• 2021年第0卷第23期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 桃山-诸广铀成矿带成岩成矿年代学研究进展

      2021, 21(23):9651-9663.

      摘要 (424) HTML (0) PDF 4.19 M (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:桃山—诸广铀成矿带是我国重要的花岗岩型铀成矿带,产铀花岗岩体主要有桃山复式岩体、诸广山复式岩体(南部)、贵东复式岩体(东部)。本文对铀成矿带内近年来与铀成矿关系密切的花岗岩、基性岩和铀矿化作用的年代学数据进行收集,总结带内成岩成矿年代学研究进展,进而分析存在的主要问题。统计结果表明,近年来高精度的年代学数据一定程度上提高了年代学的精度,促进了我们对花岗岩、基性岩与铀成矿关系的认识。但是,带内年代学数据主要存在以下问题:(1)花岗岩锆石U—Pb测年结果存在数据偏少、高NSWD、高铀数据未剔除等问题,且不能为复式岩体的时序的厘定提供依据。(2)基性岩脉多采用Ar-Ar法(易受后期蚀变或热时间影响)和高精度U-Pb法(基性岩浆往往难以结晶出大量锆石)。(3)铀成矿年龄测试方法易受检测限、标准样品、高铀效应的影响。综上所述,尽管近年来高精度年代学深化了我们对铀成作用的认识,但是年代学的测试方法、数据处理等方面仍需要解决。

    • >TU建筑科学
    • 微生物诱导碳酸钙沉淀消除砂土液化的研究进展

      2021, 21(23):9664-9670.

      摘要 (428) HTML (0) PDF 2.80 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:消除砂土地基振动液化问题一直是岩土工程研究的重要课题。微生物岩土工程技术是一种新兴的土体加固技术,通过低压技术向砂土地基中注入菌液和诱导液,最终快速析出方解石晶体,进而改善土体的抗液化能力。基于微生物矿化机理,本文总结了消除饱和砂土地基振动液化的原理和技术,重点对消除砂土液化的微生物矿化技术及其相关研究进展进行了归纳。在实验室条件下,该技术与传统消除饱和砂土地基液化的技术相比,微生物矿化后砂柱的抗液化能力显著提高;在实现提高土体抗液化能力的同时,具备绿色环保的优势。目前,该技术处于理论研究和初步实践阶段,仍需结合工程实践验证其可行性。还存在砂土固化效能不均匀、高产脲酶微生物不易保藏等问题有待进一步开展系统深入的研究。

    • >U交通运输
    • 山洪对村镇建筑破坏方式与建筑防洪加固技术研究现状

      2021, 21(23):9671-9681.

      摘要 (372) HTML (0) PDF 16.39 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:村镇建筑是当地居民最大不动产之一和山洪灾害中的主要承灾体。通过典型山洪事件灾后调查,将山洪对村镇建筑的破坏方式总结为:对建筑迎流面的冲击和顺流面的磨蚀、地基侵蚀、淤埋和浸泡5种类型。除了山洪作用强度,建筑的破坏程度还与自身因素相关。现有的建筑抗洪加固技术包括:抬高建筑标高、设置钢管混凝土防撞桩、格宾石笼及挡墙、采取干式和湿式防洪策略、围墙合理开洞、优化建筑及房间布局。现有抗洪加固技术都只是对常规山洪防治措施的补充。今后需要加强对单体建筑破坏机理、建筑群遮掩效应作用规律和工程-生态协同减灾措施应用的研究。研究结果可为村镇建筑抗洪加固、山洪灾害防治和山区村镇绿色发展提供一定参考。

    • >O3力学
    • 燃气泄漏过程及爆炸对建筑构件损毁的数值模拟研究

      2021, 21(23):9682-9691.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 18.81 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来燃气泄漏引起爆炸的事故逐渐成为人们关注的重点。为探究燃气泄漏规律以及其爆炸对建筑物损毁效应,采用CFD(计算流体动力学)分别模拟了燃气在密闭空间和开放空间的泄漏规律,同时运用AUTODYN软件的Remap技术模拟了燃气爆炸对密闭空间的三种墙壁的损毁过程,研究了墙壁水平、竖直方向的压力、速度、位移变化规律。结果表明:燃气在密闭空间的扩散速度小于在开放空间的扩散速度;两种空间的燃气泄漏口处观察点在0-15 s时的质量分数变化趋势一致,15 s后密闭空间的质量分数继续增加,而开放空间的质量分数基本保持不变;砖墙、钢筋混凝土墙和混凝土墙的位移时程曲线皆表现为线性变化;三种墙壁的压力峰值、速度峰值以及位移峰值随距离增大多表现为指数衰减趋势;相同距离下,砖墙的压力峰值、速度峰值和位移峰值在水平、竖直方向的差值大于其余两种墙壁的差值。

    • >P天文学、地球科学
    • 利用升降轨Sentinel-1A影像提取2017年九寨沟Ms 7.0地震同震形变场

      2021, 21(23):9692-9697.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 11.96 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 优先流对土壤水文及滑坡触发的影响

      2021, 21(23):9698-9705.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 13.09 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:强降雨条件下,岩土中的优先流可通过裂缝、裂隙、生物孔隙等多种大孔隙通道向下快速传播,造成深层土壤孔隙水压力增大和潜在滑动面上抗剪强度的减小。因此,优先流与滑坡触发有密切的关联。 本文结合双重渗透模型与无限边坡稳定分析方法,以四川省都江堰市滑坡风险区的人工降雨滑坡实验为例,根据土壤含水量及孔隙水压力观测数据,模拟强降雨条件下滑坡体内土壤水动力过程,并分析优先流对滑坡触发的影响。结果表明,强降雨条件下的土壤含水量及孔隙水压力快速响应与优先流相关,将双重渗透模型与无限边坡稳定分析方法相耦合,可以量化优先流对边坡稳定性的影响,为滑坡泥石流灾害预警提供更可靠的结果。

    • 基于浙江省三维闪电监测系统的多回击闪电参数的特征分析

      2021, 21(23):9706-9712.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 4.37 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解浙江地区地闪和云闪的雷电活动,基于2019~2020年浙江省三维闪电定位探测资料,分析研究了该地区多回击地闪和云闪相关参数特征。结果表明:两年内浙江省共发生地闪回击数和云闪回击数98万和38万余次,多回击地闪和云闪分别占28.1%和8.01%,其中负闪占总闪比重大于正闪;地闪和云闪频数存在明显的月变化和地域分布,夏季和浙南地区更易发生多回击过程;云闪平均回击次数为1.10次,低于地闪的1.59次。地闪和云闪回击平均强度随回击数的增加而下降,其中正闪下降趋势更为剧烈;超一半的多回击地闪和云闪至少有一次继后回击电流强度大于首次回击电流强度,地闪和云闪继后回击与首次回击强度的比值呈对数正态分布,集中在0~2之间,其中云闪分布更为集中。地闪和云闪回击间隔时间算术平均值相当,约115 ms,几何平均值地闪明显大于云闪;回击间隔时间呈对数正态分布,其云闪分布更为集中,且集中区域对应的回击间隔时间更小。不同回击次数的云闪和地闪平均间隔时间随回击数增加而减少。地闪和云闪间隔距离分布相似,地闪平均间隔距离明显小于云闪,且分布更为集中。

    • 随钻方位伽马成像测井在鄂尔多斯盆地H井区水平井地质导向中的应用

      2021, 21(23):9713-9724.

