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基于神经网络融合模型的季冻区路基变形预测及路面附加效应分析

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基于神经网络融合模型的季冻区路基变形预测及路面附加效应分析

作者：覃星源吉林大学

学位级别：硕士

路基作为道路的下部结构和承重基础,若变形过大,将导致结构失稳,影响行车安全,缩短道路的使用寿命。因此,科学合理地预测路基的变形量,并将之控制在合理的范围,是保证道路结构稳定与运营安全的关键。随着“面层耐久、基层长久、路基永... 详细信息

路基作为道路的下部结构和承重基础,若变形过大,将导致结构失稳,影响行车安全,缩短道路的使用寿命。因此,科学合理地预测路基的变形量,并将之控制在合理的范围,是保证道路结构稳定与运营安全的关键。随着“面层耐久、基层长久、路基永久”的长寿命路面建设理念的形成,在季节性冻土地区,开展路基冻胀融沉相关问题的研究尤为重要。然而,路基的冻胀融沉受到地质条件、气候环境条件等多种因素的影响。因此,探寻一种基于影响因素的路基冻胀融沉变形量的预测方法具有重要的现实意义。本文基于试验路段工程环境资料,开展了粉质黏土的冻融特性研究,利用榆松高速扶余连接线路基冻胀融沉观测数据,分别构建了BiLSTM-BP神经网络模型和BiLSTM-Attention神经网络模型,并通过stacking算法进行了模型融合,预测了路基冻胀融沉变形量,分析了模型预测的准确性。基于有限元理论,分析了融沉作用下路面结构层的力学响应。具体工作内容如下:(1)分析了季节性冻土地区由路基冻胀融沉引起的道路破坏形式;针对低液限粉质黏土,从土样的成分与微观结构、物理性质、热参数和工程力学性质四个方面试验分析了粉质黏土的冻融特性,结果显示,低液限粉质黏土易发生冻胀融沉,且在冻融后土样的CBR值、抗剪强度及回弹模量均下降。(2)以平均相对误差(MAPE)作为评价指标,对常用的预测模型:GM(1,1)模型、曲线拟合法、BP神经网络模型、BiLSTM神经网络模型进行比选,选取预测精度较高的BP模型和BiLSTM模型进行改进,构建了BiLSTM-BP和BiLSTM-Attention神经网络单一模型,分析了两种模型在路基沉降预测方面的适用性,为建立融合模型提供了理论依据。(3)提出了stacking模型融合算法,将BiLSTM-BP和BiLSTM-Attention神经网络模型进行融合,并比较分析了单一模型及融合模型单步输出和多步输出预测结果的均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)以及平均绝对误差(MAE),结果表明,融合模型算法具有两种单一模型的优势,在路基冻胀融沉变形量预测中具有更高精度。(4)基于ABAQUS有限元软件构建了路基路面结构模型,分析了不同的融沉深度和融沉半径工况下沥青路面结构层的力学响应,结果表明,路面上面层、下面层和底基层层底所受应力分布规律相似,但应力类型不同:车辆荷载作用处,上、下面层压应力最大,底基层拉应力最大;融沉边缘位置处,上、下面层拉应力最大,底基层压应力最大;路基顶面竖向应变于融化盘中心处竖向压应变达到峰值,于融沉边缘处竖向拉应变最大;相同融沉深度下,随融沉半径的增大而应力与应变逐渐减小;相同融沉半径下,随融沉深度的增大应力与应变逐渐增大;融化盘内底基层最先产生疲劳破坏,融化盘外,上、下面层最先产生疲劳破坏。总之,本文对于季节性冰冻地区道路路基冻胀融沉变形问题进行了深入探讨,提出了基于多种因素考虑的路基变形预测方法,并使用BiLSTM-BP神经网络模型和BiLSTM-Attention神经网络模型进行了模型融合预测。研究结果表明,模型融合算法能够有效提高预测精度,具有实际应用价值。基于有限元理论分析的路基融沉作用下路面结构的力学响应规律,为推进季冻区长寿命路面的建设提供了理论基础。

