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混凝土暴露试验的稳定时长与试验分析方法

材料导报 2024年第2期38卷 132-138页

作者：杨绿峰龙凤波孙继玮陈俊武广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 中建西部建设建材科学研究院成都610218 华蓝设计有限公司南宁530011

混凝土自然暴露试验通常用于研究混凝土的氯离子扩散系数,但需要选择合适的分析方法,并确定稳定暴露时长。为此,首先系统研究混凝土的氯离子瞬时扩散和平均扩散理论,明确扩散方程中不同参数的时变特性,揭示了瞬时扩散解析解在分析混凝... 详细信息

混凝土自然暴露试验通常用于研究混凝土的氯离子扩散系数,但需要选择合适的分析方法,并确定稳定暴露时长。为此,首先系统研究混凝土的氯离子瞬时扩散和平均扩散理论,明确扩散方程中不同参数的时变特性,揭示了瞬时扩散解析解在分析混凝土中氯离子扩散过程和浓度分布时与平均扩散解析解等价。然后,引入随机数模拟混凝土取样误差,利用蒙特卡洛法分析氯盐环境下混凝土暴露时长、取样误差以及不同回归分析方法对扩散系数计算结果的影响,研究表明瞬时扩散解用于混凝土自然暴露试验分析时容易受到参数迭代初值的影响,导致初始扩散系数计算结果不稳定,而平均扩散解可以避免该问题,因而平均扩散解更适合于混凝土自然暴露试验数据的回归分析。在此基础上,研究确定了不同取样误差下的混凝土稳定暴露时长。最后,通过工程实例分析验证了回归分析方法以及稳定暴露时长在氯盐环境下混凝土自然暴露试验数据分析中的合理性和必要性。

关键词：混凝土氯离子扩散方程初始扩散系数稳定暴露时长

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矿井无线电波防爆安全发射功率研究

工矿自动化 2024年第3期50卷 1-5页

作者：孙继平彭铭中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083

5G,5.5G,WiFi6,WiFi7,UWB,ZigBee等矿井移动通信系统及人员和车辆定位系统等发射的大功率无线电波有点燃瓦斯和煤尘的风险。因此,需要合理设置防爆无线电设备发射的无线电波防爆安全功率阈值,限制防爆无线电设备发射的无线电波功率。欧... 详细信息

5G,5.5G,WiFi6,WiFi7,UWB,ZigBee等矿井移动通信系统及人员和车辆定位系统等发射的大功率无线电波有点燃瓦斯和煤尘的风险。因此,需要合理设置防爆无线电设备发射的无线电波防爆安全功率阈值,限制防爆无线电设备发射的无线电波功率。欧洲标准CLC/TR 50427:2004《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》规定了爆炸性气体环境中无线电波防爆安全接收点火功率阈值,但缺少无线电波防爆安全发射功率阈值的内容。国家标准GB/T 3836.1—2021《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》和国际标准IEC 60079-0:2017《Explosive atmospheres-Part 0:Equipment-General requirements》虽然有无线电波防爆安全发射功率阈值的相关规定,但错误地将欧洲标准CLC/TR 50427:2004中的无线电波防爆安全接收点火功率阈值修改为无线电波防爆安全发射功率阈值,大大降低了爆炸性环境中无线电设备所能允许的最大发射功率。由于煤矿井下没有能作为接收天线的起重机这类细长结构物体,且现有矿井无线通信及定位系统工作频率均远大于30 MHz,所以,无线电波防爆安全接收点火功率阈值应为8 W,而不是国家标准GB/T 3836.1—2021和国际标准IEC 60079-0:2017规定的无线电波防爆安全发射功率阈值6 W。在发射天线发射的无线电波能量全部被等效天线吸收的最不利于无线电防爆的传输和耦合情况下,无线电设备工作频率为等效天线谐振频率时,接收点火功率达到最大,为等效天线接收的总功率的一半,即发射功率的一半。在实际工程中,无线传输效率和耦合效率均不会为1,因此,无线电波防爆安全发射功率阈值应是无线电波防爆安全接收点火功率阈值2倍以上。煤矿井下无线电波防爆安全接收点火功率阈值为8 W,因此,煤矿井下无线电波防爆安全发射功率阈值应大于16 W。