      摘要 (307) HTML (0) PDF 21.66 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:随钻方位伽马成像测井是水平井地质导向技术的重要组成部分,与常规随钻伽马测井相比,方位伽马成像测井仪利用多个伽马探测器,将带有方位信息的测量数据上传到地面,精确指导井眼轨迹调整,确保维持在目的层的有利位置钻进。根据上下伽马曲线和成像图的8个响应特征将常见的水平井井眼轨迹与地层接触关系划分为简单模式和复合模式,简单模式细分为5大类8种情形,同时给出了不同井眼轨迹与地层接触关系下地层视倾角的计算方法。在鄂尔多斯盆地H井区的应用表明,随钻方位伽马成像测井可提供及时且准确的导向建议,显著提高了钻井效率,长水平段水平井的储层钻遇率超过94%,达到提高单井产量和建产效率的目标。

    • 基于逻辑回归树和旋转森林模型的滑坡易发性评价

      2021, 21(23):9725-9732.

      摘要 (234) HTML (0) PDF 16.04 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步探索集成模型在滑坡易发性评价中的适用性,本文以陕西省汉中市汉台区为例,结合相关资料与野外调查圈定40处滑坡,通过地质类、水文类、人类工程活动类中选取12个影响因子构建逻辑回归树(LMT)和旋转森林(ROF)模型,分别生成滑坡易发性分区图。采用ROC曲线进行模型精度验证与比较。结果表明,研究区滑坡受地形地貌、平面曲率与岩土体类型影响最大;两种模型预测率均较高,易发性等级分区结果与历史滑坡位置分布趋势基本一致;ROF模型的训练集正确率和验证集预测率分别为77.4%和93.1%,高于LMT模型的75.5%和84.0%;ROF模型滑坡极高易发区频率比为6.52,多于LMT模型(2.07),可见ROF模型对研究区滑坡易发性更加敏感,预测结果可靠度高;本文ROF模型滑坡易发性分区结果可为后期研究区防灾减灾与土地规划提供依据。

    • 泥石流最大淤积厚度影响因素

      2021, 21(23):9733-9738.

      摘要 (251) HTML (0) PDF 3.80 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:淤埋是泥石流对工程设施主要的危害方式之一,为研究泥石流容重、堆积坡度、粘粒矿物含量等因素对泥石流淤积厚度的影响,通过水槽堆积的试验方法研究了不同泥石流重度、不同堆积物质粘土矿物含量、不同沟道坡度的水槽淤积实验。结果表明:(1)同一容重下,随着堆积坡度的增大,淤积厚度呈现减小趋势。且在小坡度范围内,流体容重越大,淤积厚度越大,但当坡度超过一定范围后,淤积厚度与容重关系在相同坡度条件下区分不明显;(2)同一坡度下,随着泥石流体容重的增大,淤积厚度呈现增大趋势,且同一容重下,流体堆积坡度越小,淤积厚度越大,但当容重越大,淤积厚度增加速率愈大;(3)同等条件下,随着泥石流体中粘粒含量的增大,淤积厚度呈现增大趋势,另外同一粘粒含量下,流体容重越大,淤积厚度越大但随着粘粒含量越大,淤积厚度增加速率愈大。通过文献资料数据验证本文泥石流淤积厚度与影响因素的关系,具有一定的准确性和可用性。

    • 花岗岩真三轴加载破坏前兆信息

      2021, 21(23):9739-9746.

      摘要 (198) HTML (0) PDF 12.85 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩体开挖卸荷导致内部扰动和应力重分布,极易发生突发性失稳破坏。文中对不同中间主应力下的花岗岩试件进行真三轴加载试验,试验过程中采用高速摄像机、声发射、红外热像仪全程观测,研究岩石加载破坏过程中红外热像演化特、临空面温度变化特征、声发射振铃计数率变化特征、岩石表面裂纹发育,研究岩石破坏前各类监测数据的异常反应。研究表明:热像异常演化对岩石未来表面破裂有指导作用,未来裂纹扩展区域与热像异常出现位置相一致;岩石破坏前临空面上温度会出现异常,一般表现为温度曲线转折性变化和温度跳跃式升高;声发射振铃计数率会在试件失稳破坏前出现密集性增高现象。这些异常现象作为前兆信息为岩石破坏提供预警,研究结果为岩体开挖卸荷后工程灾害预警与防治提供理论参考。

    • 分支参数对天然气水合物羽状多分支井降压开采产能的影响规律

      2021, 21(23):9747-9757.

      摘要 (319) HTML (0) PDF 19.96 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然气水合物是未来极具发展潜力的清洁能源,而多分支井开采技术是天然气水合物高效开采的一种值得进一步探索的技术方法。基于南海神狐海域SHSC-4试采井测井曲线数据,建立了理想水合物藏分层地质模型。分析了羽状多分支井布设在水合物Ⅱ层中部时,分支参数对降压开采产能的影响规律。结果表明:(1)分支参数优化时,应首先考虑分支长度;尤其是当分支长度较短时,分支长度增加的增产效果最强;随着分支长度增加到一定长度,继续增加分支长度的产能增幅逐渐减弱。(2)其次应考虑分支数目和分支角度;相较于增加分支长度,增加分支数目和分支角度对产能影响较弱且增产效果相近;基于钻井成本考虑,分支数目不宜过多;分支角度大于45°时,产能增幅呈下降趋势,因此分支角度应小于45°。(3)在充分考虑上述分支参数的基础上,可适当考虑分支间距。相较于其他分支参数,增加分支间距对产能影响最弱,在保证较大控制面积和充分考虑钻井成本的前提下,分支井间距越大越好。

    • 辽宁中沟地区条痕状花岗岩地球化学特征、构造背景及岩石成因意义

      2021, 21(23):9758-9766.

      摘要 (278) HTML (0) PDF 19.50 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:辽宁中沟地区大地构造位置隶属于华北克拉通北部。区内岩浆活动频繁,元古代条痕状花岗岩广泛出露,本文从岩相学、地球化学等方面对中沟地区条痕状花岗岩进行系统分析,目的是探讨该地区构造背景及岩石成因意义。条痕状花岗岩主要为二长花岗岩,岩石中可见钙质和镁铁质角闪石,副矿物为榍石、锆石和磁铁矿。属于高钾钙碱性—钙碱性岩浆系列,A/CNK介于1.09~1.67之间,A/NK变化于1.11~2.18之间,为弱过铝质—过铝质岩石。SiO2含量介于61.91~77.48之间、富碱(Na2O+K2O=1.78~8.58)、高铝(Al2O3=11.57%~19.30%)、低镁钙(MgO=0.07%~2.79%、CaO=0.19%~2.70%)的特征。稀土总量相对较高(ΣREE=109.72×10?6~320.27×10?6)、轻稀土分馏系数(La/Sm)N=2.86~10.91,重稀土分馏系数(Gd/Yb)N=0.59~7.97,Eu为中等负异常(δEu=0.18~0.75),在构造判别图解上位于活动大陆边缘区域内,具有明显的俯冲带岩浆特征。结合区域演化历史认为,在古元古代期间,胶辽吉造山带存在向北俯冲的作用。

    • >S农业科学
    • 基于侵蚀过程的喀斯特坡耕地土壤重金属迁移机制

      2021, 21(23):9767-9774.