关键词：路基变形预测 BiLSTM-BP神经网络模型 BiLSTM-Attention神经网络模型融合模型

晶向对铝合金构件微动疲劳初始起裂的影响研究

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振动与冲击 2023年第19期42卷 130-136页

作者：王建阮星源西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

交变荷载作用下铝合金板材及结构组件的微动疲劳问题是飞机安全服役所面临的主要挑战和技术难题,而微动疲劳影响因素辨识是微动疲劳评估及控制的关键。为促进飞机构件微动疲劳评估及控制技术的发展,利用晶体塑性有限元方法和子模型-全... 详细信息

交变荷载作用下铝合金板材及结构组件的微动疲劳问题是飞机安全服役所面临的主要挑战和技术难题,而微动疲劳影响因素辨识是微动疲劳评估及控制的关键。为促进飞机构件微动疲劳评估及控制技术的发展,利用晶体塑性有限元方法和子模型-全局模型耦合技术研究了飞机机身铆钉-平板结构在压、剪交变应力循环作用下裂纹萌生特征,探讨了以晶向表征的材料细观织构分布对铝合金试样微动疲劳的影响。研究发现,晶向分布将对晶体材料的弹性模量和屈服及硬化强度造成明显影响;晶向分布对微动疲劳接触面起裂部位的影响不明显,而对亚表面起裂部位影响比较显著;晶向分布对微动疲劳初始起裂寿命的影响比较明显。研究结果表明,晶向分布这一细观织构影响了晶体材料宏观尺度的弹性强度特征和塑性变形特征,并对金属构件微动疲劳初始起裂寿命、亚表面裂缝发轫位置及扩展特征均造成了影响。基于该研究结论,利用材料加工方法改变金属晶体试样浅表层的晶向分布状态,将可以对微动疲劳裂缝发轫及扩展起到抑制作用。

关键词：微动疲劳裂纹萌生初始起裂部位晶向晶体塑性有限元

基于金属材料的太赫兹超表面结构连续域束缚态的研究

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基于金属材料的太赫兹超表面结构连续域束缚态的研究

作者：张星源天津大学

学位级别：硕士

连续域束缚态(Bound state in the continuum,BIC)指在辐射连续域内出现的远场波函数为零的束缚态。在理想情况下,BIC具有无限窄的线宽与无限大的Q值,对高品质因数太赫兹器件的研究具有重要的意义。本文基于经典的裂环谐振器(Split ring... 详细信息

连续域束缚态(Bound state in the continuum,BIC)指在辐射连续域内出现的远场波函数为零的束缚态。在理想情况下,BIC具有无限窄的线宽与无限大的Q值,对高品质因数太赫兹器件的研究具有重要的意义。本文基于经典的裂环谐振器(Split ring resonator,SRR),研究了超表面中基于平移对称性的BIC。依据超晶格的能带折叠理论,解释了SRR阵列中Γ点处三类BIC的起源。通过耦合模理论(Coupled mode theory,CMT),从理论上分析了BIC及其泄漏模式——准BIC(Quasi-BIC,QBIC)透射光谱的形成原因。通过运用Fano公式对QBIC的光谱进行拟合,分析了QBIC的Q值与不对称度和欧姆损耗之间的关系。通过运用电磁极子分解的方法,分析了三类QBIC的Q值不同的原因。在实验研究中,利用光刻与金属热蒸镀工艺,制备出了基于不同金属的SRR超表面样品,并利用太赫兹时域光谱系统获得了样品的透射光谱,实验结果与仿真吻合良好,验证了所提出的三类Γ点BIC的存在,金属欧姆损耗对QBIC的影响,以及文中所提BIC/QBIC对入射角度极好的鲁棒性。本文所设计的基于平移对称性的BIC不同于以往通过结构对称所获得的BIC,为高Q值太赫兹超表面的设计提供了一种新颖的思路。此外,本文所提出的对入射角不敏感的BIC/QBIC也极大地拓宽了基于BIC的高Q值太赫兹器件的应用场景,为基于超表面的太赫兹器件的设计和开发奠定了更广泛的应用基础。

关键词：连续域束缚态太赫兹超材料裂环谐振器

银杏酮酯治疗血管相关性疾病的物质基础及作用机制研究进展

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中国药学杂志 2024年

作者：李星源刘爱军上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院药学研究室山东中医药大学药学院

银杏是我国传统中药之一，广泛用于治疗瘀血阻络、胸痹心痛、中风偏瘫等病症。银杏酮酯是我国从银杏叶中自主研发而来的第五代新型提取物，药物的质量标准等进一步提高。银杏酮酯含有银杏总黄酮和萜内酯等化学成分，具有抗炎、抗氧化应... 详细信息

