和Rockfall的中武山危岩体数值模拟研究

      2020, 20(8):3203-3210.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 9.30 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于颗粒流PFC3D理论及方法,结合无人机高精度航拍影像数据,对中武山危岩体失稳过程进行数值模拟方法研究。本方法通过PFC3D构建三维地质模型进行崩塌模拟,计算得出危岩体的运动路径。在模拟的运动路径中选取6个运动剖面,采用Rockfall软件进行二维运动过程计算,得出腾跃高度、冲击能量、岩块速度等计算结果。根据中武山危岩体模拟结果,可得出结论:PFC3D三维运动模型结合Rockfall软件的数值模拟方法,可较好的模拟危岩体的失稳运动过程。本研究方法相比以往研究具有更好的可视化特性,研究得到的相关参数可为后续灾害防治工作提供参考,进而可提出有针对性的治理措施。研究结果对防灾减灾工程具有重要的现实意义。

    • 经排水固结的中心排水注浆混凝土桩承载特性数值分析

      2020, 20(8):3211-3216.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 2.58 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得经排水固结的中心排水注浆混凝土桩单桩复合地基承载性状,通过数值手段,对中心排水注浆混凝土桩和普通预制混凝土桩进行单桩复合地基静载荷试验对比研究,以此分析了荷载-沉降曲线、桩体轴向应力、桩体侧摩阻力以及桩-土应力比等特征规律。结果表明,相比普通预制混凝土桩单桩复合地基,中心排水注浆混凝土桩单桩复合地基承载力提高了约120%,可见应力集中现象显著降低,桩周土承载力得到了增强,桩周土载荷能力发挥程度得到了改善。该研究成果可为中心排水注浆混凝土桩单桩复合地基工程应用提供了理论指导。

    • 玄武岩纤维水泥土的渗透性试验研究

      2020, 20(8):3217-3221.

      摘要 (558) HTML (0) PDF 1.84 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过渗透性试验对玄武岩纤维水泥土的渗透性进行分析。结果表明:玄武岩纤维的掺入对于水泥土的渗透系数有较显著的降低作用;随着养护龄期的增长,水泥土的渗透系数也会下降;得到了渗透系数与玄武岩纤维掺量的二次多项式拟合曲线;得到了渗透系数与养护龄期的幂函数拟合曲线。

    • 基于改进解释结构模型和交叉影响矩阵相乘法的建设工程质量影响因素分析

      2020, 20(8):3222-3230.

      摘要 (931) HTML (0) PDF 2.92 M (1418) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过查阅文献、理论分析以及向专家调研等方式,首先识别出基于五方责任主体的影响建设工程质量的19项因素;然后利用改进解释结构模型(ISM)揭示了19项因素相互作用的逻辑关系,并将这些因素划分为表层因素、中层因素和深层因素三个层级;其次利用交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)对前文研究成果进行验证分析,发现基于MICMAC得出的影响工程质量的自治因素、依赖因素和独立因素等,与通过ISM得出的表层因素、中层因素和深层因素等,在影响性质上具有高度的一致性,从而进一步证明了ISM对因素的分类及关系研究的科学性;最后,在前文研究基础上,提出提升建设工程质量的三个对策。

    • 承插型盘扣式钢管支架盘扣节点抗扭刚度影响因素

      2020, 20(8):3231-3237.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 3.10 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:承插型盘扣式钢管支架盘扣节点属于半刚性连接,其抗扭刚度是架体结构稳定承载力的重要影响因素。为保证承插型盘扣式钢管支架设计安全可靠和经济合理,对架体盘扣节点抗扭刚度影响因素进行研究,揭示各影响因素对盘扣节点抗扭刚度的作用机理,提出合理的抗扭刚度值。在盘扣节点抗扭试验的基础上,分析得盘扣节点扭矩-转角关系曲线和抗扭刚度影响因素,然后建立盘扣节点实体有限元模型对影响因素进行数值分析,提出合理的盘扣节点抗扭刚度建议值,并通过架体压载试验和有限元数值分析的结果对比,验证节点抗扭刚度建议值的合理性。研究结果表明:插销与连接盘的接触面积和材料应变硬化模量对盘扣节点抗扭刚度影响较大;盘扣节点扭矩与转角关系曲线非线性特性明显,抗扭刚度分三个阶段进行选取较为合理,各阶段盘扣节点抗扭刚度值宜取50~60kN.m/rad、20~25kN.m/rad和0~5kN.m/rad。

    • 寒地大学校园可步行性评价——以哈尔滨市三大高校为例

      2020, 20(8):3238-3245.