      摘要 (203) HTML (0) PDF 3.76 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索喀斯特坡耕地土壤重金属元素随径流迁移机制,通过人工模拟降雨试验方法,系统研究了不同降雨强度和坡度下Cu、Zn和Ni元素随地表径流迁移转化机制。结果表明:(1)不同处理条件下坡面产流量呈上升趋势,在产流10 ~ 20 min后达到峰值并趋于稳定,同时降雨强度越大,坡度越陡,产流量越高。(2)不同处理条件下产沙量均呈先迅速增加后缓慢减少的变化趋势,产沙量与降雨强度呈正比,且在相同降雨强度下存在临界坡度。(3)供试土壤中重金属均以残渣态为主,随着产流时间的延长,径流中溶解态Ni和Cu元素变化无明显规律,上下波动幅度不大,溶解态Zn在径流中含量低于检测下限,而颗粒态Cu、Zn和Ni含量基本呈现先快速上升又逐渐下降的变化趋势,与径流产沙量变化趋势一致。

    • 果园运输车减振降损性能

      2021, 21(23):9775-9781.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 2.62 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 融合双频段信息的林业无线传感网节点测距算法

      2021, 21(23):9782-9789.

      摘要 (274) HTML (0) PDF 8.75 M (751) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线传感网节点测距技术是基于测距法节点定位的基础,针对林区中单一频段节点测距存在误差大、精确度低的问题,本文基于接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI),提出一种融合433MHz和2.4GHz双频段信息的节点测距方法。建立引入环境参数预测的林区信号衰减模型,利用高斯滤波修正偶然误差,选择合适的融合参数 对双频段测距信息进行融合,通过在平均胸径接近、林分密度不同的场地中实验归纳 的取值规律,实验结果表明,在林分密度600株/hm2以下的林场中, 取0.4最优;在林分密度600-1000株/hm2之间的林场中, 取0.5最优,在林分密度1000株/hm2以上的林场中, 取0.6最优。在 取最优值的情况下,实验表明本文提出的方法测距结果的均方根误差值为1.74,较单一频段的测距误差减小了31.3%,提高了基于RSSI节点测距的精度。

    • 氮添加与凋落物管理对华北落叶松人工林土壤真菌群落的短期影响

      2021, 21(23):9790-9798.

      摘要 (259) HTML (0) PDF 6.23 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以阴山山地华北落叶松人工林为研究对象,开展氮添加和凋落物管理试验,利用高通量测序技术,研究不同措施对表层土壤(0~10cm)真菌群落组成、多样性和功能的短期影响,并对二者交互作用进行探讨。结果表明:氮添加和凋落物管理显著增加子囊菌门相对丰度,降低担子菌门相对丰度。氮添加显著增加糙缘腺革菌属相对丰度,高氮最大,为10.15%;凋落物管理显著增加猪块菌属、马鞍菌属和被孢霉菌属相对丰度,均堆积最大,分别为11.03%、13.57%和6.36%。两种处理方式均显著提高土壤真菌Shannon指数和Simpson指数,分别高氮、均搅拌最大,结果为6.41、5.77和0.96、0.94。氮添加和凋落物管理显著降低共生营养型真菌相对丰度。土壤pH和硝态氮含量是影响土壤真菌群落的主要因子。高氮搅拌土壤有效磷、速效钾、硝态氮含量以及真菌OTU数目、Alpha多样性指数、腐生营养型真菌相对丰度均最大,对促进凋落物分解,维持地力平衡具有重要作用。

    • >TB一般工业技术
    • 微流控芯片通道壁面润湿性对微滴生成的影响

      2021, 21(23):9799-9804.

      摘要 (343) HTML (0) PDF 8.45 M (823) 评论 (0) 收藏

      摘要:液滴微流控中芯片微通道的壁面润湿性是决定微滴生成的重要因素之一。为研究环烯烃共聚物(COC)芯片微通道表面润湿性对通道内微滴生成以及流体流动行为的影响,利用VOF多相流模型对聚焦流微通道中水和氟油两相流动行为进行数值模拟,并制备了接触角为30°、90°、120°梯度下的芯片微通道壁面开展实验研究,模拟与实验吻合良好。结果表明:在固定物性参数和结构参数下,壁面润湿性越弱,油包水微滴越容易形成,壁面的减阻特性随之增强,并且壁面的减阻特性导致90°比120°时微滴的生成频率低29.3%,直径增大8.3%;随着润湿性的增强,水相相对于氟油相的界面由凸变凹,30°时芯片生成微滴由油包水变成水包油;随着连续相毛细数的升高,壁面润湿性对于微滴生成的影响减小。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 水化学作用下砂岩力学特性劣化试验研究

      2021, 21(23):9805-9813.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 15.11 M (9239) 评论 (0) 收藏

      摘要:日益严重的环境污染加剧了水化学环境对工程岩体和露天石像的腐蚀作用,尤其是最为敏感的砂性岩体。研究长期水化学腐蚀作用下砂岩的宏观力学特性的劣化情况及微观作用机理对预防及评价水化学环境对砂岩腐蚀具有重要意义。本文采用三点弯曲、薄片鉴定、扫描电镜和能谱分析等测试方法对比研究了砂岩在不同pH值、Na2SO4溶液浓度及浸泡时间后的力学特性和微观结构特征。试验结果表明:水化学作用对砂岩胶结质溶蚀劣化影响显著,酸性增强和作用时间增长会进一步加剧砂岩劣化,酸性减弱对砂岩试样的劣化有抑制作用;砂岩的腐蚀劣化宏观上表现为强度、模量和断裂韧度减小,脆性特征逐渐减弱,延性特征增加;在微观上除矿物成分的改变外,其颗粒大小及形状,孔隙、裂隙等微细观结构也发生明显改变。

    • 金川矿区龙首矿西二副井1 240~1 120 m段井筒破坏机理分析

      2021, 21(23):9814-9822.

      摘要 (260) HTML (0) PDF 10.35 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于受到断层、不稳地围岩、地下水和地应力等影响,导致金川矿区龙首矿西二采区副井井筒在1 240 m - 1 120 m段发生变形和破裂,严重影响矿山正常安全生产。为研究副井1 240 m - 1 120 m段井筒破坏机理,从工程地质条件、地应力环境以及工程的设计施工等因素对于副井井筒的破裂机理进行分析,认为软弱岩层、断层及膨胀性粘土矿物围岩等工程地质条件是造成副井变形破裂的主要原因;随着井筒深度的增加,井筒附近的地应力不断集中,亦是造成井筒不稳定的重要因素;支护刚度不够、锚杆长度不足等因素也是造成副井变形破裂的重要因素。在综合考虑上述影响因素的基础上,通过建立井筒的三维数值模型,分析了井筒变形破坏过程。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于压汞实验及密闭取芯的致密油储层分形特征

      2021, 21(23):9823-9829.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 6.45 M (9246) 评论 (0) 收藏

      摘要:微观孔隙结构特征是致密砂岩储层研究中的一个重点,对进一步认识储层和后期开发有着重要的意义。本文对鄂尔多斯盆地中部长4+5储层22块密闭取芯样品进行了薄片鉴定、扫描电镜分析、X衍射和压汞测试,对储层微观孔隙结构的分形特征进行了系统研究。利用毛管压力和湿相饱和度的双对数回归曲线可以计算出分形维数,结果显示,本区长4+5储层存在统一的分形特征。平均孔喉半径与分形维数存在正相关关系,说明随着平均孔喉半径的增大,孔喉半径之间差异变大,储层的非均质性增强。分析认为由于受到成岩作用的影响,孔隙较大的储层受到的溶蚀作用更强,导致孔隙尺寸差别较大,孔隙结构复杂;而孔隙较小的储层的喉道半径变化不大,分布较为均匀。储层的物性和分形维数呈正相关,其主要原因为储层物性主要受到孔喉大小的影响。根据矿物含量与分形维数的关系可得出,石英和绿泥石会使孔隙结构的复杂性降低,而长石和伊利石则会增加储层孔隙结构的复杂性和非均质性。

    • 缝洞型油藏物理实验模型制作新方法

      2021, 21(23):9830-9836.