银杏是我国传统中药之一，广泛用于治疗瘀血阻络、胸痹心痛、中风偏瘫等病症。银杏酮酯是我国从银杏叶中自主研发而来的第五代新型提取物，药物的质量标准等进一步提高。银杏酮酯含有银杏总黄酮和萜内酯等化学成分，具有抗炎、抗氧化应激、抗血小板聚集等药理作用，在冠心病心绞痛、脑卒中、血管性痴呆等血管相关性疾病治疗上具有重要价值。笔者对银杏酮酯的物质基础、临床应用及作用机制三方面研究进行综述，重点讨论药物在作用机制方面的研究进展，以期为银杏酮酯在血管相关性疾病研究提供参考。

关键词：银杏酮酯银杏总黄酮萜内酯血管相关性疾病药理作用机制

思想政治教育视域下大学生志愿服务现状及提升路径研究

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思想政治教育视域下大学生志愿服务现状及提升路径研究

作者：冀星源重庆工商大学

学位级别：硕士

LYCTWA型贴壁风在墙式对冲燃烧锅炉上的应用及仿真模拟研究

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热能动力工程 2022年第3期37卷 122-128页

作者：武学谦刘鹏飞崔星源张超群烟台龙源电力技术股份有限公司山东烟台264006

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风... 详细信息

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风布置方案对炉内燃烧及高温硫腐蚀的影响。结果表明:模拟结果与电厂实际腐蚀区域相吻合,腐蚀区域主要集中在第2层主燃烧器至燃尽风间的侧墙区域。加装了贴壁风系统后,数值模拟和试验结果均显示侧墙还原性气体体积分数大幅降低,水冷壁贴壁气氛得到显著改善。

关键词： LYCTWA型贴壁风高温腐蚀数值仿真

热碱解耦合絮凝强化剩余污泥裂解液反硝化脱氮效能的研究

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热碱解耦合絮凝强化剩余污泥裂解液反硝化脱氮效能的研究

作者：彭星源合肥工业大学

学位级别：硕士

剩余污泥富含有机质,易造成二次污染且处理成本高,探索其资源化的方法非常必要。剩余污泥的裂解破壁是影响其有机质利用率的主要因素,污泥热水解技术可以高效地释放出污泥有机质,而关于其污泥裂解液直接用作反硝化补充碳源的研究还较少... 详细信息

剩余污泥富含有机质,易造成二次污染且处理成本高,探索其资源化的方法非常必要。剩余污泥的裂解破壁是影响其有机质利用率的主要因素,污泥热水解技术可以高效地释放出污泥有机质,而关于其污泥裂解液直接用作反硝化补充碳源的研究还较少。本文基于污泥热水解技术,探究了不同药剂和工艺联合处理剩余污泥的作用效果,为促进剩余污泥裂解破壁、改善污泥裂解液反硝化脱氮效能和污泥脱水性能提供了一条有效的思路,给剩余污泥的处理处置和资源化利用提供了参考。首先,研究采用过氧化钙联合热解处理剩余污泥。结果表明,这种方式促进了碳源释放,改善了裂解液的脱氮效能,并提升了污泥脱水性能。单因素实验表明,相比于纯热解组,添加氧化剂没有明显改变裂解液的成分和脱氮效能,添加碱使裂解液的总化学需氧量（TCOD）增长约3倍,添加钙絮凝使裂解液的反硝化速率和脱氮程度分别增加49.61%和23.82%,同时使污泥毛细吸水时间（CST）降低72.03%。因此,其强化机制在于碱热作用促进剩余污泥的有机质释放,钙絮凝同步改善其脱水性能和裂解液的可生化性。其次,研究采用氧化钙联合内回流强化剩余污泥热解释放可生化碳源。在50%回流比的条件下,经过一次回流热解,其蛋白多糖含量和化学需氧量比纯热解处理分别增加了97.86%和68.16%。同时其碳源的可生化性得到改善,第三次回流热解所得裂解液的反硝化速率和脱氮程度比纯热解组分别增加38.84%和13.92%。根据三维荧光光谱分析,内回流促进了芳香Ⅱ类蛋白、微生物副产物（SMP）和腐殖质等碳源组分的释放,并且实验发现其中的SMP是反硝化过程主要消耗的物质。最后,研究比较分析了不同金属离子絮凝改善裂解液脱氮效能的效果。不同的絮凝处理方式都能去除腐殖酸类惰性物质、改善裂解液的可生化性,但是热碱解直接耦合金属离子絮凝处理的效果更好。另外,三价金属离子的作用效果优于二价金属离子,相比于热碱解处理,钙离子在1.30 mmol/g VS剂量下能将裂解液的生物需氧量与化学需氧量之比（B/C）提升26.17%,反硝化速率和脱氮程度分别提升51.01%和25.72%,而铁离子仅需在0.60 mmol/g VS剂量下能将B/C比提升36.67%,更有助于反硝化脱氮。不同有机质溶液的絮凝实验表明,铁离子可以显著去除腐殖质类物质,也体现出金属离子与腐殖质类物质存在更显著的结合作用,间接证明了絮凝改善污泥裂解液可生化性的作用机制。