      摘要 (576) HTML (0) PDF 3.85 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:步行作为大学校园里师生最主要的出行方式,有明显的生态、社会、经济和健康效益。寒地大学校园可步行性评价的研究,有利于优化寒地校园步行环境,提升校园活力,提高师生的健康水平。以寒地大学校园步行需求及可步行性影响要素为依据,基于AHP-模糊综合评价法、模糊德尔菲法,从设施水平、环境水平、运行水平三个方面构建寒地大学校园可步行性模糊综合评价模型,运用MATLAB、EXCEL等软件对建立的模糊综合评价模型进行计算,并对哈尔滨市三大高校进行评价,三所大学校园可步行性评价结果为哈尔滨工业大学>黑龙江大学>东北农业大学。最后,分别对其步行环境建设中存在的问题提出相应的优化策略,为寒地大学校园可步行性研究提供借鉴。

    • >TV水利工程
    • 基于改进突变理论的水库边坡稳定性风险分析—以前坪水库右坝肩边坡为例

      2020, 20(8):3246-3251.

      摘要 (842) HTML (0) PDF 2.03 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于突变理论,利用极大似然估计法和相关系数法,提出了引入双曲线函数的突变理论改进评价方法,并利用算例验证了合理性。以前坪水库右坝肩边坡稳定性为例,构建边坡风险评价体系,基于突变理论计算出常规评价值,通过数据拟合得出相应的双曲线函数。将评价指标初始转换值代入所得双曲线函数,得到改进方法的边坡稳定性风险评价值。将改进的突变理论评价方法与常规突变理论评价方法所得结果进行对比分析,结果表明,改进的评价方法可以解决突变理论常规评价方法中结果过于集中、优劣性不明显的问题,有利于边坡稳定性风险程度的判别。

    • >U交通运输
    • 基于非合作博弈的公交出行结构优化分析

      2020, 20(8):3252-3256.

      摘要 (604) HTML (0) PDF 976.21 K (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在有限的公共交通资源下让出行者使用公共交通获得的出行收益最高,以公共交通出行结构作为研究对象,运用非合作博弈的方法,以出行距离为依据对出行者进行划分,对居民公共交通出行构建博弈模型寻求Nash均衡点,以预测合理的城市轨道交通、常规公交分担比例,优化公共交通出行结构。结合太原市的实际情况进行分析,研究结果表明:61.34%的中、短距离出行居民选择常规公交出行;53.18%的长距离出行居民选择常规公交出行是太原市最佳公共交通出行结构比例。所构建的模型能够结合研究区域分析常规公交和地铁的Nash均衡点,并给出合理的最优公共交通出行结构,为有关公交优化提供参考和建议。

    • 基于超扭曲非奇异滑模的多电机协调控制

      2020, 20(8):3257-3262.

      摘要 (654) HTML (0) PDF 2.62 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多电机控制系统存在响应性和同步性差的问题,以四轮独立驱动公铁两用车转向系统为被控对象,提出了一种多永磁同步电机协同控制策略。该控制策略采用偏差耦合的电同步控制方式,对多电机转角误差进行补偿,并提出一种新型非奇异快速终端滑模函数,同时结合超扭曲算法,设计了超扭曲非奇异滑模控制器,实现多台永磁同步电机协同控制。基于Matlab/Simulink平台搭建了系统的仿真模型,并基于自主研发的纯电动公铁两用车进行了实车实验,实验结果表明,该超扭曲非奇异快速终端滑模控制器,可有效减小转向系统控制过程中所产生的跟踪误差、同步误差及系统抖振,缩短了系统的响应时间,提高了系统的控制精度,达到了较为理想的控制效果。

    • 环形立交匝道汽车横向加速度特征实车测试研究

      2020, 20(8):3263-3271.