      摘要 (261) HTML (0) PDF 9.97 M (9186) 评论 (0) 收藏

      摘要:为弥补现有的传统的缝洞型油藏物理实验模型制作技术的不足,本文以覆膜树脂砂和环氧树脂胶胶结石英砂为原料,利用自动成型机(3D打印机)的选择性激光烧结技术(SLS),创新性地提出了一种缝洞油藏物理实验模型制作地新方法。它的制作过程主要包括,缝洞数字模型的构建、3D打印、硬化处理、降孔降渗处理、充填封装及打井。利用该方法可制作基于二维地质剖面的二维可视化缝洞物理实验模型,也可制作基于三维地质模型的三维真实缝洞物理实验模型。且利用该方法制作的模型具有制作精度高、缝洞刻画真实、成本低等特点,能够更好地应用在缝洞油藏的物理模拟实验中,助力缝洞型油藏地高效开发。

    • 裂缝性致密储层待破裂区影响的压裂物模实验研究

      2021, 21(23):9837-9842.

      摘要 (276) HTML (0) PDF 9.94 M (9403) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于待破裂区的影响,在裂缝性致密储层中开展水力压裂可以沟通更多天然裂缝,增加裂缝网络扩展规模。对致密灰岩露头开展真三轴水力压裂模拟实验,结果表明:待破裂区,即断裂过程区,主要发育在井筒周围;声发射监测结果显示,在注入压力达到破裂压裂前,岩石内部已经发育大量待破区,决定了裂缝的起裂位置和初始扩展路径,压裂过程中排量的突然提高会使待破裂区迅速沟通形成裂缝,随后逐渐扩展。当水力裂缝延伸到层理面后,随排量阶梯式增加,泵压提高,会使层理面附近发育新的待破裂区,进而影响到水力裂缝的转向、分叉或是否穿透天然裂缝。

    • 煤层气藏强化开采流固耦合作用

      2021, 21(23):9843-9850.

      摘要 (216) HTML (0) PDF 5.79 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确表征煤层气藏强化开采过程中复杂的地质力学效应,同时考虑多孔介质全组份多过程物质运移特征,构建了适用于强化煤层气采收(ECBM)和CO2地质埋存的全流固耦合数学模型,并开发了相应的基于全隐式有限差分法的数值模拟器。据此进一步剖析了全流固耦合、经验/解析等不同模型对煤层孔渗参数及生产动态指标预测结果的明显差异,评判了解析模型前提假设(“固定上覆压力”和“单轴向应变”)的不合理性,证实了全流固耦合模型的准确性与可靠性。所建立的模型能够更准确刻画煤层复杂地质力学效应及多孔介质全组份多过程物质运移特征,对煤层气产能预测具有重要意义。

    • 基于风险矩阵和层次分析法的深水气井测试作业风险评估

      2021, 21(23):9851-9855.

      摘要 (309) HTML (0) PDF 3.83 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效梳理深水气井测试作业风险,本文分析了深水测试作业中潜在的主要风险,将深水测试风险划分为井况与环境风险、井筒与设备失效风险和操作与管理风险3个风险评价单元,确定了深水测试作业风险评估的33个评价指标,建立测试作业的完整性评价模式。结合风险矩阵法和层次分析法,确定了各评价指标发生风险的严重程度与可能性以及相对权重值,通过计算深水气井测试作业的风险度得到对测试作业风险等级的划分,并将其应用于某深水气井测试作业的风险评估。

    • 山区滑坡管道应力磁检测技术

      2021, 21(23):9856-9863.

      摘要 (207) HTML (0) PDF 9.82 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:滑坡灾害导致的山区管道局部应力集中严重威胁油气管道的安全运行。而现有技术难以确定滑坡管道局部应力集中位置及其严重程度,亟需一种滑坡管道应力集中检测与评价方法。因此,本文提出了一种埋地管道应力磁检测技术,用于确定滑坡管段的局部应力集中位置,并提出了应力状态评估方法。将该技术应用到中石油某长输支线滑坡管道,然后利用磁记忆检测手段对应力磁检测结果进行了验证。结果表明:磁场梯度模量与管道应力状态存在密切联系,利用应力磁检测技术可以有效识别滑坡管道局部应力集中位置,开挖现场验证结果验证了评价方法的可行性与准确性。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于SOA-BP神经网络的SLS成型件精度预测模型

      2021, 21(23):9864-9870.

      摘要 (326) HTML (0) PDF 4.59 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)成型件精度难以控制以及工艺参数优化实验成本高等问题,提出了一种利用人群搜索算法(Seeker Optimization Algorithm, SOA)优化BP神经网络对SLS成型件精度预测的方法。首先选择激光功率、预热温度、扫描速度、扫描间距以及分层厚度五个工艺参数设计正交试验获取样本数据。然后根据SOA算法特有的利己、利他、预动和不确定推理四大行为确定搜索策略,获取BP神经网络最优权值和阈值。最后采用MATLAB建立优化后的BP神经网络预测模型对样本数据进行预测分析,并与传统BP神经网络和粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)优化的BP神经网络预测结果进行对比。结果表明:基于SOA-BP神经网络的预测模型具有较高的预测精度,最大绝对误差仅为0.028,对SLS成型件精度的提高和工艺参数的选取具有指导作用。

    • >TK能源与动力工程
    • 考虑可靠性和经济性的综合能源系统优化配置方法

      2021, 21(23):9871-9877.

      摘要 (306) HTML (0) PDF 2.24 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:在常规综合能源系统经济性优化分析的基础上,引入可靠性约束,形成兼顾经济性与可靠性的综合能源系统优化配置框架,并提出基于设备故障率的系统可靠性评估指标。针对典型案例的仿真分析表明,通过源侧多能互补,综合能源系统可靠性得到有效提升;然而,系统可靠性的提升可能会牺牲部分经济效益。储能装置的设置则可实现系统经济性与可靠性的双赢。另一方面,有效的政策设计亦是提高系统整体经济性,降低终端用户用能成本的有效措施。

    • 42CrMoA高强连接螺栓材料与断裂特征

      2021, 21(23):9878-9883.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 11.29 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:42CrMoA高强连接螺栓广泛用于风机叶片与轮毂的连接,风机叶片结构复杂性和运行波动性导致载荷复杂交变,长时间交变载荷会造成叶片连接螺栓高频疲劳损伤,螺栓的疲劳失效断裂是风机安全运行急需解决重要问题。本文以某2MW风力机叶片42CrMoA高强连接螺栓材料为研究对象,利用PLG-50高频疲劳试验机开展不同加载条件下螺栓材料高频疲劳实验研究。研究结果表明,650MPa载荷下6.4449×106周次后试样尚未断裂,750MPa载荷下的试样疲劳寿命达1.0564×106周次;疲劳损伤具有多疲劳裂纹起源区特征,试样断裂是由于多源裂纹交汇后形成峰线所导致;在相同的最大应力加载下,应力振幅越高,裂纹扩展速率越大,高频疲劳寿命越低。研究结果对揭示风机螺栓损伤断裂原因和风机安全运行具有重要意义。

    • >TL原子能技术
    • 氚钛靶中氚浓度的变化

      2021, 21(23):9884-9889.

