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应力分析机制下岩质边坡后缘张裂缝位置与深度求解方法

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岩石力学与工程学报 2024年第8期43卷 1978-1997页

作者：邓东平彭一航陈浩宇中南大学土木工程学院湖南长沙400075

坡后缘张裂缝对岩质边坡稳定性往往会产生至关重要的影响,而如何有效预测坡后缘张裂缝位置与深度成为可靠分析具有张裂缝岩质边坡稳定性的关键前提。为此,针对无节理或发育有4组及以上节理的岩质边坡,从坡后缘张裂缝形成机制出发,建立... 详细信息

坡后缘张裂缝对岩质边坡稳定性往往会产生至关重要的影响,而如何有效预测坡后缘张裂缝位置与深度成为可靠分析具有张裂缝岩质边坡稳定性的关键前提。为此,针对无节理或发育有4组及以上节理的岩质边坡,从坡后缘张裂缝形成机制出发,建立一种新的岩质边坡后缘张裂缝位置与深度求解方法。首先,应用非线性广义Hoek-Brown(GHB)强度准则,将节理的影响融入到岩体强度计算当中。然后,基于坡后缘张裂缝近似竖向发展的特点,将坡后缘岩体水平应力状态作为张裂缝形成与发展的关键指标,进而,提出获取岩质边坡后缘水平应力的微楔形体单元力学分析模型。最后,利用坡后缘竖向张裂缝自上而下的发展规律以及张裂缝终端应力水平与岩体抗拉强度之间的关联关系,进一步构建出坡后缘开裂位置与深度的判别式,以此实现岩质边坡后缘张裂缝位置与深度的确定。通过与数值模拟方法、室内试验结果以及工程实测数据对比分析,本文方法的合理性和有效性得到了验证。研究成果将为预测边坡后缘裂缝位置与深度提供理论基础,并为可靠开展具有坡后缘张裂缝岩质边坡的稳定性分析创造必要条件。

关键词：边坡工程岩质边坡张裂缝非线性GHB强度准则坡后缘水平应力张裂缝深度起始开裂位置

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基于悬移质不平衡输沙的库区冲淤数值模拟

基于悬移质不平衡输沙的库区冲淤数值模拟

作者：彭一航天津大学

学位级别：硕士

水利工程中的泥沙问题一直是工程建设与运行过程当中相当棘手的难题,利用泥沙数学模型进行冲淤计算和预测是解决这一问题的主流方法。本文比较系统的分析了泥沙数学模型的研究现状,对比了国内外主流的一些研究方法,并结合实际的水... 详细信息

水利工程中的泥沙问题一直是工程建设与运行过程当中相当棘手的难题,利用泥沙数学模型进行冲淤计算和预测是解决这一问题的主流方法。本文比较系统的分析了泥沙数学模型的研究现状,对比了国内外主流的一些研究方法,并结合实际的水库冲淤计算的应用目标,依据韩其为关于非均匀悬移质不平衡输沙及水库淤积与河床演变数学模型系统研究成果建立了数学模型。首先,以三门峡水库潼关至大坝段为应用对象,利用数学模型进行冲淤验证;然后,以官厅水库为研究对象,利用数学模型对其进行冲淤计算,并讨论水库淤积三角洲的形成与特征。全文分为5章,各章的主要内容如下: 第1章为绪论,对泥沙问题的研究现状、主流的泥沙数学模型计算方法进行了比较系统的阐述,并在此基础上结合实际工程应用提出了本文的研究内容。第2章建立了悬移质不平衡输沙的数学模型,并对相关问题的处理方法进行了系统的阐述。第3章对三门峡水库潼关至大坝段1970年至1990年的冲淤情况进行计算,并与实测资料进行对比分析,验证计算模型的可靠性。第4章应用数学模型对官厅水库进行冲淤计算,并讨论水库淤积三角洲的形成与特征。第5章为结论和展望。对本文的工作进行总结,并对泥沙数学模型的发展以及今后的工作进行阐述。