关键词：污泥热解絮凝脱氮效能可生化性脱水性能

中原城市群NPP演变及生态系统服务权衡-协同关系研究

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中原城市群NPP演变及生态系统服务权衡-协同关系研究

作者：朱星源华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的不断推进,中原城市群核心发展区土地利用类型发生了较大改变。加速的城市化进程对植被生长产生了消极或积极影响,并进而影响到各项生态系统服务功能。以往关于城市化与生态系统服务相互作用的研究主要集中在国家、省和... 详细信息

随着城市化进程的不断推进,中原城市群核心发展区土地利用类型发生了较大改变。加速的城市化进程对植被生长产生了消极或积极影响,并进而影响到各项生态系统服务功能。以往关于城市化与生态系统服务相互作用的研究主要集中在国家、省和城市尺度上,但对发展不均衡城市群的研究较少。本研究以中国中原城市群核心发展区为研究区,将研究区划分为旧城区、扩张区、郊区和非城区,采用人口密度、GDP密度和城市扩张比例等三种指标来量化综合城市化进程,基于气象数据和多源遥感数据,使用CASA模型估算了研究区近四十年的植被净初级生产力(Vegetation Net Primary Productivity,NPP),分析了城市化进程对NPP的直接和间接影响,采用生态系统服务和权衡的综合评估模型对产水量和土壤保持服务进行评估,使用空间相关模型探究城市化与生态系统服务之间的交互关系、以及不同生态系统服务之间的权衡/协同关系。本文的主要结论如下:1.1980-2020年中原城市群核心发展区经历了高速城市化进程,城市用地面积增加2688 km,且增加的城市用地主要来源于耕地。在不同区域,城市扩张区的城市用地主要由其他用地类型转入,旧城区则仍保持城市用地类型。城市化的不同因素均呈增长趋势,其中城市面积快速增加、地区GDP和城市人口的快速增长。空间分布上,人口密度、GDP密度和城市扩张比例的高值主要分布在城市区域,其中人口密度的空间分布最为集中,而城市扩张比例主要集中在城市扩张区。2.1983-2019年中原城市群核心发展区的NPP多年均值为544.20 g C m a,NPP多年变化呈减少趋势。不同土地利用类型中,林地和草地的NPP值最高,耕地NPP值次之,城市区域的NPP值最低。1991-2019年,城市用地中80%以上区域的NPP呈显著下降特征,且城市区域NPP的下降速度大于郊区和非城区。在不同发展程度的城市,高速发展城市的NPP在扩张区下降幅度较大,而中速和低速发展城市的NPP在旧城区下降幅度较大。3.研究发现城市化对NPP有着直接和间接影响。直接影响是城市用地替换植被覆盖导致的NPP下降,间接影响则促进了NPP的合成;直接影响随城市化进程加速而增加,间接影响整体呈增加趋势;间接影响值在城市区域大于郊区;与降水相比,气温是间接影响的主要气候因素,且秋冬季对植被生长的改善作用大于夏季;间接影响与气温的相关性在城市区域大于郊区。4.NPP、产水量和土壤保持多年变化均呈减少趋势,变化趋势存在区域差异。其中,NPP的下降趋势与植被覆盖面积减少密切相关。产水量和土壤保持服务的多年变化也呈下降趋势。在不同城市,各项生态系统服务热点中观察到明显的空间异质性;NPP热点主要集中在林地等植被覆盖度较高的区域(洛阳和晋城);产水量热点区主要集中在区域东南部平原(漯河、周口和亳州),到2019年郑州市及周边也出现热点区域;土壤保持热点主要在研究区北部和西南部的林地和草地;除了城市用地扩张造成的影响外,生态系统服务的变化可能与不同行政区的环境保护政策有关。5.产水量与城市化不同因素均呈正相关关系,而NPP、土壤保持服务与城市化不同因素均呈负相关关系;城市化与生态系统服务的空间作用关系取决于所选的服务类型,以及城市集聚的发展程度。生态系统服务权衡协同关系为,NPP和土壤保持服务存在协同关系,NPP和产水量、产水量和土壤保持服务之间存在权衡关系。2000-2019年,NPP与土壤保持服务的相关性增强,而NPP和产水量、产水量和土壤保持服务之间的相关性无较大变化。局部地区生态系统服务权衡协同关系有所变化的原因可能与土地利用或气候因素的变化有关。本研究对于理解中原城市群核心发展区的城市化进程,识别城市化对区域植被生长的影响,以及探讨城市化与生态系统服务的空间交互关系,判断不同生态系统服务之间的权衡协同关系,对支撑城市群绿化规划和建设可持续、有弹性的城市群具有重要意义,为城市群的高质量空间发展提供参考。