      摘要 (396) HTML (0) PDF 3.57 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究中子管内钛膜中氚浓度逐渐减少的行为,分别对中子管内钛膜的氘氚置换反应与高温释氚两种行为进行深入研究。对局部混合模型下的氘氚置换方程进行修正添加了氘氚扩散项,采用有限元分析软件对氘氚置换方程进行数值解分析,并与未修正的氘氚置换方程进行分析比较。同时通过高温释氚实验,对不同温度下的氚钛膜释氚量进行研究。结果表明:未修正与修正后的氘氚置换反应氚浓度都会随着氘束流注入逐渐减少,修正后的方程的平均氚浓度减少比较快,300小时后趋于稳定;未修正的平均氚浓度减少比较慢,200小时趋于稳定。高温释氚实验表明,氚钛膜温度升高会引起钛膜内的氚释放,温度高于180℃氚的释放会急剧增加。可见添加氘氚扩散项对钛膜中氚浓度影响很大,修正后氘氚置换方程更符合实际氚浓度分布;高温释氚也会影响钛膜中氚浓度,温度控制在180℃以内对氚浓度影响不明显。

    • >TM电工技术
    • 考虑控制方式的MMC-HVDC系统单极接地故障电流计算方法

      2021, 21(23):9890-9896.

      摘要 (246) HTML (0) PDF 2.17 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:直流侧单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modular mutilevel converter, MMC)的高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电系统最常见的故障类型,一般以换流站闭锁前子模块电容放电电流近似故障电流,忽略了换流站控制环节的影响,结果存在误差。提出一种考虑换流站控制方式的故障电流计算方法,针对换流站主从控制,改进了基于微分方程的求解方法,在故障后的等效回路中使用并联受控电流源将换流站控制环节纳入考虑范围,分别对定功率控制与定电压控制方式下的故障电流进行计算。在PSCAD/EMTDC平台搭建了两端MMC-HVDC系统模型,验证了所提方法的准确性。

    • 基于小生境遗传算法优化串级神经网络的台区理论线损预测

      2021, 21(23):9897-9906.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 5.82 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:台区作为电力系统的最末端部分,节点数目多、网络架构复杂,导致不易精确计算其理论线损问题。在海量实际低压台区运行历史数据的基础上,首先研究影响台区线损的相关因子,建立台区线损特征指标集合。然后利用皮尔逊相关系数分析方法从中提取出高损关键特征指标作为线损预测模型输入。再融合集成学习和梯度提升树思想,建立基于串级BP神经网络的台区线损预测模型,并采用小生境遗传算法对预测模型的初始参数进行优化从而提高模型训练效率。最后通过实际数据算例仿真,并与其它预测方法结果进行比较,验证所提台区线损预测模型具有优秀的训练效率和预测泛化能力。

    • 柔性互联直流微网群一致性协调控制

      2021, 21(23):9907-9915.

      摘要 (324) HTML (0) PDF 5.01 M (8822) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过隔离双向DC-DC换流器互联多直流微电网,不仅能实现子微网间有效电气隔离及故障隔离,还可灵活控制互联功率。为提升基于隔离双向DC-DC换流器互联直流微电网集群系统稳定性和可靠性,提出一种一致性协调式控制策略,使得整个集群形成一有机整体。无论哪一直流微电网发生功率扰动,均可实现系统内所有平衡单元联动,为受扰微电网提供紧急功率支撑,改善受扰微网直流电压动态特性,减小受扰电网直流电压稳态偏差,且扰动功率由全系统平衡单元依据其等效功率分配系数比合理承担。此外,所提控制策略仅仅利用就地测量信息,无需子系统间相互通信,可靠性高。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于ISSA-LSSVM模型的短期电力负荷预测

      2021, 21(23):9916-9922.

      摘要 (344) HTML (0) PDF 3.49 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:精确的短期电力负荷预测对电力系统的调度与调峰等有着重要的影响,本文提出了基于改进麻雀搜索算法优化的最小二乘支持向量机预测模型(ISSA-LSSVM)。麻雀搜索算法的改进过程首先采用Sobol序列产生初始种群,提高初始解质量;其次通过结合锦标赛排序算法避免原算法由于后期种群数量减少导致的种群多样性下降问题;最后引入柯西-高斯双变异提高算法全局搜索能力与重点区域搜索能力,帮助算法跳出局部限制。最后通过实际民用负荷数据对ISSA-LSSVM预测模型进行验证,结果表明ISSA-LSSVM模型的预测精度更高,预测结果更稳定。

    • 基于共词网络的雾霾事件下微博关注话题差异性——以中国北方雾霾严重地区典型城市为例

      2021, 21(23):9923-9931.

      摘要 (295) HTML (0) PDF 7.22 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:雾霾对人体健康、生态环境及交通运输等方面影响重大,雾霾来临时,人们会在微博等媒体上表达对雾霾的关注。微博中蕴含了网民对雾霾的关注话题及心理反映,通过微博掌握微博网民对于雾霾的相关反应,有助于城市管理者有针对性的调节雾霾情形下的舆论宣传和资源调配。考虑到微博文本中相同词语共现频率越高就越倾向于表达同一主题,本文采用基于社区的共词网络法挖掘微博话题,首先,采集2017年冬季以“雾霾”、“空气”等为关键词的微博数据,利用TF-IDF算法对预处理之后的微博数据提取关键词,并获取关键词间的共现关系,然后基于共现关系构建共词网络,根据Louvain算法探测话题社区,最后,以中国雾霾污染最严重的华北地区、华东地区、东北地区7个典型城市为研究区,结合关键词节点的Pagerank值,分析各城市共词网络话题社区的差异程度。实验结果表明,不同城市对于雾霾事件的关注既有相同点也有差异性。研究结果对雾霾情形下城市差异化管理具有一定的理论指导作用。

    • 低碳视角下改进DMBSO算法的垃圾收运路径优化研究

      2021, 21(23):9932-9939.

      摘要 (293) HTML (0) PDF 3.12 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决“垃圾围城”难题,设计改进DMBSO算法对垃圾收运路径进行优化。首先,在低碳环保背景下,考虑车辆载重对碳排放量的影响,建立了以最短路径和极小化碳排放量为目标的绿色垃圾收运路径优化模型;然后设计改进DMBSO算法,其包含组间讨论和组内讨论,使算法在全局搜索和局部搜索达到平衡,并且引入逆转算子、启发式交叉算子和精英保留策略,使改进DMBSO算法适用于解决离散组合优化问题;最后对9个标准算例和1个实例进行仿真,结果表明改进DMBSO算法优于BSO和ACO算法,能够同时降低运输距离和碳排放量,具有很好的收敛效果和鲁棒性。

    • >TU建筑科学
    • 建筑物对爆炸地震波传播的影响

      2021, 21(23):9940-9946.