关键词：矿井无线电波防爆安全接收点火功率发射功率

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智能感知织物在军事领域的应用

丝绸 2024年

作者：孙继淑田明伟李煜天青岛大学纺织服装学院

智能感知纺织品因灵敏度高、舒适性好、穿戴方便，可应用于可穿戴智能设备，在军事装备领域展现了巨大发展潜力和多样化应用，如监测士兵生理状态、战场环境、运动姿势等。本文以智能感知纺织品为研究对象，系统综述了近几年纺织基应变... 详细信息

智能感知纺织品因灵敏度高、舒适性好、穿戴方便，可应用于可穿戴智能设备，在军事装备领域展现了巨大发展潜力和多样化应用，如监测士兵生理状态、战场环境、运动姿势等。本文以智能感知纺织品为研究对象，系统综述了近几年纺织基应变传感器、纺织基压力传感器、纺织基温度传感器、纺织基湿度传感器的研究进展及智能感知纺织品在军事装备领域的应用，同时分析了其数据信息的安全性、耐洗性、稳定性以及数据传输的可靠性等问题，指出未来智能感知纺织品将能够实现更高精度、更快速的数据采集和处理，向着智能化、集成化方向发展。

关键词：智能感知织物应变传感器压力传感器温度传感器湿度传感器军事领域应用

青藏高原中部伦坡拉盆地新生代地层年代、古环境与古高度研究综述

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科学通报 2024年第18期69卷 2463-2479页

作者：孙继敏李建国刘卫国靳春胜中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院南京地质与古生物研究所南京210008 中国科学院地球环境研究所西安710061

新生代以来,地球上最为显著的地貌变化就是印度与亚洲板块碰撞导致的青藏高原隆升.长期以来,关于碰撞的起始时间、碰撞方式与过程以及古高度等均有较大的争议.本文主要针对近年在古高度重建方面最受关注的高原中部伦坡拉盆地的研究进行... 详细信息

新生代以来,地球上最为显著的地貌变化就是印度与亚洲板块碰撞导致的青藏高原隆升.长期以来,关于碰撞的起始时间、碰撞方式与过程以及古高度等均有较大的争议.本文主要针对近年在古高度重建方面最受关注的高原中部伦坡拉盆地的研究进行了综述,旨在总结年代学、古环境演变以及古高度重建方面的进展和分歧.首先,伦坡拉盆地的新生代地层年代近年获得了长足的进展,特别是在伦坡拉盆地的牛堡组和丁青组地层陆续发现了10层左右的凝灰岩,为限定地层时代提供了很好的绝对年龄约束,牛堡组的时代已经从此前的古新世-始新世调整为始新世-早渐新世,丁青组则为晚渐新世至晚中新世.其次,伦坡拉盆地牛堡组的植物化石揭示了早始新世晚期(47 Ma)为热带亚热带湿润的森林环境,始新世晚期(39 Ma)则为亚热带开阔森林环境.丁青组的植被类型以暖温带针阔叶混交林为主.丁青组中、下部地层记录了40万年准周期的干湿旋回,表明地球轨道的长周期偏心率波动驱动了该时期伦坡拉盆地的古降水变化;而丁青组上部的稳定同位素记录揭示了14 Ma以来高原中部发生的降温与干旱增强事件,而且该事件是对14 Ma以来东南极冰盖扩张、全球持续变冷事件的响应.此外,伦坡拉盆地牛堡组中段及丁青组含有丰富的动植物化石.近年,越来越多的生物学证据(包括植物大化石与孢粉)表明,伦坡拉盆地在晚始新世的古高度基本在2000~2700 m左右,晚渐新世-早中新世初期(26~20 Ma)的古高度为3000~3200 m.即便到晚中新世早期的12 Ma,水生浮叶植物的证据表明,伦坡拉盆地古湖面的最大高度为3400 m,由此表明伦坡拉盆地的海拔高度很可能在晚中新世以后仍有1200 m左右的上升.

关键词：青藏高原隆升伦坡拉盆地牛堡组与丁青组时代古环境古高度

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河湖库淤积治理中底泥清淤的内涵与发展方向

水利学报 2024年第4期55卷 456-467页

作者：朱伟侯豪孙继鹏钟军王鑫牟彪河海大学水科学研究院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

淤积问题对我国的水利事业影响深远,而底泥清淤是近些年淤积治理中经常采用的措施。针对底泥清淤的现状和存在问题,系统梳理了底泥清淤这一学科交叉领域的相关理论、技术和方法;阐述了对底泥清淤的概念、内涵、类型及基本问题的科学理解... 详细信息