      摘要 (597) HTML (0) PDF 10.37 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:环形匝道是一类常用的互通立交匝道形式,同时也是行驶条件困难、事故高发的弯坡组合路段,为明确环形匝道的横向加速度特征,本文在重庆辖域内选择了3座完全苜蓿叶形互通立交和1座部分苜蓿叶形立交作为研究对象,开展了实车驾驶实验,采集了自然驾驶条件下的汽车横向加速度连续数据,明确了环形匝道的横向加速度幅值水平、变化趋势和模式,主要结论为:不同驾驶人的横向加速度曲线幅值和外观形态存在显著差异,但可以对其进行归类。3座完全苜蓿叶形互通立交环形匝道的横向舒适性水平一般,1座部分苜蓿叶形立交环形匝道的横向舒适性水平较差(不舒适)。环形匝道的横向加速度变化模式可以分为7种,其中三阶段模式为5种,两阶段和四阶段各1种,占比最大的是模式特征是:横向加速度值在匝道中间阶段仍是单调上升的。增加缓和曲线长度可以降低环形匝道驶入/驶出阶段的横向加速度增长率。

    • 基于原子力显微镜的沥青再生机理

      2020, 20(8):3272-3279.

      摘要 (480) HTML (0) PDF 7.47 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:沥青的老化严重影响了沥青混合料在实际应用中的耐久性,为了研究沥青的老化和再生机理,达到循环再利用的目的,本研究将基质沥青进行SHRP(strategic highway research program)老化,利用原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)和动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer, DSR)技术研究了不同掺量的基质沥青和再生剂对老化沥青的再生效果。结果表明,基质沥青和再生剂均能对老化沥青产生再生效果,且随着它们掺量的增大,再生效果变好;老化沥青表面微观结构粗糙不均匀,基质沥青和再生剂的加入有效改善其表面微观形貌,降低其黏附力和粗糙度指标,同时使老化沥青相位角增大、复数剪切模量和抗车辙因子减小;温度的升高有助于再生剂在老化沥青中的扩散。可见再生剂的主要再生机理是增加并扩散老化沥青中缺失的组分。

    • 基于等针入度的沥青固有与改善性能的流变性分析

      2020, 20(8):3280-3283.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 1.49 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究道路沥青固有与改善性能,在以代表高温性能的针入度指标基础上,研究了相同等级针入度条件下的两种类型道路沥青在短期老化过程中针入度及其他指标的变化情况,分析了不同道路沥青老化机理。同时再利用动态剪切流变实验对沥青进行高温老化分析,由此得出SBS改性沥青的流变性能和抗变形性均优于基质沥青,等同于沥青的改善性能优于沥青固有性能的结论。

    • 新型贯通性桥台搭板连接构造车辆荷载拟静力试验

      2020, 20(8):3284-3290.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 2.83 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为从根本上治理桥头跳车问题,提出一种新型贯通性桥台搭板连接构造,以弥补传统桥头搭板构造存在的不足。通过对新型桥台搭板连接构造节段开展足尺模型试验,从承载力与变形要求、“强台背,弱连接”的设计原则以及内嵌刚性透水板损伤状态等三方面,系统验证了该新型桥台搭板连接构造的工程适用性。结果表明:在车辆荷载拟静力条件下,新的桥台搭板连接构造可以满足设计荷载下的承载力及变形要求;当加载级数超过设计车辆荷载后,连接部位钢筋发生屈服破坏而台背混凝土尚未丧失工作能力,该破坏形态符合“强台背,弱连接”的设计原则,具有一定的安全储备;在持续试验荷载作用下,内嵌刚性透水板产生的应变均小于破坏应变,可以满足新型贯通性桥台的受力要求。

    • 隧道侧方基坑对隧道上方围岩压力拱的影响分析

      2020, 20(8):3291-3301.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 8.80 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有关于基坑开挖对邻近隧道影响研究多是从位移变形和地表沉降直接探测其影响,鲜有研究从围岩“压力拱”来分析基坑对侧方隧道上方围岩稳定性影响。本文基于应力路径法原理,运用ANSYS有限元数值模拟,从既有基坑对新建隧道与新建基坑对既有隧道这两方面,研究基坑不同深度、不同宽度、不同基坑与隧道之间的净距这三个因素分别对侧方邻近隧道及上方围岩压力拱内外边界的影响规律。结论如下:既有隧道上方压力拱内外边界受侧方新建基坑不同深度、宽度和净距的影响敏感度低于新建隧道受侧方既有基坑不同深度、宽度和净距的影响敏感度,且敏感度相差最大的影响因素是基坑宽度。引入内边界增加值“Δh”,用于计算隧道在基坑影响下增加的竖向均布荷载,并判定上方围岩是否成拱,重新确定隧道深浅埋高度,并列出一定参考值。该研究可为隧道邻近基坑施工时的稳定性和安全性研究提供参考借鉴。

    • 地铁下穿既有铁路桥的爆破动力响应分析

      2020, 20(8):3302-3307.