      摘要 (419) HTML (0) PDF 5.33 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:爆炸地震波传播会受环境介质等因素的影响,从厂房防护和炸药储存安全距离方面考虑,了解建筑物对爆炸地震波传播造成的影响很有必要。通过建立钢筋混凝土厂房模型,在模型外部及内部进行爆炸试验并测得相应的地震波信号,对其峰值速度拟合以及采用小波包变换的分析方法,研究建筑结构对地震波传播峰值速度和振动频率的影响。由于建筑结构的存在,改变了地震波传播的环境介质,使其峰值速度产生了较大的衰减,频率中高频成分所含能量减少。研究补充了建筑结构对爆炸地震波传播造成的影响,为炸药生产厂房及储存仓库安全距离的判定提供了参考依据。

    • 预制-装配式组合梁剪力群钉推出试验研究

      2021, 21(23):9947-9953.

      摘要 (260) HTML (0) PDF 13.08 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示预制-装配式组合梁剪力群钉的破坏机制,开展了一组3个试件的装配式剪力群钉推出破坏试验研究。通过推出试验得到了装配式剪力群钉的变形、滑移、裂缝发展以及栓钉破坏等典型破坏特征,同时结合数值方法分析了栓钉与混凝土的相互作用关系。结果表明:加载全过程可分为两个阶段,线弹性阶段和塑性破坏阶段;试件均为延性破坏,最先出现预留孔四周界面裂缝,其次预制混凝土在预留孔下方角隅处45度向下开裂,最后栓钉全部或大部剪断;栓钉在弯剪共同作用下断裂;装配式剪力群钉中栓钉受力性能略弱于现浇群钉,建议采用规范计算时应适当折减,可取0.85装配折减系数。

    • 铁路路基粗粒土填料累积变形试验研究

      2021, 21(23):9954-9960.

      摘要 (291) HTML (0) PDF 4.88 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究粗粒土路基在长期循环荷载作用下的累积变形规律,开展了一系列动三轴试验,分析了不同动应力比、围压及压实度对粗粒土累积变形的影响。研究结果表明:循环次数为1000次时的累积应变大约为总累积应变的75%,累积应变随着动应力比的增大而增大;当动应力比相同时,围压越大,累积应变越大;粗粒土累积应变随压实度的增大而减小,说明提高压实度能够有效抑制累积应变发展。基于试验结果,提出了能够反映动应力比、围压及压实度影响的粗粒土累积应变预测模型,与试验结果对比有较好的一致性,本研究为铁路路基变形的预测提供了参考依据。

    • 干湿循环条件下碱渣-钢渣-电石渣固化疏浚淤泥的强度性质

      2021, 21(23):9961-9968.

      摘要 (333) HTML (0) PDF 7.13 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:为扩展固体废弃物的资源化利用途径,以碱渣和钢渣作为固化剂、电石渣作为激发剂,对高含水率疏浚淤泥固化处理,研究固化淤泥在干湿循环条件下的强度性质。正交试验表明,碱渣对固化淤泥强度的影响随养护龄期的增加而增强,固化污泥养护28d时,碱渣对强度的影响显著,而钢渣和电石渣对强度的影响不显著。在干湿循环条件下,固化剂掺量较少的试样在第3次浸水时破坏;其他试样经5次干湿循环整体仍完整,1次干湿循环使固化淤泥的强度降低约一半,后续干湿循环对强度的影响不大;增加固化剂掺量有助于提高固化淤泥的干湿循环耐久性。固化淤泥的水化产物主要有水钙沸石和钙钒石,钙钒石随养护龄期和固化剂掺量的增加而减少。与碱渣-矿渣-电石渣固化淤泥相比,碱渣-钢渣-电石渣固化淤泥中胶结力较强的水化产物偏少,而钙钒石具有膨胀性,使试样端部破损形成薄弱带,故后者的强度较低和干湿循环耐久性较差,但仍能满足对强度要求较低的一般填土工程的需要。

    • 冻融循环条件下砂岩物理力学劣化特性的实验研究

      2021, 21(23):9969-9975.

      摘要 (262) HTML (0) PDF 9.50 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究冻融循环对岩石的物理力学性质劣化影响,选取砂岩为试样进行冻融循环实验、核磁共振实验和单轴压缩声发射实验。研究结果表明:当冻融循环达到30次数时,试样外观首先发生劣化;试样的孔隙率与冻融循环次数呈正相关,而束缚流体饱和度则呈负相关;冻融循环次数的增加会使得试样单轴压缩过程中声发射事件率的变化趋势发生改变、临近破坏时的低事件率缺失面积减小,且在30次时最小;声发射峰值能率随冻融循环次数的增加而减小,“平稳期”平均能率与峰值能率的比值不断增大,在30次冻融循环时达到最高。30次冻融循环可划定为冻融循环作用对岩石试样劣化的分界线。

    • 基于蠕变试验的冻结红砂岩长期强度

      2021, 21(23):9976-9982.

      摘要 (275) HTML (0) PDF 7.62 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:人工冻结法以其独特的优势广泛应用于西部建井工程,因此研究岩石在冻结状态下强度特性尤其重要,基于冻结红砂岩蠕变试验,分别通过过渡蠕变法、等时应力-应变法、裂纹损伤应力法、稳态蠕变速率交点法得到冻结砂岩长期强度。结果表明:(1)通过过渡蠕变法可以得到冻结砂岩长期强度的取值范围,约为三轴压缩强度的45~65%左右;(2)体积应变等时曲线簇更加能够体现时间对岩石变形的关系,长期强度约为三轴压缩强度的48%左右;(3)稳态蠕变速率法能够较为简单的确定岩石长期强度,但因其方法本身具有一定的局限性,综合考虑三向蠕变速率,对其改进得到稳态蠕变速率交点法,可以更加精确反映砂岩强度,长期强度约为三轴压缩强度的49%左右;(4)引入裂纹体积应变计算方法,根据其与时间的关系得到裂纹体积应变等时曲线簇,得到的强度值与等时曲线法及其相近,因此裂纹损伤应力法也可作为确定岩石长期强度依据。将冻结红砂岩的长期强度作为监测冻结壁变形的标准,可为评价冻结壁蠕变诱发失稳破坏提供理论支撑和试验依据。

    • 地下厂房锚杆支护的反向传播神经网络智能化设计模型

      2021, 21(23):9983-9989.

      摘要 (222) HTML (0) PDF 3.09 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:水电站地下厂房的支护设计一般采用工程类比法,而西南地区高地应力、大跨度地下洞室的修建难度往往超出以往的工程,难以完全适应。亟待建立考虑复杂地质条件影响的围岩支护定量设计理论和方法。本文在29个跨度为18.0~34.0 m,强度应力比为2.00~80.8的地下厂房支护参数的基础上,采用BP神经网络方法,训练出了地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型。该模型通过输入洞室跨度值和强度应力比对系统锚杆直径、间排距进行优化设计。采用对神经网络权重分析的方法探讨了洞室跨度和强度应力比对系统锚杆支护方案选择的影响程度。研究结果表明:基于BP神经网络的水电站地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型具有良好适用性和可靠性;在仅考虑强度应力比和洞室跨度的情况下,水电站地下厂房系统锚杆的支护设计应该优先考虑强度应力比的大小。

    • 基于图解法的嵌岩抗拔桩极限承载力分析

      2021, 21(23):9990-9994.

