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气候变化下高寒区裂隙岩石破裂机制及致灾模式

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地球科学 2024年

作者：陈国庆许强杨鑫孙祥成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川西香高速建设开发有限公司

气候变化下高寒区裂隙岩石受长期冻融循环作用而产生劣化，极易诱发边坡突发失稳.为分析其冻融循环作用下的破裂机制及相应的致灾模式，开展了高寒区现场破坏模式调查及不同裂隙长度的寒区花岗岩与石英砂岩冻融循环试验，借助声发射系... 详细信息

气候变化下高寒区裂隙岩石受长期冻融循环作用而产生劣化，极易诱发边坡突发失稳.为分析其冻融循环作用下的破裂机制及相应的致灾模式，开展了高寒区现场破坏模式调查及不同裂隙长度的寒区花岗岩与石英砂岩冻融循环试验，借助声发射系统和应变测试系统分析了端部裂隙扩展全过程的声发射和微应变曲线变化规律，基于试验和理论讨论了灾害形成机制.结果表明：高寒区冻融作用下的裂隙岩石致灾模式包含冻胀型、融沉型、冻融循环型三大类.针对于广泛发育的冻胀型模式设计的岩石试验结果显示，随着冻融循环次数的增加，试样的裂纹均从裂隙端部垂直向下扩展，无偏转、次生现象，花岗岩试样初期裂纹扩展更为明显，但石英砂岩裂隙会更早贯通.花岗岩声发射计数突增现象前期出现多，后期出现少，最大微应变呈现台阶式增大现象.石英砂岩声发射计数前期趋于平稳，随冻融次数增多，计数频率迅速增加，最大微应变呈现由初期平稳变化到快速升高趋势.基于断裂力学分析表明冻融条件下裂隙岩体的扩展特征主要受岩性和裂隙长度的影响，因此高寒区灾害的形成受控于岩性和裂隙扩展.研究结果为寒区裂隙岩体破裂演化及致灾模式提供理论依据.

关键词：冻融循环裂隙扩展特征断裂力学致灾模式

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基于线形组合的高等级公路植物防眩设置模型

哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 136-142页

作者：孙祥龙赵琥冯树民李振宁东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 广州大学土木工程学院广州510006 澳门大学珠海澳大科技研究院广东珠海519180

为保证植物防眩效果及避免形成“墙壁效应”,从道路线形组合的角度出发,考虑车道数、车辆类型、驾驶员视觉等因素,首先,构建了直线段和曲线段植物设置间距模型、设或不设超高的平曲线、凹形和凸形竖曲线的植物防眩高度模型以及植物防眩... 详细信息

为保证植物防眩效果及避免形成“墙壁效应”,从道路线形组合的角度出发,考虑车道数、车辆类型、驾驶员视觉等因素,首先,构建了直线段和曲线段植物设置间距模型、设或不设超高的平曲线、凹形和凸形竖曲线的植物防眩高度模型以及植物防眩高度极限模型。其次,结合规范和实际施工过程中常用参数对模型进行了标定,得到了不同速度下植物防眩设置间距和高度的理论值,并考虑植株成本和施工养护便利性,确定了推荐值。最后,以黑大公路为例,对植物防眩设置间距和高度模型进行了验证,结果表明:设计速度100 km/h时,直线坡、直线-凹形竖曲线路段的设置间距为9 m,高度为1.90 m;超高平曲线路段的设置间距为3 m,高度为1.95 m;凸形竖曲线路段的设置间距为3 m,高度为1.90 m;推荐值满足了不同线形组合下差异化与精确化的设计要求,同时也能方便施工养护,降低成本。

关键词：交通安全设施植物防眩线形组合设置间距设置高度

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基于单个SIFT特征的相对位姿估计方法

实验力学 2024年第2期39卷 183-194页

作者：谭泽关棒磊孙祥一国防科技大学空天科学学院图像测量与视觉导航湖南省重点实验室湖南长沙410073

位姿估计是精密光测和自动驾驶的基本问题之一。针对自动驾驶等实际应用中,相机在平面上运动,相机位姿的自由度为3的情况,本文提出了基于单个SIFT特征的相机相对位姿估计方法。由于单目相机无法恢复平移尺度,因此相机运动的自由度减少... 详细信息

位姿估计是精密光测和自动驾驶的基本问题之一。针对自动驾驶等实际应用中,相机在平面上运动,相机位姿的自由度为3的情况,本文提出了基于单个SIFT特征的相机相对位姿估计方法。由于单目相机无法恢复平移尺度,因此相机运动的自由度减少为仅有旋转角和平移角的两自由度。通过观测地面,可以得到包含相机运动和平面法向量的地面单应信息,因此可以通过提取地面同名点估计单应矩阵来恢复相机运动。为了减少RANSAC迭代次数、提高算法效率,引入SIFT特征进行位姿估计。SIFT特征包括2幅图像中同名点图像坐标以及其特征旋转和特征尺度,可以扩充单个点对中包含的信息,有效减少求解单应矩阵所需点对数量。针对平面二自由度运动情况,本文使用单个SIFT特征点对完成单应矩阵的估计,并采用随机采样一致算法对结果进行优化,最终分解单应矩阵得到相对位姿估计结果。在仿真实验及真实实验中与2pt方法和5pt方法进行对比,证明了所提出的方法是有效的。

