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煤气化粗渣改良季节冻土区黄土填料的冻融特性及其微观机理研究

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冰川冻土 2024年第3期46卷 930-943页

作者：武立波杨嘉伟刘惠阳陈宏信宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用... 详细信息

由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用煤气化粗渣改良季节冻土区黄土,以素黄土与单掺石灰改良黄土作为对比试验组,通过室内冻融循环试验、电镜扫描、CT扫描试验来探究在冻融循环条件下煤气化粗渣改良黄土的冻融特性及其微观机理,为季节冻土区黄土路基工程稳定性及煤气化渣资源化利用提出一些新的思考。试验结果表明:(1)经历1次与2次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率为0.02%与0.29%,融沉系数为0%与0.05%,素黄土、单掺4%石灰试验组的冻胀率分别为0.43%与0.63%、0.38%与0.42%,融沉系数分别为0.26%与0.22%、0%与0.13%,但在经历3次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率和融沉系数开始增大,5次冻融循环周期内的平均冻胀率和融沉系数分别为0.38%与0.17%,已接近甚至大于素黄土与单掺4%石灰试验组的数值。在前两次冻融循环周期内,平均冻胀率和融沉系数较素黄土组分别减小了70.8%和89.6%。(2)单掺15%煤气化粗渣试样各位置的温度梯度最小,其次是双掺煤气化粗渣与石灰试样,并且这两组试样正负温条件下的导热系数最小。(3)经过5次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试样各高度的含水率最低。(4)单掺适量的煤气化粗渣在冻融循环的初期能明显地改善黄土的冻融特性,再掺入少量的石灰能使试样在冻融循环前后的孔隙率较素黄土分别降低41.5%与47.8%。总的来说,黄土中掺入煤气化粗渣在冻融循环次数少于3次时能改善黄土路基填料的寒区服役性,但其在更多次冻融循环条件下的冻融特性还需进一步研究。

关键词：季节冻土区煤气化粗渣黄土路基填料冻融特性微观机理

保温法结合弃渣换填防治季节冻土山区软基冻害的适用性

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公路 2024年第5期69卷 65-75页

作者：武立波刘惠阳牛富俊林占举商允虎宁夏大学土木与水利工程学院银川市750021 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州市730000 华南理工大学土木与交通学院广州市510000

关键词：季节冻土山区软基冻害弃渣换填保温法合理埋设深度合理厚度阴阳坡

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煤矸石改良黄土的力学和抗冻融性能

中国粉体技术 2024年第2期30卷 24-35页

作者：孙萌萌武立波杨秋宁李宏波刘惠阳杨嘉伟宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021

【目的】提出用煤矸石改良黄土的解决方案,解决煤矸石存量逐年增大且利用率低、季冻区黄土地基病害严重的双重难题。【方法】分析煤矸石改良黄土的反应机制,通过无侧限抗压强度、直剪、固结压缩和湿陷性试验,分析煤矸石改良黄土试件的... 详细信息

【目的】提出用煤矸石改良黄土的解决方案,解决煤矸石存量逐年增大且利用率低、季冻区黄土地基病害严重的双重难题。【方法】分析煤矸石改良黄土的反应机制,通过无侧限抗压强度、直剪、固结压缩和湿陷性试验,分析煤矸石改良黄土试件的无侧限抗压强度、抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩系数和湿陷系数等力学性能指标,确定煤矸石的最优掺量;以黄土原料为对照组,将最优掺量的煤矸石改良黄土试件进行冻融循环试验,再次进行无侧限抗压强度和直剪试验,分析冻融循环后最优试件的力学和抗冻融性能。【结果】当煤矸石质量分数为20%,养护龄期28 d时,煤矸石改良黄土的无侧限抗压强度为585 kPa,抗剪强度为287 kPa,压缩系数约为0.19 MPa^(-1),黏聚力为63.755 kPa,内摩擦角为29.646°,湿陷性完全消除;进行冻融循环试验后,随着冻融循环次数的增大,无侧限抗压强度逐渐减小,冻融循环次数为11时的无侧限抗压强度、抗剪强度、黏聚力损失率分别为26.9%、 7.4%、 18.6%,内摩擦角变化较小,煤矸石改良黄土的力学和抗冻融性能较好。【结论】煤矸石活性较低,改良后的黄土的强度虽然提升幅度不大,但能明显改善黄土的湿陷性和抗冻融性能,因此煤矸石改良黄土适合作为季节性冻土区黄土的地基材料。