关键词：悬移质不平衡输沙数学模型三门峡水库官厅水库淤积三角洲

碳布基金属氧化物/碳柔性电极材料的构筑及电化学电容性能研究

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碳布基金属氧化物/碳柔性电极材料的构筑及电化学电容性能研究

作者：彭一航东华大学

学位级别：硕士

伴随着近年来对能源的需求日益增加,化石能源出现了日益枯竭的现象,同时化石能源的大量开发和利用对环境和生态造成了严重的污染和破坏。所以人类必须寻找一种可再生的清洁能源,改变目前主要的能源消耗模式。开发新型高效的储能材料与器... 详细信息

伴随着近年来对能源的需求日益增加,化石能源出现了日益枯竭的现象,同时化石能源的大量开发和利用对环境和生态造成了严重的污染和破坏。所以人类必须寻找一种可再生的清洁能源,改变目前主要的能源消耗模式。开发新型高效的储能材料与器件,电化学储能材料与器件便是主要的研究方向之一。同时,随着当今电子设备正呈现出柔性化和轻薄化的发展趋势,开发出具有体积小、重量轻、低成本、加工性能和电化学性能优异的柔性电化学电容器及其电极材料具有十分重要的意义。本课题选择以碳布为基底,利用碳布本身良好的导电性能,在其表面构筑双电层和赝电容材料,研究其在碳布基柔性电化学电容器电极材料中的应用。具体的研究内容如下:(1)使用水热合成法和热分解法,在碳布纤维的表面生长一层多孔的氧化镍纳米线,制备出氧化镍/碳布柔性电极材料。(2)通过多步骤合成法,首先,通过水热法在碳布上合成作为模板的氧化锌(ZnO)纳米棒阵列,以葡萄糖为碳源通过高温碳化方法在合成ZnO纳米棒的表面生长均匀的碳层。在去除ZnO纳米棒之后,在碳布表面生长良好阵列形式的碳纳米管。最后,超薄多孔钴酸镍纳米片沉积在碳纳米管/碳布上制备出钴酸镍/碳纳米管/碳布(Ni CoO/CNTs/CC)柔性超级电容器电极材料。(3)通过扫描电子显微镜(SEM),投射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等分析技术和方法表征了材料的形貌和微观结构。以2mol/L的KOH溶液作为电解液,采用循环伏安法,恒流充放电等方法测定其电化学性能。通过对电极材料进行折叠、拉伸等测试,研究电极材料的柔性性能。揭示了电极结构、外力作用与电化学性能的内在作用规律。通过实验优化,在最佳条件制备出的氧化镍/碳布柔性电极材料在扫描速率为2mV/s,电压窗口为0-0.5V时,比电容达到652F/g,在电流密度为13.7A/g的条件下经过10000次恒流充放电循环后,比电容的保留值为92%。通过最佳条件制备出的钴酸镍/碳纳米管/碳布柔性电极材料在扫描速率为5m V/s,电压窗口为-0.1-0.5V时,比电容可以达到1518F/g,在电流密度为10A/g的条件下经过3000次恒流充放电循环后,比电容的保留值为88%。

关键词：碳布氧化镍钴酸镍柔性电极材料

基于特征融合的数字图像复制粘贴篡改检测算法研究

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基于特征融合的数字图像复制粘贴篡改检测算法研究

作者：彭一航广东工业大学

学位级别：硕士

复制粘贴作为一种经典的图像篡改方式,被不法分子用于篡改图片的局部内容。这一类图像传播着虚假的信息,容易对社会造成负面的影响。针对现有算法虚警率较高和固定阈值导致的泛化能力不强等问题,本文进行特征分析以及自适应阈值等关键... 详细信息

