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基于数字图像技术振动台试验结构位移信息捕捉技术研究

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振动与冲击 2024年第5期43卷 139-148,158页

作者：常铭宇申玉生张熙高登骆阳王浩鱇西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031

针对振动台试验模型箱位移、围岩错动以及隧道衬砌变形监测的需求,将YOLO-V2、改进Canny边缘检测、Hough变换及倾斜矫正技术相结合,提出了一种倾斜影像的自动矫正技术,实现了将倾斜影像修正为相机光轴垂直于测点运动平面的图像分析;提... 详细信息

针对振动台试验模型箱位移、围岩错动以及隧道衬砌变形监测的需求,将YOLO-V2、改进Canny边缘检测、Hough变换及倾斜矫正技术相结合,提出了一种倾斜影像的自动矫正技术,实现了将倾斜影像修正为相机光轴垂直于测点运动平面的图像分析;提高了试验数据结果的处理精度,扩大了目标追踪算法在结构位移和变形监测的使用范围。同时通过核相关滤波技术完成对修正后的影像进行追踪,形成一套完整的地震动信号捕捉与监测系统。采用该系统进行了强震作用下穿越断层隧道韧性结构减震抗错性能试验研究,分别对模型箱位移、围岩错动和隧道衬砌变形进行信号识别与捕捉,同时对比分析了高精度拉线式位移计和位移传感器采集的数据,验证了系统的可靠性。结果表明:在监测点位设有标记物时,首先对采集结果进行倾斜矫正后追踪,通过监测结果与位移传感器进行对比,两者的2-范数小于0.005;而在无标记物时对结构表面特征物进行追踪,精度达到了97.5%;试验数据证明通过倾斜影像自动矫正技术来完成非对正对标记物时的影像进行追踪具有较高可靠性。

关键词：振动台试验变形监测 Canny边缘检测倾斜影像自动修正目标追踪

考虑围岩–衬砌切向接触效应的穿越断层隧道结构纵向响应解析解

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岩石力学与工程学报 2024年第8期43卷 2013-2026页

作者：常铭宇申玉生张熙伍清子王岩岩黄海峰西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心四川成都610031

高烈度地震区断层的存在对工程结构产生严重影响,穿越断层隧道纵向响应有待深入研究。本文采用切向地基弹簧分析围岩–衬砌切向接触效应及隧道结构的轴向变形特征,建立断层错动作用下隧道纵向响应理论模型。首先,隧道被简化成有限长梁,... 详细信息

高烈度地震区断层的存在对工程结构产生严重影响,穿越断层隧道纵向响应有待深入研究。本文采用切向地基弹簧分析围岩–衬砌切向接触效应及隧道结构的轴向变形特征,建立断层错动作用下隧道纵向响应理论模型。首先,隧道被简化成有限长梁,采用切向地基弹簧和法向地基弹簧来体现围岩–衬砌的相互作用,在法向地基弹簧端部施加自由场位移来模拟断层错动,得到隧道结构纵向响应微分方程;通过格林函数法求解获得结构响应解析解;接着采用三维有限差分法对本文解析模型的有效性进行验证。结果表明:围岩–衬砌的切向接触效应对隧道结构的纵向响应存在显著影响,忽略导致得到的结构弯矩峰值误差达到35.33%。最后,探究断层宽度、断层弹性模量和衬砌混凝土等级对隧道纵向响应的影响;随着断层宽度增加,隧道结构内力减小;提高衬砌混凝土等级导致结构内力增大;断层区域围岩弹性模量的增加使得结构的弯矩、剪力减小,轴力增大。研究成果可为穿越断层隧道抗错断设计提供理论依据。

关键词：隧道工程断层错动围岩–衬砌接触效应格林函数解析解

穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验研究

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土木工程学报 2024年

作者：申玉生张熙常铭宇潘笑海粟威陶伟明赵何霖西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心中铁二院工程集团有限责任公司

依托我国西部地区穿越大型活动断裂带隧道工程，基于“引”和“让”的抗震理念设计穿越断层隧道变刚度衬砌结构，实现结构诱导变形、减小地震损伤范围的目的，并开展穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验进行验证。在水平剪切地震动... 详细信息

依托我国西部地区穿越大型活动断裂带隧道工程，基于“引”和“让”的抗震理念设计穿越断层隧道变刚度衬砌结构，实现结构诱导变形、减小地震损伤范围的目的，并开展穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验进行验证。在水平剪切地震动激励下，根据隧道结构的加速度、接触应力、应变响应特征，以及隧道结构整体、局部连接处震害形态，探究强震作用下变刚度衬砌节段的损伤特征和减震抗错性能。研究结果表明：小于0.2g地震动时隧道结构沿轴向加速度放大系数呈断层破碎带中部大、交界面附近小的特点，地震动大于0.2g时分布形式则相反；边际谱幅值放大系数小于1时，表明隧道结构能量耗散、产生损伤，0.2g地震动后断层破碎带内隧道仰拱局部出现损伤，0.8g地震动后上盘与断层交界面隧道边际谱幅值放大系数降至0.3，结构损伤最为严重；交界面附近围岩-衬砌接触应力峰值小于上、下盘，但围岩发生塑性破坏的时机更早；破碎带内隧道仰拱损伤早于上、下盘，但损伤程度更轻；断层交界面附近衬砌开裂、错断最严重，需重点加强抗震设计；断层破碎带中部及上、下盘距交界面较远处由于衬砌变刚度结构和柔性接头的减震、诱导变形功能，震后隧道结构损伤程度较轻、范围较小。本文结论可为高烈度地震区隧道工程抗震与减震设计提供一定的参考依据。

