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考虑水土参数变异性的盾构隧道开挖面支护力设计方法

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：胡子威雷明锋张运波肖凤龙杨鹏亮贾朝军重载铁路工程结构教育部重点实验室中南大学土木工程学院

随着隧道工程技术的发展，稳健性设计已成为确保工程安全与效率的关键。为解决传统的确定性计算无法充分考虑地层和水力参数空间变异性对盾构隧道开挖面稳定性的影响的问题。采用随机场理论，考虑了地层参数的空间变异性及其自相关性的... 详细信息

随着隧道工程技术的发展，稳健性设计已成为确保工程安全与效率的关键。为解决传统的确定性计算无法充分考虑地层和水力参数空间变异性对盾构隧道开挖面稳定性的影响的问题。采用随机场理论，考虑了地层参数的空间变异性及其自相关性的影响。基于极限上限分析定理，采用三维空间离散技术，构建了不确定性条件下盾构隧道开挖面三维螺旋破坏机构模型。在此基础上，通过结合三维离散破坏机构的速度场和功率平衡方程，建立了不确定性条件下盾构隧道开挖面支护力的计算方法，并与相关研究进行了对比验证。之后，开展了地层和水力参数不确定性对隧道开挖面失效概率的影响分析。在此基础上，提出了适用于工程的盾构隧道开挖面支护力稳健性设计方法，并基于Matlab平台开发了快速实现计算的程序。最后结合具体盾构施工案例，应用所提出设计方法进行了分析设计，并与工程实践进行了对比。研究结果表明：经验证，不确定性条件下盾构隧道开挖面支护力计算方法在确定性与不确定分析中均可靠；孔隙水压力系数变异性的影响较摩擦角和黏聚力的变异系数更大；变异系数和自相关距离的增大使随机计算的支护力分布更离散。提出的盾构隧道开挖面支护力稳健性设计方法和工程实测结果吻合较好，可为相关工程施工与设计提供指导。

关键词：随机场理论开挖面稳定性三维上限分析稳健性设计

车-桥耦合作用下曲线钢混组合梁桥支座动态行为分析

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科学技术与工程 2024年第2期24卷 797-806页

作者：李烁威陈恩利张运波石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

针对曲线钢混组合连续梁桥在车辆动载作用下的支座动态响应问题,分别构建考虑桥面横向超高和纵向高程变化的桥梁精细化有限元模型和基于实际重载车辆多刚体实车模型,采用基于弹性地基梁理论的Fiala轮胎模拟胎-路接触关系,从而建立车-曲... 详细信息

针对曲线钢混组合连续梁桥在车辆动载作用下的支座动态响应问题,分别构建考虑桥面横向超高和纵向高程变化的桥梁精细化有限元模型和基于实际重载车辆多刚体实车模型,采用基于弹性地基梁理论的Fiala轮胎模拟胎-路接触关系,从而建立车-曲线桥动力学耦合模型,探究车速、偏载与路面不平顺对支座响应的影响。研究结果表明:车辆行驶在支座附近,径向反力与竖向反力较大,车辆行驶在跨中,切向反力较大;三种支座反力的最大值均随车速提高而增大,对径向反力和切向反力影响较大,对竖向反力的影响体现在内侧的支座反力降低而外侧支座反力增大;三种支座动反力随路面不平顺增大而增大,路面不平顺激励对径向反力与竖向反力影响较大,对切向反力影响较小;行车偏载对径向、切向反力影响很小,而对支座间竖向反力的分配影响较大。

关键词：车桥耦合曲线桥钢混组合桥支座响应

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氮肥调控对不同穗型水稻品种穗部性状的影响

长江大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张运波盛添农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建)长江大学农学院

为阐明氮肥调控下不同穗型水稻品种的穗部结构特征差异,以大穗型品种‘Y两优900’和多穗型品种‘C两优华占’为供试材料,设置N1(0 kg/hm2)、N2(180 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2)3个施氮量处理进行试验。结果表明:大穗型和多穗型品种的产量... 详细信息

为阐明氮肥调控下不同穗型水稻品种的穗部结构特征差异,以大穗型品种‘Y两优900’和多穗型品种‘C两优华占’为供试材料,设置N1(0 kg/hm2)、N2(180 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2)3个施氮量处理进行试验。结果表明:大穗型和多穗型品种的产量和施氮量呈显著正相关,‘Y两优900’两年的平均产量为10.7 t/hm2,比‘C两优华占’高出6.1%。增施氮肥显著提升了2个品种的穗长和着粒密度,N3处理的穗长和着粒密度比N1处理提高了7.0%和30.7%,‘Y两优900’的穗长和着粒密度比‘C两优华占’高22.9%和29.8%。2个品种上、中、下部的穗部性状差异显著,‘Y两优900’的枝梗数和枝梗粒数均显著高于‘C两优华占’,但枝梗结实率低于‘C两优华占’。‘Y两优900’的产量与一次、二次枝梗粒数和二次枝梗数呈显著正相关。‘C两优华占’的产量与着粒密度、枝梗粒数呈显著正相关。2个品种的二次枝梗对产量的贡献更大。