关键词：位姿估计随机采样一致算法自动驾驶平面运动精密光测

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基于混合自适应选择模型的燃气轮机建模

中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2737-2747,I0019页

作者：张宝凯中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院安徽省合肥市230031

单轴燃气轮机联合循环机组作为参与电网调峰谷、调频的重要装备,其运行性能直接关系到电网安全。为提高电网可靠性,该文提出一种基于混合形式自适应选择算法模型(hybrid-form adaptive selection algorithm model,HASAM)。首先,结合厂... 详细信息

单轴燃气轮机联合循环机组作为参与电网调峰谷、调频的重要装备,其运行性能直接关系到电网安全。为提高电网可靠性,该文提出一种基于混合形式自适应选择算法模型(hybrid-form adaptive selection algorithm model,HASAM)。首先,结合厂家控制策略组态逻辑与偏互信息确定与燃机计算功率相关的变量作为建模对象;然后,利用量子粒子群QPSO辨识模型、深度置信网络DBN算法以及ELMAN算法构建子模型;最后,针对不同工况,结合QPSO优化的DBN分类模型自适应选择子模型进行燃机计算功率预测。基于9E燃气轮机工况数据验证结果表明,提出的算法能够准确的预测燃气轮机计算功率。

关键词：数据驱动燃气轮机自适应选择预测

滇西保山地块铁厂中新世花岗岩成因与构造意义

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岩石学报 2024年第6期40卷 1870-1886页

作者：叶雅琪孙祥司晓博苗珂郑明俊梁晓雅中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

滇西保山地块新生代岩浆岩是理解印度-欧亚板块斜向碰撞带新生代构造演化和动力学背景的窗口。本文对保山地块铁厂地区中新世二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究。结果表明二云... 详细信息

滇西保山地块新生代岩浆岩是理解印度-欧亚板块斜向碰撞带新生代构造演化和动力学背景的窗口。本文对保山地块铁厂地区中新世二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究。结果表明二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩的岩浆锆石U-Pb年龄分别为18.1±0.1Ma和16.9±0.2Ma,反映岩浆岩形成于中新世。两类花岗岩具有高硅(SiO 2=73.7%~74.2%),富钾(K 2O=6.3%~6.7%,K 2O/Na 2O>1),且相对高碱(K 2O+Na 2O=8.8%~9.3%)的特征,属钾玄岩系列,为强过铝质S型花岗岩。两类花岗岩的CaO/Na 2O比值介于0.25~0.39,具有低Sr(56×10^(-6)~79×10^(-6))、低Ba(155×10^(-6)~211×10^(-6))、高Rb/Sr比值(4.6~6.2)特征。二云母花岗岩的锆石εHf(t)值为-12.1~-1.5。这些特征表明铁厂中新世花岗岩是变泥质岩脱水部分熔融的产物。结合同时代西南三江地区崇山剪切带淡色花岗岩和喜马拉雅淡色花岗岩的对比分析,表明铁厂中新世花岗岩可能形成于伸展构造环境。

关键词：中新世花岗岩地球化学锆石U-Pb年代学锆石Hf同位素保山地块

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基于一维残差卷积的烟叶分级方法研究

现代电子技术 2024年第2期47卷 165-170页

作者：孙祥洪罗智勇江西中烟工业有限责任公司技术中心江西南昌330096 青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266061

在烟叶分级过程中,由于人为主观性、分级标准不一致等因素导致分级结果不一致。针对以上问题,提出一种一维残差卷积的烟叶等级分类模型。首先,改进VGG16网络,将方形矩阵卷积核和池化窗口改为适应于一维光谱数据的向量卷积核和池化窗口... 详细信息

在烟叶分级过程中,由于人为主观性、分级标准不一致等因素导致分级结果不一致。针对以上问题,提出一种一维残差卷积的烟叶等级分类模型。首先,改进VGG16网络,将方形矩阵卷积核和池化窗口改为适应于一维光谱数据的向量卷积核和池化窗口。然后,利用BasicBlock残差模块替换多层卷积叠加的结构,对光谱数据进行更深层的提取,防止梯度消失问题。最后,在卷积层后面接入BN层模块,通过归一化的方式,防止卷积计算后由于数据分布分散而导致的网络效率降低问题。选取B2V、B1F、C4F、C1L和X2L等5种不同等级的烟叶样本的近红外光谱数据进行实验。结果表明,所提方法对5种等级烟叶训练集和测试集的平均分类准确率分别为98.0%和97.3%,明显高于其他方法。该方法在一定程度上解决了烟叶人工分级带来的误差,减少了人力输出,提高了效率。