淤积问题对我国的水利事业影响深远,而底泥清淤是近些年淤积治理中经常采用的措施。针对底泥清淤的现状和存在问题,系统梳理了底泥清淤这一学科交叉领域的相关理论、技术和方法;阐述了对底泥清淤的概念、内涵、类型及基本问题的科学理解;提出了淤积治理中底泥清淤必须明确的四大问题:为什么治理、治理什么、用什么方法治理以及对后续产物如何处置。依据淤积对河湖库产生的危害,可分为物理性淤积、化学性污染和生态性损害三种类型。分别讨论了工程清淤、环保清淤和生态清淤间的共性和差异。对底泥清淤工程在目的、目标、手段及后续处理处置方面的现状及存在问题进行了评述。未来底泥清淤势必成为一个长期存在的工程和管理行为,因此更加高效、低投入、绿色、可持续的底泥清淤技术,是行业必然的发展方向。

关键词：淤积治理底泥清淤底泥淤泥处理淤泥资源化尾水处理

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基于多尺度特征的地基云图分类检测算法

计算机科学 2024年第S1期51卷 305-310页

作者：孙继飞贾克斌北京工业大学信息学部北京100024 先进信息网络北京实验室北京100024

地基云的自动识别方法和技术为气象分析中的云状识别和云量估计任务提供了重要的手段和依据。然而,对这两种任务的研究往往独立,互不相干,导致地基云图的分类与分割技术无法有效地结合使用。特别是当云图中出现多类云状时,现有技术难以... 详细信息

地基云的自动识别方法和技术为气象分析中的云状识别和云量估计任务提供了重要的手段和依据。然而,对这两种任务的研究往往独立,互不相干,导致地基云图的分类与分割技术无法有效地结合使用。特别是当云图中出现多类云状时,现有技术难以按不同云类分别划分区域并进行云量计算。为了解决这一问题,提出用基于深度学习的语义分割方法实现对地基云图的按类分割。首先,构建了地基云图语义分割数据集GBCSS,该数据集包含3000幅云图,共计11个类别。在此基础上,提出了一种基于U型神经网络的改进方案UNet-PPM作为地基云图语义分割模型。为了增强网络对云的轮廓特征提取能力,引入了金字塔池化模块。该模块提取并聚合了不同尺度的图像特征,提升了网络获取全局信息的能力。最后,将设计的网络在GBCSS上进行了训练以及评估,其在测试集上达到了91.5%的像素准确率。与U-Net相比,UNet-PPM在像素准确率上有5.4%的提升,表明该网络对云的轮廓特征提取的能力更强,以及语义分割应用在地基云图中的可行性。

关键词：地基云图语义分割云图数据集全卷积网络金字塔池化模块

泰山地形对一次副高边缘大暴雨过程影响的观测分析

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气象学报 2024年第2期82卷 155-167页

作者：郑丽娜孙继松济南市气象台济南250102 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

利用区域加密自动气象站、雷达、风廓线及卫星等观测资料,分析了2022年秋季山东一次极端大暴雨事件中泰山山脉周围的降水分布及其产生这种分布的可能原因。结果表明:(1)这次山东大暴雨事件发生在对流层中、低层为强盛偏南气流的背景下,... 详细信息

利用区域加密自动气象站、雷达、风廓线及卫星等观测资料,分析了2022年秋季山东一次极端大暴雨事件中泰山山脉周围的降水分布及其产生这种分布的可能原因。结果表明:(1)这次山东大暴雨事件发生在对流层中、低层为强盛偏南气流的背景下,强降水时段集中在2022年10月1日23时至2日02时(北京时,下同),100 mm等雨量线呈“反弓形”横亘在泰山北侧与西侧,并各自伴有超170 mm的降水中心,而泰山南侧降水反而明显偏弱。(2)大暴雨分布带与地面上的中尺度涡旋-辐合线对应:泰山西侧的中尺度涡旋是山脉北侧冷性绕流与南侧暖性绕流相遇而形成的,导致泰山西侧出现强降水中心,降水呈单峰型;山脉北侧的辐合线长时间维持与重建过程,造成泰山北侧降水时间更长,累计降水量更大,小时降水量呈双峰型。(3)泰山北侧观测站的两个降水峰值与雷达反射率因子的两条平行回波带对应:位于泰山北坡处于长时间准静止状态的第一条回波带,与泰山北侧水平涡度环流的上升支气流对应,其形成机制是夜间具有强垂直切变特征的越山西南低空急流和近地面层受到山脉阻滞的东北气流构成的水平涡度强烈发展和维持的结果;第二条降水回波带与弱冷空气云系对应,当其靠近泰山北侧时受到越山西南低空气流背风坡上升支的影响,出现雷达反射率因子增强现象,与之对应的地面风场特征表征为辐合线的重建过程。(4)在泰山西侧,地面辐合线在低空冷空气的驱动下向东南方向移动,致使回波带逐渐演变成“反弓形”,造成强雨带也呈“反弓形”分布;而泰山南侧处于具有强烈垂直切变低空急流形成的水平涡度的下沉支控制下,因而降水量相较泰山北侧和西侧明显偏小。