复制粘贴作为一种经典的图像篡改方式,被不法分子用于篡改图片的局部内容。这一类图像传播着虚假的信息,容易对社会造成负面的影响。针对现有算法虚警率较高和固定阈值导致的泛化能力不强等问题,本文进行特征分析以及自适应阈值等关键技术的研究,提出了两种基于特征融合的篡改识别算法,进而提高算法的检测性能。主要的工作内容包括:（1）提出了一种基于递进式特征技术的检测算法。在获取相似局部区域步骤中,与使用传统算法使用固定阈值的方式不同,本算法首先生成相似性分布图并选择峰值与次峰值对应的局部区域作为候选篡改区域,从而通过去阈值化来提高算法的泛化性。单独使用SIFT特征容易受到自然相似区域的干扰,因此使用递进式的特征融合技术把SIFT特征与Hu特征进行结合,对局部区域进行描述,最后匹配完成鉴定。该方法具有良好的检测性能,在MICC-F2000数据集中能达到97.2%的识别准确率以及6.4%的虚警率。（2）为了进一步降低虚警率,提高算法性能,实现阈值自适应化,提出一种基于并行特征融合的二阶段篡改检测算法。在粗判定阶段,为避免因重叠分割导致的局部区域相关性衰弱问题,使用超像素分割算法把图像分割成不规则的局部区域,然后使用相似性提取法获取相似的局部区域;在精判定阶段,为了提升特征的表达能力,使用一种并行特征融合方式对局部区域进行描述。最后,提出一种基于梯度直方图特征水平的自适应阈值生成方法,根据图像的纹理特征自适应生成用于判定局部区域属性的阈值,完成检测。该方法在MICC-F220与MICC-F2000数据集上准确率为99.1%与98.5%,虚警率为7.2%与5.7%,且对Co Mo Ho数据中的各种攻击具有一定的鲁棒性。实验结果表明,作为可提升检测算法性能的突破点,特征融合技术有助于解决自然相似区域干扰的问题,降低算法的虚警率;自适应阈值技术可有效提高算法的泛化性,提升检测准确率。本文方法良好检测性能良好,具有实用性,对防止复制粘贴篡改图像扰乱社会秩序具有一定的积极意义。

关键词：图像篡改检测复制粘贴篡改特征融合自适应阈值直方图技术

智能药物管理系统在养老机构老年人中的应用效果研究

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智能药物管理系统在养老机构老年人中的应用效果研究

作者：彭一航重庆医科大学

学位级别：硕士

目的:1.通过横断面调查了解养老机构老年人的用药现状,分析其影响因素,为进一步构建适用于养老机构老年人的智能药物管理系统提供依据。2.设计开发智能药物管理系统,并评价其应用效果,探讨该系统对养老机构老年人用药依从性、用药知识... 详细信息