关键词：水稻穗型穗部性状氮肥枝梗

氮钾肥互作对杂交稻产量和辐射利用效率的影响

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作物杂志 2024年第1期 166-173页

作者：熊昕邓俊尚李岩盛添叶佳雨刘子琛黄礼英张运波农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建)/长江大学农学院湖北荆州434025 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/长江大学农学院湖北荆州434025

以籼型杂交稻(Y两优900和荃优华占)为供试材料,设置90(N1)、120(N2)和180(N3)kg/hm^(2)3个氮肥量和120(K1)、160(K2)和210(K3)kg/hm^(2)3个钾肥量处理,研究氮钾肥互作对杂交稻产量、干物质积累和辐射利用效率的影响。结果表明,氮钾肥互... 详细信息

以籼型杂交稻(Y两优900和荃优华占)为供试材料,设置90(N1)、120(N2)和180(N3)kg/hm^(2)3个氮肥量和120(K1)、160(K2)和210(K3)kg/hm^(2)3个钾肥量处理,研究氮钾肥互作对杂交稻产量、干物质积累和辐射利用效率的影响。结果表明,氮钾肥互作效应显著,Y两优900和荃优华占在N2K3和N3K3处理下产量最高,分别达到9.33和9.66 t/hm^(2)。分析产量构成发现,在低氮水平下,增施钾肥对结实率影响显著,其中K2较K1处理提高了3.2%,而K3较K1处理提高了5.6%;在中氮和高氮水平下,增施钾肥对每穗颖花数和结实率均有显著影响。此外,增施钾肥提高了2个品种的干物质积累量、冠层光截获率、拦截辐射量和辐射利用效率,相关分析表明,以上指标均与产量呈显著正相关。因此,适量增钾减氮栽培有利于改善杂交稻的光合辐射利用率,从而增加干物质积累量,进而提高结实率和产量。

关键词：杂交稻产量氮肥钾肥辐射利用率

不同光质配比的LED光源补光对水稻机插秧苗生长发育的影响

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中国稻米 2024年第1期30卷 58-62页

作者：高义卓向镜叶天承孙凯旋陈惠哲张玉屏张义凯王亚梁王志刚张运波农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建)/长江大学农学院湖北荆州434025 中国水稻研究所杭州310006

以甬优12和扬两优6号作为试验材料,育秧期间采用纯蓝LED光源、纯红LED光源及红蓝光质各50%配比光源补光,以自然光下育秧为对照,研究不同红蓝光质配比LED光源补光对水稻机插秧苗生长发育的影响。结果表明,不同光质配比的LED光源补光对水... 详细信息

以甬优12和扬两优6号作为试验材料,育秧期间采用纯蓝LED光源、纯红LED光源及红蓝光质各50%配比光源补光,以自然光下育秧为对照,研究不同红蓝光质配比LED光源补光对水稻机插秧苗生长发育的影响。结果表明,不同光质配比的LED光源补光对水稻秧苗生长有显著影响。蓝光能够抑制幼苗株高,提高充实度和根冠比,在培育壮苗方面发挥重要作用。红光处理下的水稻幼苗茎和叶鞘显著伸长,秧苗生长进程加快。此外,参试2个品种经红蓝光处理后的幼苗叶龄显著提高。试验结果探明了使用LED补光处理对水稻幼苗形态的影响,为调控水稻工厂化育秧的光环境提供了科学依据。

关键词：水稻发光二极管(LED) 秧苗素质人工补光

水稻对干旱胁迫的生理生化响应及分子调控研究进展

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中国水稻科学 2023年

作者：郭展张运波农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室/长江大学农学院

水稻是全球最重要的粮食作物之一，其生长过程需要大量水分。随着全球气候变暖，干旱成为其产量的重要限制因素。因此，本文结合近些年的研究成果综述了水稻在干旱胁迫下的自我保护机制，主要包括形态（根系和地上部）、生理（气孔、蒸... 详细信息

水稻是全球最重要的粮食作物之一，其生长过程需要大量水分。随着全球气候变暖，干旱成为其产量的重要限制因素。因此，本文结合近些年的研究成果综述了水稻在干旱胁迫下的自我保护机制，主要包括形态（根系和地上部）、生理（气孔、蒸腾作用、光合作用和水分利用率）、生化（植物激素、脯氨酸等渗透调节剂和抗氧化剂）及分子水平（抗旱基因的表达水平），为全面了解水稻抗旱机制和选育抗旱品种提供参考。