      摘要 (556) HTML (0) PDF 5.93 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大连地铁2号线208标马湾区间浅埋暗挖隧道下穿魏台桥特殊地段为依托,通过三维有限元程序仿真模拟以及工程现场动态监测对比,研究爆破振动对既有构筑物的动力响应问题。研究结果表明,爆破地震波振动速度峰值在距爆源较近区域的衰减速度远大于爆源远区,同时沿深度方向的衰减速度大于水平方向;爆破地震波在构筑物中会出现两次或多次峰值振速,说明爆破冲击波具有强烈的多次反射性,对结构的破坏性也较大;不同深度处的监测点其振速达到峰值的时间和峰值大小均不同,越靠近爆源,受扰动的峰值越大,时间越短;近距离爆破会对既有隧道衬砌安全性产生很大影响,在既有隧道衬砌迎爆侧拱腰部位为薄弱区。

    • 地形偏压隧道地表处理措施分析

      2020, 20(8):3308-3314.

      摘要 (521) HTML (0) PDF 4.83 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:以回头沟隧道工程为依托,对削坡法、回填法、地表注浆法等偏压隧道地表处理措施进行数值模拟,从控制围岩变形、减小围岩应力出发,分析不同地表处理措施对隧道偏压产生的影响。结果表明,削坡法将坡比由1:1.65削至1:2和1:2.5后,左右拱肩位移差分别降低了52.4%和75.6%,对围岩竖向位移影响差别较大;回填法将坡比由1:1.65回填至1:2和1:2.5后,左右拱肩位移差分别降低了49.2 %和50.1 %,对围岩竖向位移影响几乎相同;注浆法注浆后,拱顶及左、右拱肩的竖直位移均比注浆前降低90 %以上,地形偏压对隧道的影响基本消失,但注浆区域水泥-水玻璃浆液使围岩比重增大,引发应力场的重新分布,需提高相应位置支护强度。故从围岩变形和应力两方面考虑,采用削坡法将坡比由1:1.65削至1:25是处理回头沟隧道偏压段最有效的措施。

    • 基于博弈论组合赋权TOPSIS法的汽车碰撞危险态势评估

      2020, 20(8):3315-3322.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 3.38 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决目前汽车防碰撞预警系统在复杂环境下评判标准单一、环境适应度差的问题,本文对多因素影响下的汽车碰撞危险辨识方法进行了研究,建立“人-车-路-环境”协同的多层次汽车碰撞危险态势综合评价体系,将多因素影响下的汽车碰撞危险态势评估问题视为混合多准则决策(MCDM)问题,提出一种基于博弈论组合赋权TOPSIS法的汽车碰撞危险态势评估方法。首先根据车路协同技术建立碰撞危险态势评估体系架构,运用德尔菲法和熵权法确定评价指标的主、客观权重值,利用博弈论法得到所选准则权重之间的最优平衡解。其次,应用TOPSIS法确定当前行车状态与决策信息表中行车状态的贴近度值距离,匹配碰撞风险的评估等级。最后,利用PreScan软件搭建仿真场景进行仿真分析,结果表明该方法能在复杂环境下融合行车安全相关的多种因素来评估碰撞风险,为汽车防碰撞系统提供更准确的决策。

    • 高速公路出行距离特征分析与应用

      2020, 20(8):3323-3329.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 2.98 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析高速公路出行距离特征与快速准确地计算高速公路OD矩阵,本文通过统计收费数据探寻不同车型的出行距离特征,并结合收费站点区域的联系强度构建OD估算模型。根据车型分类标准对收费数据进行分车型整合处理,利用频数分析和曲线拟合建立出行特征函数,并利用空模型法模拟客车和货车距离衰减规律;根据收费站不同行车区间内出行概率与节点间的联系强度,建立基于驾驶员出行特征的OD估算模型并进行实例分析。结果显示:1)河北省客、货车出行距离区间分别集中50-150km与100-300km;2)距离衰减系数分别为1.08和1.205,不同于默认值2,随距离的增加有显著的衰减趋势;3)客车和货车最佳拟合函数分别为对数正态分布和正态分布,OD估算结果误差小于5%。

    • 基于改进Braess悖论及阻抗交通流模型的小区公路开放研究

      2020, 20(8):3330-3336.