目的:1.通过横断面调查了解养老机构老年人的用药现状,分析其影响因素,为进一步构建适用于养老机构老年人的智能药物管理系统提供依据。2.设计开发智能药物管理系统,并评价其应用效果,探讨该系统对养老机构老年人用药依从性、用药知识及用药自我效能的影响。方法:1.采用分层抽样,通过一般资料调查表、用药情况调查表及用药知信行调查量表对重庆市12所养老机构的203例老年人用药现状进行横断面调查,运用单因素分析、多元逐步回归分析、调节效应分析等方法进行统计学分析。2.基于现状调查结果及相关文献查阅结果,在信息-动机-行为技巧模型、技术接受模型及信息系统成功模型基础上,设计开发智能药物管理系统,经过为期4个月的测试及反复修改,形成最终版系统。3.通过随机对照试验评价智能药物管理系统在养老机构老年人中的应用效果。采用方便抽样,选取重庆市某两家具有相似生活环境、管理模式及服务标准的养老机构作为研究机构。采用随机数字表法将研究对象随机分为干预组及对照组,两组各47人,干预组应用智能药物管理系统进行干预,对照组采用养老机构常规用药管理模式,研究时长为3个月。于干预前及干预三个月时分别收集两组研究对象的用药依从性量表、用药记录单、用药知识问卷及合理用药自我效能量表,另在干预三个月时收集干预组的智能药物管理系统效果评价量表。采用IBM SPSS Statistics 23.0软件分析数据,主要方法有意向性分析、描述性统计分析、t检验、秩和检验、χ检验等。结果:1.养老机构老年人用药知识得分为(18.34±5.82)分,处于低等水平;用药依从性得分为(6.54±1.46)分,处于中等水平;老年人的用药信念、用药频率及工作人员关注程度是其用药依从性的主要影响因素;不同类型养老机构老年人的用药种类、用药方式、药物不良反应发生率、用药信念及用药依从性不同,不同机构工作人员对老人用药情况关注度也不同;45.3%的养老机构工作人员不太关注或根本不关注老人的用药情况;养老机构类型能够在工作人员关注度上对用药依从性的影响起调节效应。2.智能药物管理系统包括Web管理后台、药物感应终端及微信小程序三部分,系统功能主要包括设备设置、系统参数设置、用药提醒、健康宣教及数据分析管理。3.经智能药物管理系统干预后,干预组老人用药延服率及漏服率显著低于同期对照组,用药依从性得分及用药自我效能得分的干预前后差值显著髙于对照组(P一步完善。

关键词：养老机构老年人用药管理信息技术

广义H-B强度准则下破碎岩质边坡稳定分析极限平衡变分法

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：邓东平徐润冬彭一航中南大学土木工程学院

由于岩体剪切失效行为往往呈现为复杂的非线性特征，使得现有理论方法在开展破碎岩质边坡稳定性分析方面存在一定的挑战。本文利用变分法构建滑面与滑面应力微分控制方程，并应用极限平衡原理建立边坡安全系数和滑面应力未知变量计算公... 详细信息

由于岩体剪切失效行为往往呈现为复杂的非线性特征，使得现有理论方法在开展破碎岩质边坡稳定性分析方面存在一定的挑战。本文利用变分法构建滑面与滑面应力微分控制方程，并应用极限平衡原理建立边坡安全系数和滑面应力未知变量计算公式，从而提出岩质边坡稳定性极限平衡变分法。与此同时，针对广义Hoek-Brown强度准则下滑面形状–滑面正应力–滑面瞬时剪切强度参数的相互嵌套关系，实施离散计算方式与耦合关联求解策略，破解非线性强度准则直接引入的难题。在此基础上，将边坡全局变分极值问题视为众多确定边界变分极值问题。然后，以滑面参数为优化变量，并以最小边坡安全系数和变分极值条件为优化目标，引入多目标优化遗传算法，实现可动边界横截条件解除与变分控制条件严格满足下边坡临界滑面精准快速搜索。通过算例对比分析，本文方法的可行性与实用性得以验证。现有研究将有助于边坡稳定性极限平衡理论发展和完善，并为复杂条件下破碎岩质边坡稳定性分析提供一种行之有效的计算思路。

关键词：边坡工程破碎岩质边坡广义H-B强度准则稳定性分析极限平衡变分法多目标遗传算法

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基于递进式混合特征的篡改图片识别算法

激光与光电子学进展 2022年第2期59卷 273-281页

作者：彭一航叶武剑刘怡俊广东工业大学信息工程学院广东广州510006

针对现有检测算法难以抵抗组合攻击的缺点,提出一种基于混合特征的复制-粘贴篡改识别算法。与传统算法使用固定阈值不同,所提算法采用无阈值相似子块提取方法来选择具有高相关性的子块。同时,为获取更多的局部信息,提出一种自适应子块... 详细信息