      摘要 (336) HTML (0) PDF 4.23 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于嵌岩抗拔桩现场试验结果,采用图解法对实测荷载-位移曲线进行极限承载力判定取值,并将判定值与实测值进行比较。结果表明,初始直线斜率法受到3.8mm位移增量的限制,对嵌岩抗拔桩极限承载力取值为实测值的42.0%~102.4%,平均66.0%,偏于保守;双直线交点法的取值为实测值的85.2%~98.5%,平均94.8%,较为合适;L1-L2法的L1取值仅为实测值的15.5%~64.1%,平均29.7%;L2取值方法是现行桩基规范中确定极限承载力的判据之一。当基础变形有严格特殊的要求时,在试桩荷载-位移曲线特征明显的情况下,L1-L2法可以用于试桩承载变形分析,但并不适合用于确定极限承载力。

    • 固结状态不同的饱和软土中桩基竖向循环承载特性

      2021, 21(23):9995-10003.

      摘要 (260) HTML (0) PDF 4.41 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究地基土在不同固结状态下竖向循环荷载对桩基承载力的影响,在三组不同固结围压、固结度的饱和软土单桩基础中,分别进行了初始静载和循环加载后静载两个独立试验,其中循环加载采用位移控制,依次施加四个递增振幅。通过数值模拟进一步分析桩基承载力的循环弱化规律。结果表明:当循环荷载大于桩周土硬化应力阈值时,桩土系统会发生强度弱化和刚度软化,桩基动刚度随着循环次数增加而减小。地基土固结围压、固结度的增加使桩周土硬化应力阈值提高,桩土系统抗弱能力提高。当循环荷载小于硬化应力阈值时,桩土系统强度弱化不明显,甚至发生刚度硬化,桩基动刚度随着循环次数增加而增大。地基土固结围压越大、固结度越高,桩基极限承载力越大,弱化后的桩基极限承载力也越大,相应的残余承载比越小。循环加载时,桩侧摩阻力和桩端阻力共同弱化,桩端阻力的弱化速率滞后于桩侧摩阻力,桩侧摩阻力的弱化是该桩基承载力弱化的主要原因。

    • 联合h型桩在滑坡体阻滑中应用数值模拟研究

      2021, 21(23):10004-10012.

      摘要 (228) HTML (0) PDF 8.02 M (286) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗滑桩在边坡加固工程中应用广泛且效果显著,但在大型滑坡体治理时,往往需要多桩联合作用来加强阻滑效果,此时抗滑作用如何分析缺少理论依据。本文利用结构单元建立了节点耦合的h型桩与桩间横梁、桩后锚索共同作用模型,并自开发程序识别潜在滑动面形成了基于数值模型的h型桩自动施加方法,并可自动计算桩截面参数,然后利用有限差分平台进行变形稳定分析。在此基础上对比了降雨工况下h型抗滑桩联合支护对边坡稳定性的影响,对于单桩形式支护效果的对比。研究结果表明:h型抗滑桩联合支护在大型滑坡支护工程中效果明显,桩体能够承受更大抗滑阻力及变形;支护效果受桩体位置影响,抗滑桩主体布置在边坡中部时效果最佳,支护位置随着坡底到坡顶,边坡安全系数呈现先增大后减小的趋势;研究成果可为滑坡体支护工程的实际应用提供参考。

    • 基于熵权-层次分析法的地下空间适宜性评价

      2021, 21(23):10013-10020.

      摘要 (315) HTML (0) PDF 3.33 M (368) 评论 (0) 收藏

      摘要:较为客观地评价城市地下空间开发适宜性,是科学合理有效利用城市地下空间的前提和依据。本文提出熵权-层次分析法以实现权重的客观分析计算,综合考虑影响城市地下空间开发的主要地质因素,采用层次分析法建立评价指标体系,运用模糊综合评判法评价地下空间开发适宜性,并使用ArcGIS生成地下空间开发适宜性分区图。评价结果表明,郑州市地下空间开发非常适宜区占研究区面积的22.64%,适宜区占34.41%,一般适宜区占35.90%,不适宜区占7.05%。该评价结果较为客观、合理,可以为郑州市地下空间开发整体规划提供参考。

    • 城市公园植物群落小气候效应及人体热舒适度——以哈尔滨三座公园为例

      2021, 21(23):10021-10028.

      摘要 (397) HTML (0) PDF 5.35 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:以哈尔滨市三座公园16个植物群落为研究对象,对其进行春、夏、秋三个季节的小气候数据实测,运用Rayman1.2计算各季节的热舒适度,利用指标评价法对不同植物群落三季的热舒适度进行评价及相关性分析。结果表明春、夏两季植物群落小气候效应起到积极作用,秋季则相反。通过相关性分析,各季节小气候因子与人体热舒适度存在相关性,且群落本身特征和舒适度也具有相关性,其中与密度、郁闭度呈显著相关(P<0.05),与种类数呈极显著相关(P<0.01)。评价结果揭示了植物群落舒适度现存问题,为营造适宜人体户外活动的植物群落空间提供参考依据。

    • >U交通运输
    • 突发性公共卫生事件下横纵结合应急物资配送模式

      2021, 21(23):10029-10036.

      摘要 (256) HTML (0) PDF 2.45 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 成网条件下地铁-公交复杂网络的末班车衔接优化

      2021, 21(23):10037-10045.

      摘要 (358) HTML (0) PDF 8.91 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决城市交通末班车衔接效率和成功率低的问题,在城市轨道交通末班车衔接研究的基础上,通过提出末班车衔接矩阵的网络表示法,研究以实际线路末班车运营时刻表为基础的地铁-公交末班车换乘衔接的双层复杂网络模型。同时,使用ucinet计算网络特征参量(度、最短路径、衔接比例)的值并将其作为衡量城市交通网络末班车换乘衔接效率、次数以及成功率的评价指标。针对换乘失败率较高的车站,通过延后其所在线路的末班车时刻优化路网的末班车时刻表。最后,对成都市进行实例研究,系统验证了加入公交末班车网络后可使得换乘站的度大幅增加,最短路径无明显增加,衔接成功率由25.4%大幅提高至39.1%,结果表明了地铁-公交双层复杂网络的末班车衔接效率和成功率相较于城市轨道交通网络的优越性。同时,延后换乘失败率较高车站的末班车时刻,使得地铁-公交双层复杂网络的末班车衔接成功率由39.1%提高至40.7%,改善了城市交通末班车的衔接状况,提高了城市交通末班车的服务水平。

    • 基于加筋路基中筋材应力性状的土工格室改进铺设方法

      2021, 21(23):10046-10053.

      摘要 (272) HTML (0) PDF 9.71 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:确定土工格室加筋路基中筋材内部的应力性状是控制工程成本、有效发挥土工格室加筋作用的关键因素。本文首先通过室内试验确定高强土工格室材料的应力-应变关系并以此确定其本构模型,而后基于ABAQUS有限元软件,采用分离式分析法分别建立土工格室及路基的计算模型,对多层土工格室加筋路基进行有限元分析。通过添加土工格室前后情况对比,改变土工格室的加筋层数进行分析,研究不同铺设层数的土工格室对路基沉降及侧向位移的影响。通过分析多层土工格室加筋路基内部筋材的拉应力性状,提出一种改进的铺设方法,并建立了有限元模型进行验证。结果表明:添加土工格室能够有效限制路基沉降及侧向位移,使路基的整体稳定性得到提高,具体表现为铺设1层土工格室时,路基中线处的竖向位移可减小36.2%,坡脚处的水平位移可减小74.8%,且路基的稳定性与土工格室铺设层数呈正相关。土工格室筋材内部拉应力由路基中线向路基两侧呈逐渐减小的趋势,在路基边缘位置已趋于零。采用多层土工格室加筋时,最底层的土工格室和最上层的土工格室承受较大的拉应力。在此规律的基础上,采用改进的土工格室铺设方法,在最大节约30%筋材的前提下,可取得大致相同的加筋效果。

    • 基于松动圈理论深埋黄土隧道围岩压力计算方法

      2021, 21(23):10054-10060.