关键词：烟叶分级残差卷积神经网络残差模块近红外光谱数据特征提取数据采集

塔里木盆地巴楚隆起上新统砂岩型铀成矿条件及找矿方向

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铀矿地质 2024年

作者：杨烨许强李娟孙祥姜雅怡核工业北京地质研究院中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室

为明确巴楚隆起上新统砂岩型铀矿找矿方向，文章通过研究构造、断裂、岩性及岩石地球化学、沉积相和砂体、外部铀源、地层含铀性、深部铀源等，分析了砂岩型铀成矿条件，指出：巴楚隆起上新统发育构造缓坡，后生氧化作用时间短，原生为... 详细信息

为明确巴楚隆起上新统砂岩型铀矿找矿方向，文章通过研究构造、断裂、岩性及岩石地球化学、沉积相和砂体、外部铀源、地层含铀性、深部铀源等，分析了砂岩型铀成矿条件，指出：巴楚隆起上新统发育构造缓坡，后生氧化作用时间短，原生为红杂色层，外部铀源和地层含铀性差，不利于形成大规模层间氧化带型铀矿。沟通深部烃源岩和上新统的断裂发育，上新统与下覆地层之间为区域性不整合面，断裂和不整合面构成良好的渗出型流体的运移通道。发育后生还原的灰色砂体，为渗出型铀成矿良好的容矿空间；古生界发育富铀烃源岩，为渗出型铀成矿良好的铀源。巴楚隆起渗出型铀成矿条件优于渗入型铀成矿条件，渗出型铀矿为巴楚隆起上新统下一步主要的找矿类型。

关键词：巴楚隆起上新统砂岩型铀成矿条件渗出型铀成矿

一种自复位摇摆墙的改进Bouc-Wen滞回模型

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防灾减灾工程学报 2024年第1期44卷 39-49,201页

作者：苏醒阎石付江监孙祥磊沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110068 中国石油华东设计有限公司山东青岛266000

Bouc-Wen模型是一种可表征结构及构件刚度、强度退化等的多功能非线性光滑滞回模型,可广泛应用于各类结构滞回行为的描述。自复位摇摆墙(Self-centering rocking wall, SCRW)结构由于其优越的抗震和自复位性能,滞回曲线呈“旗帜型”。... 详细信息

Bouc-Wen模型是一种可表征结构及构件刚度、强度退化等的多功能非线性光滑滞回模型,可广泛应用于各类结构滞回行为的描述。自复位摇摆墙(Self-centering rocking wall, SCRW)结构由于其优越的抗震和自复位性能,滞回曲线呈“旗帜型”。为了更好地表征这种“旗帜型”滞回特性,在Bouc-Wen模型的基础上,建立一种具有较高精度和较好实用性的改进Bouc-Wen滞回模型。改进的Bouc-Wen模型参数是决定结构滞回性能力学特征的关键。由于该模型参数众多且选择范围不明确,为适应该类模型参数高效识别的需求,通过在MATLAB/Simulink环境中搭建程序框图,实现了对该理论模型控制参数的定性及定量分析,并运用遗传算法对10个SCRW试验结果进行参数识别,对识别结果进行统计分析,建立各参数与滞回曲线关键点的关系式,基于统计结果给出了各参数的建议取值范围;最后,通过SCRW拟静力试验对改进的滞回模型和参数取值范围进行了验证。结果表明:这种单自由度改进的Bouc-Wen滞回模型能较好地反映SCRW在往复荷载作用下无残余变形和强度、刚度退化特点的“旗帜型”滞回特性。所提出的参数取值范围显著提升了改进Bouc-Wen模型的识别精度与效率,识别过程对类似模型的参数识别具有参考价值。

关键词：自复位摇摆墙 “旗帜形”滞回特性改进Bouc-Wen模型模型参数识别拟静力试验

颗粒间碰撞对槽道湍流中颗粒聚集效应的影响研究

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力学学报 2024年第2期56卷 365-376页

作者：崔元凯张欢兰州大学湍流−颗粒研究中心兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集... 详细信息

颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集会导致颗粒局部浓度较高,颗粒间的碰撞频繁发生.然而,已有结果大多针对均匀各向同性湍流或采用大涡模拟的研究手段,尚缺少关于颗粒两相槽道湍流的直接数值模拟研究,颗粒间碰撞对颗粒聚集程度和形态影响的定量规律仍不清楚.文章基于欧拉-拉格朗日点颗粒框架,在摩擦雷诺数为Re_(τ)=180的条件下,采用直接数值模拟探讨了有/无颗粒间碰撞时水平槽道湍流中双分散颗粒聚集模式的差异.算例的颗粒平均质量分数为Φm~O(1),因此模型中还考虑了颗粒对流场的反馈作用.研究发现,颗粒间碰撞驱使近壁颗粒向槽道中心迁移,导致颗粒平均浓度的壁法向廓线变得十分平坦,抑制了壁湍流中颗粒的湍泳现象.同时,颗粒间碰撞导致颗粒在与壁面平行的水平薄层内更加均匀地分布.特别是在黏性底层内,各向异性的颗粒条带结构完全消失.这些结果表明,颗粒间碰撞显著抑制了水平槽道湍流中颗粒的湍泳和近壁区的倾向性聚集现象.

关键词：颗粒两相湍流槽道湍流颗粒聚集颗粒间碰撞直接数值模拟