针对现有检测算法难以抵抗组合攻击的缺点,提出一种基于混合特征的复制-粘贴篡改识别算法。与传统算法使用固定阈值不同,所提算法采用无阈值相似子块提取方法来选择具有高相关性的子块。同时,为获取更多的局部信息,提出一种自适应子块合成方案以避免子块出现混叠。另外,针对尺度不变特征变换(SIFT)特征无法区分自然相似区域与篡改区域的问题,所提算法结合矩特征的优点,提取合成子块的递进式混合特征以此来降低算法的虚警率。实验结果表明,所提算法在MICC-F2000数据集上的灵敏度(TPR)与F1分别为97.2%与92.9%,在MICC-F220数据集上的TPR与F1为98.2%与95.1%,说明所提算法具有良好的检测能力。

关键词：成像系统复制-粘贴篡改混合特征图片篡改识别尺度不变特征变换 Hu矩

局部安全系数引入下岩质边坡稳定性分析极限平衡滑面应力法

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 964-985页

作者：邓东平彭一航陈浩宇王翊民中南大学土木工程学院湖南长沙400075

由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析... 详细信息

由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析岩质边坡稳定性方面存在些许不足。此外,边坡稳定性分析时,以往常将滑面局部安全系数假定为与位置无关的单一变量。事实上,边坡在未达到临界失效状态前,滑面局部安全系数分布存在差异性。为此,应用Taylor级数展开式构建滑面正应力函数,并考虑滑面局部安全系数差异性,建立滑面局部安全系数倒数线性分布特征下滑面剪应力函数。进而,实现滑面应力计算模式与滑面局部安全系数差异分布特征下广义非线性H-B强度准则的融入。随后,引入滑面端部应力约束条件,并依据边坡滑体所满足的整体力学平衡方程,推导出岩质边坡稳定性极限平衡解答。通过算例对比分析,可知本文方法不仅可准确地评估出非线性强度准则下岩质边坡稳定性,而且能够合理地模拟出近坡顶处滑面拉剪应力区、客观地描述出应力集中效应下近坡脚处滑面压剪现象以及有效地判别出滑面局部安全系数差异分布特征。进一步,为了便于指导工程岩质边坡设计与加固,绘制了均质岩石边坡最小安全系数等值曲线图与临界滑面局部安全系数差异分布特征分区图。

关键词：边坡工程广义非线性H-B强度准则岩质边坡稳定性极限平衡滑面应力滑面局部安全系数滑面端部应力约束条件

滑面极径-应力-强度耦合关联下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡分析方法

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岩土力学 2024年第11期45卷 3235-3258页

作者：邓东平彭一航柳梦琦李媛媛中南大学土木工程学院湖南长沙400075

非线性强度准则下边坡破坏模式、滑面应力以及岩土剪切强度参数存在耦合关联,从而加大了边坡稳定性分析与最可能破坏模式揭示的难度。为此,以滑面应力计算模式代替条块划分下条间力假设模式,并嵌入非线性Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则... 详细信息

非线性强度准则下边坡破坏模式、滑面应力以及岩土剪切强度参数存在耦合关联,从而加大了边坡稳定性分析与最可能破坏模式揭示的难度。为此,以滑面应力计算模式代替条块划分下条间力假设模式,并嵌入非线性Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则以及引入滑面端部应力约束条件。在此基础上,结合滑体整体力学平衡条件,建立滑面应力计算模式下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡解答。与此同时,依据现有滑面模型,将滑面概化为旋转中心点下极径与极角所表征的曲线,以此构建通用型滑面生成模型。进一步,针对分层边坡,提出合理的“应力连续+最不利剪切方向”层间滑面连接模式。随后,采取滑面极径-应力-强度联合迭代法,整合滑面应力计算模式下边坡稳定性极限平衡解答与通用滑面生成模型,实现非线性强度准则下边坡稳定性有效分析与最可能失效模式可靠揭示。通过多个边坡算例对比分析,此方法的可行性得以验证,而且当前研究工作将有利于进一步探明非线性强度准则下边坡破坏机制。

关键词：边坡稳定性极限平衡非线性M-C强度准则滑面极径-应力-强度耦合关联关系通用型滑面模型滑面应力函数