关键词：泰山山脉绕流低空急流水平涡度环流

煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故自动发现与报警方法研究

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工矿自动化 2024年第5期50卷 1-5,13页

作者：孙继平程继杰中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083

煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出自动感知报警方法是及时发现事故并应急救援,减少人员伤亡,避免或减少瓦斯和煤尘爆炸等次生事故发生,遏制事故迟报、漏报和瞒报的有效措施。煤矿冲击地压事故感知难,目前还没有煤矿冲击地压事故自动发现和报... 详细信息

煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出自动感知报警方法是及时发现事故并应急救援,减少人员伤亡,避免或减少瓦斯和煤尘爆炸等次生事故发生,遏制事故迟报、漏报和瞒报的有效措施。煤矿冲击地压事故感知难,目前还没有煤矿冲击地压事故自动发现和报警方法,煤矿冲击地压事故主要靠人工发现。目前仅有基于甲烷、风速和风向传感器的煤与瓦斯突出自动报警方法,但存在响应速度慢、甲烷传感器损毁前监测不到甲烷浓度大幅升高等问题。提出了煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法:根据煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出温度、颜色、深度、掩埋等图像特征,识别煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出;再根据巷道空间和采掘工作面的甲烷浓度变化,区分冲击地压和煤与瓦斯突出,如果甲烷浓度大面积迅速升高,则判定为煤与瓦斯突出,否则判定为冲击地压。该方法具有直观、响应速度快、非接触、监测范围广、简单可靠等优点,可直观地记录煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出真实情况;当煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故报警后,调度室值班人员可以通过录像,立即确认事故,及时进行应急救援。提出了减少煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出抛出的煤岩对图像感知影响的方法:摄像机多点布置,摄像机设置在较高位置,视频数据及时传输,甲烷传感器多点布置等。

关键词：冲击地压煤与瓦斯突出煤矿事故感知灾害报警图像识别

店埠河流域地表水-地下水水化学特征及其成因分析

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环境科学 2024年第2期45卷 813-825页

作者：郑涛秦先燕吴剑雄安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所) 合肥230001

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析... 详细信息

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析其季节性和空间变化特征,探讨地表水和地下水的水化学特征和形成机制.结果表明,①大气降水是店埠河流域地表水和地下水的主要补给来源,地表水的蒸发分馏效应比地下水更显著.不同时期,地表水比地下水更富集氢氧稳定同位素.地表水和地下水中氢氧稳定同位素均呈季节性变化特征,丰水期相对富集,枯水期相对贫化.②店埠河流域地表水和地下水均为弱碱性水,地表水中各离子浓度明显小于地下水,地表水中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,水体中的优势阴离子均为HCO_(3)^(-).地表水的水化学类型以HCO_(3)·Cl-Na·Ca型水为主,地下水以HCO_(3)-Na·Ca型水为主.③地表水和地下水主要水化学指标浓度具有一定的时空差异性.从丰水期到枯水期,地表水中TDS、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)浓度整体呈现上升趋势.地下水中Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度整体变化不大,略有增加趋势,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度整体呈上升趋势.从上游到下游,地表水中主要水化学指标浓度呈现先减小后增大的趋势,NO_(3)^(-)浓度增幅最大.地下水在径流方向上主要水化学指标浓度整体变化不大,但呈现出排泄区大于补给区的规律.④水体水化学特征的形成主要受水-岩作用控制,同时还受到人为因素影响.水-岩作用主要为硅酸盐岩、盐岩和碳酸盐岩等矿物的风化溶解.污水处理厂污水、生活污水和粪肥等污染物已明显改变了局部水体的水化学特征.⑤与2016年相比,地表水中的NO_(3)^(-)浓度已有不同程度地减少,当地政府进行的氮污染控制工作已取得一定成效,但仍需在店埠河下游、部分支流(定光河和马桥河)和部分居民点加强对污水及粪肥的污染防控.

关键词：店埠河流域水化学特征水化学成因离子来源氢氧稳定同位素巢湖