关键词：煤矸石改良黄土力学性能抗冻融性能

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煤气化渣改良黄土的力学特性试验分析

中国科技论文 2024年第1期19卷 23-32页

作者：曹金生武立波孙萌萌刘惠阳杨嘉伟宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

为解决煤气化渣存量逐年增多且利用率低与黄土地区路基填料缺乏的双重难题,提出用煤气化渣改良黄土作为路基填料,改良土的力学性能直接决定其是否适用。通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验、黄土湿陷试验,分析和研究不同煤气... 详细信息

为解决煤气化渣存量逐年增多且利用率低与黄土地区路基填料缺乏的双重难题,提出用煤气化渣改良黄土作为路基填料,改良土的力学性能直接决定其是否适用。通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验、黄土湿陷试验,分析和研究不同煤气化粗渣掺量和不同养护龄期下煤气化粗渣改良黄土的力学特性。结果表明:当煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d时,黄土的无侧限抗压强度由364 kPa提高到568 kPa,增长了56%,黄土的黏聚力由42.1 kPa提高至81.8 kPa,增长了94.3%;煤气化粗渣掺量为6%时,黄土的压缩系数由0.33 MPa-1降为0.11 MPa-1,降低率达66.7%;煤气化粗渣改良黄土的湿陷系数随煤气化粗渣掺量的增加先降低后逐渐升高,当掺量为6%时,黄土的湿陷系数由0.035降低到0.016,降低率为55%。即在煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d的条件下,煤气化粗渣改良黄土的无侧限抗压强度和抗剪强度得到显著提高,煤气化粗渣改良黄土的压缩系数和湿陷系数则显著降低。

关键词：煤气化渣黄土抗压强度抗剪强度压缩系数湿陷系数

5G通信系统中LDPC码ADMM译码算法研究

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5G通信系统中LDPC码ADMM译码算法研究

作者：刘惠阳华中师范大学

学位级别：硕士

近几十年来,随着对可靠数据传输和存储的需求越来越高,对于纠错编码研究的必要性越来越高。低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码具有纠错性能较好、编译码简单、可并行实现等特点,被广泛应用于无线通信领域中。针对LDPC码... 详细信息