      摘要 (241) HTML (0) PDF 6.11 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:围岩压力的确定一直是隧道工程结构设计中的重点,而黄土隧道的工程特性与其他岩质隧道有着明显的区别,尤其是深埋黄土隧道的围岩压力计算。通过对深埋黄土隧道开挖后的围岩应力状态进行分析,明确了松动圈的定义,推导了松动圈的表达式,提出了基于松动圈理论的深埋黄土隧道围岩压力计算方法,并基于现场试验实测数据与既有计算方法进行了对比分析,以验证该方法的适用性。研究结果表明:松动圈为塑性区的内圈,是塑性区内切向应力小于初始地应力的部分;黄土隧道的松动圈较普通巷道和岩石隧道的松动范围大得多,更易受隧道开挖影响;基于松动圈理论的围岩压力计算方法与其他计算方法相比较,计算结果与实测值接近且存在一定的安全储备,使用该方法对深埋黄土隧道围岩压力进行计算是可行的,基于松动圈理论的围岩压力计算方法更适用于深埋黄土隧道这种有一定自稳能力的软弱土质围岩隧道。

    • 局部受载工况下的轮胎受力分析

      2021, 21(23):10061-10067.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 6.18 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:轮胎属于汽车唯一与地面接触的部件。轮胎性能的好坏,对汽车行驶的安全性有着极大影响。以175/70/R14轮胎为研究基础,通过有限元分析软件分析了轮胎在6种不同局部受载工况下的变形、应力、应变情况。分析表明,与正常静载工况相比,轮胎应力、应变和整体变形情况较复杂,且呈不对称性。与异物接触的胎体区域变形较大,胎侧部位和三角胶部位变形较小;应变较大区域主要集中在异物突起部,其它部位应变较为稳定。此分析结果为纠正非正常泊车,降低轮胎受损情况,消除汽车安全隐患有实用性参考价值。

    • 票价水平对地铁乘客通勤出行的影响

      2021, 21(23):10068-10073.

      摘要 (343) HTML (0) PDF 2.30 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:地铁是居民通勤出行的主要交通工具。票价作为经济杠杆,通过影响乘客出行行为,进而影响客流量以及运营企业的效益。本文分析了票价对通勤出行行为的影响机理。首先界定了票价水平的含义,即票价负担程度。然后,创建PLS-SEM结构方程模型和中介模型分析票价与通勤行为的关系。PLS-SEM模型结果表明:票价合理性会通过影响乘客的知觉价值来影响出行行为。中介模型结果表明票价负担程度在单次票价对乘客知觉价值的影响中起中介效应。中介效应占总影响的比例在18.5%-27.68%之间,比例最高的显变量对应的问卷题目为“使用地铁通勤出行性价比比较高”。最后,基于本文研究结果,对票价水平的范围进行了讨论。

    • 基于心生理反应的高速公路隧道入口安全

      2021, 21(23):10074-10079.

      摘要 (274) HTML (0) PDF 5.95 M (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速公路隧道入口由于光照强度变化,导致驾驶员行车时出现暂时失明而产生安全隐患,为了提高高速公路隧道口的行车安全性和驾驶舒适性。以交通工程学、高等数学、心生理学理论为基础,通过实车驾驶试验,检测驾驶员进隧道时的心生理反应参数、行车速度、光照强度和GPS数据,定性、定量分析高速公路隧道口距离与光照强度、速度、驾驶员心生理反应的相互关系,建立了隧道入口段多元回归安全评价模型。结果表明:驾驶员倾向减速驶入隧道,加速驶离隧道,心率随着速度的增大呈现不同幅度的增长;在隧道入口外3m至内20m照度变化最为明显,驾驶员的心率增长率随着照度的降低逐渐增大,在距隧道洞口内8m位置处心率增长率达到峰值,最大为31.95%,得到基于照度变化率的舒适性阈值为[5%,57%],为高速公路隧道口灯光参数设计和交通安全管理提供了理论参考依据。

    • >V航空、航天
    • 复合材料机身帽型长桁加筋壁板剪切失稳及张力场计算

      2021, 21(23):10080-10085.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 7.21 M (1465) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 碳纤维复合材料逐渐大量应用于大型民机机身设计,本文通过分析和试验的方法研究了复材机身单曲率壁板在剪切载荷下的失稳及破坏特性。采用先进的大型机身壁板试验设备完成单曲率壁板的剪切载荷试验,得到壁板的失稳模态和失稳载荷、破坏模式和破坏载荷。采用不同边界的工程方法和有限元特征值方法研究了机身壁板的剪切失稳特性。采用剪切张力场分析方法研究复材壁板的剪切破坏特性。最后通过试验结果完善了剪切失稳分析方法,验证了剪切张力场分析方法,为复材机身壁板的设计分析提供支持。

    • >X环境科学、安全科学
    • 菌藻复合生物膜污水反应器中真菌群落结构分析

      2021, 21(23):10086-10089.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 2.40 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究菌藻复合生物膜反应器中真菌群落结构和组成特征,本文通过提取菌藻复合生物膜总DNA,使用Illumina平台对样本的ITS序列进行扩增子测序。结果表明:共获得真菌有效序列44323条,序列长度主要集中在150-330之间。OUT物种分类注释显示,真菌隶属于4个门,分别为球囊菌门、担子菌门、子囊菌门和壶菌门,其中真菌的优势门为球囊菌门40.00%,次优势门类子囊菌门和担子菌门相对丰度比例分别约24.90%和24.80%;在属水平上,真菌隶属于12个属,分别为盘菌属、黑酵母菌属、曲霉菌属、苏吉雅玛酸乳杆菌属、嗜热真菌属、热子囊菌属、布勒弹孢酵母属、亡革菌属、雷德克拉属和无梗囊霉属等,其中优势属为丰度最高的雷德克拉属39.80%,次优势属为泡质盘菌23.50%。

    • 降雨作用下第四系堆积体路堤稳定性

      2021, 21(23):10090-10097.

      摘要 (271) HTML (0) PDF 17.04 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:满足一般路基要求在稳定的第四系堆积体上的低路堤在运营中出现了变形破坏,以饱和与非饱和渗流理论、FREDLUND非饱和土双应力变量强度理论为基础,建立路堤填筑前后计算模型,分析了四川阆中沟溪村某道路工程一段第四系堆积体路堤填筑前后的稳定性。研究结果显示, 路线通过处第四系堆积体地质条件简单,原始斜坡在最不利的降雨工况下也保持了稳定,路堤填筑高度仅4m,符合一般路基的要求;堆积体路堤在最不利降雨工况下随着降雨过程稳定性系数不断降低,当降雨达到11小时,稳定性系数小于1.0,此时路堤发生破坏,与路基失稳破坏的现象一致。在山区公路建设过程中,稳定的第四系堆积体上填筑低路堤虽然满足路基设计规范对一般路基的要求,不需要进行单独验算,但在长期降雨作用下其稳定性会持续降低,极可能出现失稳破坏。因此,在工程设计与施工中应当验算其长期降雨作用下的稳定性,以保证工程的安全。

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