关键词：隧道工程断层破碎带变刚度衬砌柔性接头幅值放大系数振动台试验

无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

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发光学报 2024年第6期45卷 986-995页

作者：常铭茹石林林滑羽璐冀婷李国辉许并社董海亮崔艳霞太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室山西太原030024 太原理工大学物理学院山西太原030024

近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势,在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器,因其具有更高的外量子效率(EQE>... 详细信息

近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势,在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器,因其具有更高的外量子效率(EQE>100%)和灵敏度而备受关注。该类器件利用电极附近被载流子陷阱捕获的一种载流子能辅助另一种极性相反的载流子从外电路隧穿注入到活性层中,实现光电倍增,但陷阱的数量在一定程度上会影响器件性能的进一步提升。本文通过在活性层中掺入无机ZnO纳米颗粒来增加电子陷阱数量,使得器件在反向偏压保持暗电流密度的前提下,亮电流密度得到提高。通过优化,发现当ZnO纳米颗粒掺杂比例为5%时性能最优,在850 nm LED照射、-15 V偏压下,与未掺杂ZnO纳米颗粒器件相比,亮电流密度提升了7.4倍。在此基础上,本文协同Al_(2)O_(3)界面修饰层,进一步改善器件性能。结果表明,Al_(2)O_(3)界面修饰层的插入可改善器件的阳极界面接触特性,使得器件在正向和反向偏压下都能够实现光响应。Al_(2)O_(3)修饰后的器件在15 V偏压、全光谱范围内,EQE最高可达10^(5)%,R最高达10^(4) A/W。本工作为高灵敏度有机光电探测器的发展提供了新的思路和方法。

关键词：近红外光电倍增有机光电探测器无机纳米颗粒界面修饰

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黄麻纤维基硬碳及其复合材料的制备和储锂性能研究

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黄麻纤维基硬碳及其复合材料的制备和储锂性能研究

作者：常铭书吉林大学

学位级别：硕士

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基于强化学习的航天器姿态预设性能容错控制

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2404-2412页

作者：金磊杨绍龙北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化... 详细信息

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化学习算法,使用评判网络近似代价函数,用于评估系统性能,同时使用动作网络产生前馈补偿控制,用于处理惯量不确定;设计自适应补偿控制,补偿执行机构故障和外扰动对航天器姿态的影响。基于Lyapunov稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明:所提容错控制方法能够实现航天器执行机构故障情况下的稳定控制。

关键词：强化学习容错控制预设性能航天器姿态控制

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中国农田土壤重金属污染分析与评价

环境科学 2024年第5期45卷 2913-2925页

作者：杨雳白宗旭薄文浩林静杨俱佳陈涛西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面... 详细信息

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为:ω(As)11.00 mg·kg^(−1)、ω(Cd)0.3502 mg·kg^(−1)、ω(Cr)62.91 mg·kg^(−1)、ω(Cu)28.87 mg·kg^(−1)、ω(Hg)0.1351 mg·kg^(−1)、ω(Ni)28.91 mg·kg^(−1)、ω(Pb)34.67 mg·kg^(−1)和ω(Zn)90.24 mg·kg^(−1).与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素(除As外)均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.

关键词：中国农田土壤重金属空间分布污染评价 Meta分析

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媒介技术视域下人工智能艺术的主体性之思

江西社会科学 2024年第6期44卷 72-79页

作者：张梦杨火箭军工程大学政治系陕西西安710025

学界虽对人工智能艺术的主体性进行过广泛探讨,但从媒介视角审视人工智能艺术主体性技术来源的研究少有。人工智能艺术的主体性在其物质基础、产生过程、创作形式三个方面有较为清晰地体现。从物质基础来讲,人工智能的本质是可计算的机... 详细信息

学界虽对人工智能艺术的主体性进行过广泛探讨,但从媒介视角审视人工智能艺术主体性技术来源的研究少有。人工智能艺术的主体性在其物质基础、产生过程、创作形式三个方面有较为清晰地体现。从物质基础来讲,人工智能的本质是可计算的机器,计算机借由软件的用户友好型特质对使用者进行隐秘操控,将人类由技术使用主体变为客体。从创作过程来看,人工智能的深度学习、可计算性模仿、自动的内容生成都具有明显的“类人”特征。就人工智能的艺术作品而言,与人类合作共创是人工智能艺术生产的主要形式,走向主体间性也因此成为人工智能艺术发展的新形态。

关键词：媒介技术人工智能艺术主体性

基于振动及声学测量的风电叶片结构健康监测研究综述

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机械工程学报 2024年第7期60卷 79-92页

作者：孙仕林王天杨褚福磊清华大学机械工程系北京100084

叶片的健康状态对风力发电的效率和可靠性具有重要影响,其造价与损伤概率在风力发电机的各部件中位于前列。目前,国内外学者已针对风电叶片结构健康监测开展大量的研究,其中基于振动测量和声学测量的方法具有测量范围广、数据处理方便... 详细信息

叶片的健康状态对风力发电的效率和可靠性具有重要影响,其造价与损伤概率在风力发电机的各部件中位于前列。目前,国内外学者已针对风电叶片结构健康监测开展大量的研究,其中基于振动测量和声学测量的方法具有测量范围广、数据处理方便等优势。为了充分了解当前的研究进展,在阐述风电叶片各类结构健康监测方法的基础上,从基于固有特性的方法、基于健康指标的方法、基于统计建模的方法和基于机器学习的方法等四个方面综述了基于振动测量的相关研究,从基于独立麦克风测量的方法和基于麦克风阵列测量的方法等两个方面综述了基于声学测量的相关研究。最后,对论文涵盖的风电叶片结构健康监测方法进行总结,并展望了未来研究需要进一步关注的方向。

关键词：结构健康监测风力发电机叶片振动声学

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