近几十年来,随着对可靠数据传输和存储的需求越来越高,对于纠错编码研究的必要性越来越高。低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码具有纠错性能较好、编译码简单、可并行实现等特点,被广泛应用于无线通信领域中。针对LDPC码,编译码学者提出了不同特点的译码算法。其中,交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)具有最大似然认证和全零假设的优良特点,受到广泛的关注。ADMM算法的核心思想是针对某一个复杂的优化的问题,将其分解为多个简单的问题,通过迭代的方法进行求解。近年,针对ADMM-LP译码算法的研究可大致分为三类:1.ADMM译码算法虽然暂未观察到错误平层,但是和BP(belief propagation,BP)译码算法相比在低信噪比下的译码性能较差。许多研究者通过对目标项添加不同惩罚函数的方式来提升ADMM-LP译码算法在低信噪比下的译码性能;2.校验多胞体的投影是ADMM-LP译码算法中最复杂的一步,使ADMM-LP译码算法在实际应用中较为困难。寻找算法复杂度较低,且性能较好的校验多胞体的投影算法也成为研究的热点,例如线段投影算法、混合投影算法等。3.在ADMM-LP译码算法中,采取合适的调度策略能够与提升算法的收敛速度,在最大迭代次数固定的情况下,使译码器获得更好的译码性能。比如水平分层调度、节点调度以及最近提出的随机分层调度等。在5G通信系统中,对信息的传输具有高速率和低延时的需求,这对编译码技术提出了更高的要求。针对5G通信系统的特点,本文分析当前ADMM-LP译码算法的特点和不足,做了以下工作:1.惩罚校验多胞体投影的ADMM译码算法能有效降低ADMM译码算法中欧几里得投影计算的复杂度,但是结合过松弛技术后,其译码性能较割查找投影算法而言有所下降。本文对其进行改进,提出一种改进惩罚校验多胞体投影的ADMM译码算法。实验结果显示,在最大迭代次数为500时,本文提出的算法的译码性能和割查找投影算法基本一致,可节省22.9%-52%的平均译码时间。该方法能够提高译码速度,为5G通信系统中的ADMM译码算法提供了一种方案。2.已有的近似奇偶校验多胞体投影算法在迭代次数较低时性能较差。本文提出一种三角形投影算法,首先计算校验多胞体上距离待投影向量最近的三个偶数顶点,然后计算待投影向量投影到这三个偶数点组成的三角形内部的欧几里得投影。采用5G码字进行实验,实验结果显示,在最大迭代次数为20次时,本文提出的三角形投影算法与割查找投影算法的译码性能基本一致,可节省45%的平均译码时间。该算法能很好的应用于5G通信系统中。

关键词：低密度奇偶校验码交替方向乘子法 5G通信系统改进惩罚校验多胞体投影三角形投影

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基于近似投影的水平分层调度译码算法

科学技术与工程 2022年第26期22卷 11452-11458页

作者：刘惠阳王新陈克寒夏巧桥华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079 上海航天电子技术研究所上海201108

基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的线性规划(liner programming,LP)译码模型因其不会出现错误平台和具有最大似然认证的优点,广受译码研究者的关注。目前大多数ADMM算法采用的是泛洪调度策略(flo... 详细信息

基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的线性规划(liner programming,LP)译码模型因其不会出现错误平台和具有最大似然认证的优点,广受译码研究者的关注。目前大多数ADMM算法采用的是泛洪调度策略(flooding,FL),该算法存在译码收敛速度过慢的问题。基于水平分层调度的交替方向乘子法的低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码译码算法能够加速译码收敛速度,然而目前水平分层调度算法中的投影算法采用的为精确投影算法,复杂度较高。针对该问题,将近似投影算法和水平分层调度算法结合,提出基于近似投影的ADMM水平分层调度译码算法以提高译码的性能。仿真实验表明,相比其他算法,本文提出的算法的译码性能可提升0.1~0.3 dB,迭代次数可降低19%~40%,平均译码时间可减少21%~65%。

关键词：交替方向乘子法低密度奇偶校验码泛洪调度近似投影水平分层调度

基于线段投影的ADMM-LP译码算法硬件实现

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科学技术与工程 2023年第6期23卷 2469-2476页

作者：张俊伟郑昱津刘惠阳夏巧桥华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079 武汉大学计算机学院武汉430072

奇偶校验多胞体投影是交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)译码算法中最为复杂的部分,复杂的投影计算使得ADMM译码算法复杂度较高且无高效的硬件实现方案。使用线段投影算法(line segment projection al... 详细信息

奇偶校验多胞体投影是交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)译码算法中最为复杂的部分,复杂的投影计算使得ADMM译码算法复杂度较高且无高效的硬件实现方案。使用线段投影算法(line segment projection algorithm, LSA)计算校验多胞体投影可以省去复杂的排序和迭代操作,仅需进行简单的加减与比较运算,十分适合硬件实现。首先针对硬件实现对线段投影算法进行简化,并设计了完整的ADMM译码硬件实现方案,在FPGA (field programmable logic gate array)中搭建了完整译码平台进行实验。实验表明:相较于已有的译码器,本文实现的ADMM-LSA译码器误码率性能基本一致,译码速度提高了30.6%,且在硬件资源消耗上有大幅减少,其中LUT (look up table)资源使用量减少了40.3%,(flip flop, FF)资源减少67.6%,(digital signal processing, DSP)资源减少54.5%。