关键词：城市化 NPP 生态系统服务交互关系中原城市群

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河北省赵县政府防返贫工作研究

河北省赵县政府防返贫工作研究

作者：张星源大连海事大学

学位级别：硕士

经过全党全国的不懈努力,我国农村地区打赢了脱贫攻坚战,但不可否认,很多脱贫人口还存在一定的脆弱性,存在着返贫风险;除此之外,一些以农民为代表的低收入人群由于自身抵御风险的能力不足,极易因天灾人祸而致贫,因此,脱贫摘帽不是终点,... 详细信息

经过全党全国的不懈努力,我国农村地区打赢了脱贫攻坚战,但不可否认,很多脱贫人口还存在一定的脆弱性,存在着返贫风险;除此之外,一些以农民为代表的低收入人群由于自身抵御风险的能力不足,极易因天灾人祸而致贫,因此,脱贫摘帽不是终点,防止返贫的工作仍然任重而道远。对政府防返贫工作的研究,有助于帮助政府找出根本问题,对防止大规模返贫,巩固脱贫攻坚成果,实现乡村振兴意义重大。本文通过文献研究法、实地调研法、访谈法和比较分析法,基于新公共服务理论、可持续发展理论和协同理论深入分析了赵县政府防返贫工作的现状,包括政府防返贫工作的举措和取得的成效;而后分析了赵县政府防返贫工作还存在的一些问题,主要包括帮扶方式相对较为单一、基层执行政策存在偏差、产业扶贫成效不显著、公共服务供给水平不高,造成这些问题的原因是帮扶政策的制定缺乏针对性、乡村治理能力有限、产业发展相对滞后、政府财力投入有限。根据分析得出的问题与原因,结合自身国情,对其他省市政府防返贫工作的经验进行阐述总结,包括吉林省大安市的精准分类施策、河北省张家口市的提高基层治理能力、江西省吉安市的健全高质量产业帮扶机制以及四川省宜宾市的多部门协同保障机制,为赵县政府防返贫工作提出对策建议,一是分类施策精准防返贫:一方面增强劳动力的创收能力,一方面建立完善的预警机制;二是强化乡村治理能力,提高工作人员主动服务意识,加强技术人才队伍建设,加大资金监管力度;三是创新产业发展模式,农企联动打造特色产业,建立金融和科技帮扶机制;四是兜底筑牢保障防线,构建多方参与型防返贫机制,升级完善社会保障机制。本文以赵县政府防返贫工作为研究主题,与当前相关研究界大多是脱贫的研究主题不同,随着脱贫攻坚的全面胜利,后续“防返贫”课题的研究将更有现实意义。防贫,作为乡村振兴的第一道防线,对于我国农村的发展至关重要,而政府防返贫工作又是防贫工作的最基础内容,如何提升政府防返贫工作的有效性,保障脱贫户收入稳定增长,提升农村人口生活水平将成为未来一个重要的研究方向。

关键词：脱贫户防返贫政府防返贫工作