      摘要 (470) HTML (0) PDF 2.91 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >V航空、航天
    • 软式空中加油对接过程锥套运动情况

      2020, 20(8):3337-3341.

      摘要 (561) HTML (0) PDF 3.04 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:软式空中加油对接过程中受油探管与锥套的相对位置是动态变化的,对接难度很大。为了找到精确的受油探管与锥套的相对起使位置,提高对接成功率,采用基于重叠网格的数值模拟方法,对受油探管和锥套的对接过程进行了动态的数值模拟研究,获得了受油探管与锥套以一定相对起始位置进行对接过程中,锥套在法向和侧向的偏移情况。为了进一步获得能够对接成功的受油探管与锥套间相对起始位置范围,采用逐步逼近的方法对一系列拥有不同相对起始位置的对接过程进行了数值模拟研究。计算结果表明:空中加油对接过程中锥套具有向上向外的运动趋势;对接结束时锥套在法向、侧向相对偏移量,随对接开始时受油探管与锥套法向距离、侧向距离的增大而减小;从逆航向视角来看,最佳对接相对起始位置为锥套位于受油探管轴线的左下方,法向(r~1.5r),侧向(1.5r~2.5r)区域内。

    • 军用飞机斤斗类飞行轨迹最优化方法

      2020, 20(8):3342-3347.

      摘要 (569) HTML (0) PDF 2.11 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对军用飞机斤斗类飞行过程,以半滚倒转和半斤斗翻转为例,建立机动飞行计算模型。根据最小机动速度设置改出速度约束条件,将斤斗类机动平均分段,利用神经网络的拟合功能,得到动作改出速度和操纵条件之间的非线性关系。利用遗传算法的全局寻优功能,结合神经网络得到的权重和偏置结果,探索机动过程中边界飞行性能最大的过载选取方法。仿真结果表明,与相关手册中给出的常规操纵方法相比,利用遗传算法优化后得到的过载控制规律飞行,可以使飞机具有更大的高度-速度范围,同时,本文的方法也比直接将遗传算法和数值积分相结合具有更快的计算速度。提出的方法也可以用于其他机型斤斗类飞行轨迹的最优化设计中。研究结果具有一定的实用价值。

    • 机翼前缘局部填充泡沫铝抗鸟撞特性

      2020, 20(8):3348-3355.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 8.52 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:在保证飞机机翼前缘重量特性的前提下,本文通过一种泡沫铝局部填充机翼前缘的优化结构来提高机翼前缘的抗鸟撞性能。通过LS-DYNA软件分别开展了机翼前缘未填充和局部填充泡沫铝材料抗鸟撞分析,研究了两者撞击响应、前墙响应和吸能特性的差异性,并基于D80气炮开展鸟撞铝板试验来验证鸟体本构参数的准确性和有效性。研究结果表明:通过减少蒙皮厚度并局部填充泡沫铝的方式能够在优化机翼前缘重量的同时有效的增强机翼前缘的抗冲击强度;机翼前缘局部填充泡沫铝之后前墙面板中心点位移以及等效应力得到有效降低,填充机翼前缘结构比空机翼前缘结构能够更有效的抵御鸟体撞击;在蒙皮和泡沫铝的共同作用下,局部填充泡沫铝的机翼前缘能够比空机翼前缘在相同撞击工况下吸收更多的能量。

    • 基于SEIR模型的大面积航班延误传播

      2020, 20(8):3356-3362.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 1.91 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文为研究大面积航班延误在机场间传播的规律,通过构建空中交通网络,并基于SEIR模型的基本思想,分析大面积航班延误发生时节点状态的变化规律,建立大面积航班延误传播模型,并进一步讨论了模型中各个参数变化对航班延误传播的影响。算例分析表明,建立的模型可以用来描述大面积航班延误传播特性。

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