关键词：译码算法交替方向乘子法线段投影算法硬件实现

基于整体道路通行效率的城市公交系统的规划与研究

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基于整体道路通行效率的城市公交系统的规划与研究

作者：刘惠阳沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

伴随我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,我国各大城市都在飞速发展着,而交通系统的发展速度远远赶不上城市发展的速度,因此交通问题逐渐成为制约我国城市发展的“瓶颈”。在越来越拥挤的城市交通环境下,对城市交通问题的研究势在... 详细信息

伴随我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,我国各大城市都在飞速发展着,而交通系统的发展速度远远赶不上城市发展的速度,因此交通问题逐渐成为制约我国城市发展的“瓶颈”。在越来越拥挤的城市交通环境下,对城市交通问题的研究势在必行,其中最能缓解城市交通拥挤现状的就是对城市公交系统的规划与研究。目前我国公交系统存在的问题包括公交拥挤问题、安全问题和公交设施的舒适度等问题,其中最为严重并且亟待解决的就是公交拥挤问题。为了解决这一问题本文进行了公交优先、提高路面利用率和实施数字化管理这三个方面的研究,得出快速、全面的改善城市交通现状的方法为实现公交优先,从整体上提高了城市交通通行效率,改善了人们的生活,促进了整个社会的发展。实现公交优先的方法包括:设置公交车专用道路、大力发展建设公交枢纽、实现十字路口公交先行和政策支持公交优先等方面。其中设置公交车专用道路这种方式已经应用于我国许多城市,并且已经一定程度上促进了公交优先,但是仍然存在社会车辆占用公交车专用道的问题,这就需要政府法规政策的约束来帮助实现公交车专用道的实用性。建设城市公交枢纽是本文提出设计的重点,通过把传统的小型公交站亭转化为功能强大的公交枢纽来辅助实现公交优先。在公交枢纽中我们要实现公交车与公交站亭的无缝隙对接,实现车下售票等多种方便人们出行的功能,这样就更加有利于提高人们的生活水平。对于实现十字路口公交优先我们从两个方面进行了研究:一方面是十字路口公交车不变道左转的实现;另一方面是设置社会车辆禁停区,用以实现公交车无障碍连续右转,达到公交车无停歇式通行。本文首先对我国公交系统存在的问题进行了深入的调查研究,其次对交通拥堵问题进行了全面的分析和总结,最后通过设计对公交系统存在的问题进行解决,从而提高道路整体通行效率。

关键词：交通拥挤通行效率公交系统设计规划

海岛地区单孔稳定流抽水试验求取水文地质参数探讨

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地下水 2023年第6期45卷 148-150页

作者：刘惠阳邱锦安张荣广东省地质工程公司广东广州510080 广东省地质灾害应急抢险技术中心广东广州510080

基岩裂隙水水文地质参数是研究海岛地区地下水运动及计算地下水资源量的重要参数。本文以广东省珠海市横琴新区大横琴岛单孔稳定流抽水试验数据为基础,使用裘布依公式与吉哈尔特经验公式,通过迭代法计算海岛地区基岩裂隙含水层渗透系数... 详细信息

基岩裂隙水水文地质参数是研究海岛地区地下水运动及计算地下水资源量的重要参数。本文以广东省珠海市横琴新区大横琴岛单孔稳定流抽水试验数据为基础,使用裘布依公式与吉哈尔特经验公式,通过迭代法计算海岛地区基岩裂隙含水层渗透系数K和影响半径R。结果可知:稳定流抽水试验较为成功,试验数据可信,所采用的计算方法可用,所得结果较为可信、可靠。证明这是一种简单、有效、可行的方法,对于海岛地区基岩裂隙含水层水文地质参数的求取具有一定参考意义。

关键词：海岛地区基岩裂隙水稳定流抽水试验水文地质参数