关键词：水稻干旱胁迫产量形态特征生理生化分子水平

基于深度学习的隧道掌子面围岩智能分级系统研发

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基于深度学习的隧道掌子面围岩智能分级系统研发

作者：张运波中南大学

学位级别：硕士

准确判识掌子面围岩条件是保证隧道施工安全的重要前提。传统的围岩分级方法受到主观因素的影响,对复杂岩体的质量等级评判存在局限性,且操作复杂。得益于先进信息技术的高速发展,机器视觉、深度学习等方法为解决隧道掌子面围岩条件的... 详细信息

准确判识掌子面围岩条件是保证隧道施工安全的重要前提。传统的围岩分级方法受到主观因素的影响,对复杂岩体的质量等级评判存在局限性,且操作复杂。得益于先进信息技术的高速发展,机器视觉、深度学习等方法为解决隧道掌子面围岩条件的高效、客观判识提供了一条潜在的路径。本文依托国家自然科学基金等项目,针对隧道掌子面地质特征信息采集、提取以及围岩综合级别的判定方法与设备研发等相关内容开展了具体研究。论文完成的主要工作包括:(1)提出了隧道掌子面围岩节理裂隙Mask R-CNN-TD目标检测与提取算法(经过Transformer注意力机制与Deformable Convolution Network增强的算法)和岩石岩性及其风化程度Swin Transformer-FL智能判定算法(采用Focal Loss(聚焦损失)函数改进的算法),构建了隧道掌子面围岩智能分级方法。(2)自制容量超过2000张的隧道掌子面围岩样本集,开展了围岩节理裂隙Mask R-CNN-TD目标检测与提取算法和岩石岩性Swin Transformer-FL智能识别模型算法的训练和测试,验证了隧道掌子面围岩智能分级方法的可靠性。(3)研发了基于智能手机和边缘服务器的隧道掌子面围岩智能分级软硬件系统,并成功应用与实际工程中,实现了智能识别模型在隧道现场的快速、便捷应用。图73幅,表19个,参考文献96篇

关键词：隧道工程围岩分级隧道掌子面深度学习 Mask R-CNN Swin Transformer 系统研发

波形钢腹板结构参数变化对其稳定性的影响分析

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铁道建筑 2022年

作者：茹超张运波欧阳稳李运生石家庄铁道大学土木工程学院北京特希达交通基础设施顾问有限公司

波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的桥梁结构，本文利用ANSYS对1600型波形钢腹板进行线性和非线性屈曲分析，计算该种型号波形钢腹板不同高度、厚度的屈曲模态，得到波形钢腹板三种屈曲模态的结构尺寸范围，分析波形钢腹板的非线性屈曲...

波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的桥梁结构，本文利用ANSYS对1600型波形钢腹板进行线性和非线性屈曲分析，计算该种型号波形钢腹板不同高度、厚度的屈曲模态，得到波形钢腹板三种屈曲模态的结构尺寸范围，分析波形钢腹板的非线性屈曲行为。结果表明：波形钢腹板随厚度和高度的增加，其一阶屈曲模态由局部屈曲逐渐发展为整体屈曲；波形钢腹板随着厚度的增加，其屈曲极限荷载大致呈正比增加，随着高度的增加，其屈曲极限荷载大致呈正比例减小；局部屈曲的荷载位移曲线在屈服后下降速度较快，整体屈曲的荷载-位移曲线在屈服后下降速度较慢。

关键词：

深度可分离卷积和标准卷积相结合的高效行人检测器

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图学学报 2022年第2期43卷 230-238页

作者：张运波易鹏飞周东生张强魏小鹏大连大学软件工程学院先进设计与智能计算省部共建教育部重点实验室辽宁大连116622 大连理工大学计算机科学与技术学院辽宁大连116024

行人检测器对算法的速度和精确度有很高的要求。虽然基于深度卷积神经网络(DCNN)的行人检测器具有较高的检测精度,但是这类检测器对硬件设备的计算能力要求较高,因此,这类行人检测器无法很好地部署到诸如移动设备、嵌入式设备和自动驾... 详细信息

行人检测器对算法的速度和精确度有很高的要求。虽然基于深度卷积神经网络(DCNN)的行人检测器具有较高的检测精度,但是这类检测器对硬件设备的计算能力要求较高,因此,这类行人检测器无法很好地部署到诸如移动设备、嵌入式设备和自动驾驶系统等轻量化系统中。基于此,提出了一种更好地平衡速度和精度的轻量级行人检测器(EPDNet)。首先,主干网络的浅层卷积使用深度可分离卷积以压缩模型的参数量,深层卷积使用标准卷积以提取高级语义特征。另外,为了进一步提高模型的性能,主干网络采用特征融合方法来增强其输出特征的表达能力。通过实验对比分析,EPDNet在2个具有挑战性的行人数据集Caltech和CityPersons上表现出了优越的性能,与基准模型相比,EPDNet在速度和精确度之间获得了更好的权衡,EPDNet的速度和精确度同时得到了提高。

关键词：标准卷积深度可分离卷积特征融合轻量化行人检测