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基于贝叶斯网络的隧道勘察设计期大变形灾害概率分级预测与应用研究

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地球科学 2023年第5期48卷 1923-1934页

作者：张志强范俊奇曾鹏石晓燕李天斌聂宇张振宏成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 军事科学院国防工程研究所河南洛阳471023 四川智慧高速科技有限公司四川成都610041

我国西南山区的铁路和公路隧道在遭遇高地应力、软岩和断层破碎带等不良地质条件时常发生挤压大变形灾害,带来巨大的经济损失.从隧道工程勘察设计期的实际需求出发,考虑该阶段预测指标的易获取性,以隧道埋深、围岩级别、等效洞径和岩石... 详细信息

我国西南山区的铁路和公路隧道在遭遇高地应力、软岩和断层破碎带等不良地质条件时常发生挤压大变形灾害,带来巨大的经济损失.从隧道工程勘察设计期的实际需求出发,考虑该阶段预测指标的易获取性,以隧道埋深、围岩级别、等效洞径和岩石强度作为预测指标;搜集建立了以我国西南地区隧道工程为主的包含151组大变形案例的数据库.采用贝叶斯网络模型建立了不完整数据条件下隧道挤压大变形灾害概率分级预测模型,通过十折交叉验证确定模型准确率为76.52%.基于该模型研发了一款大变形分级预测软件平台,并在九绵高速公路白马隧道开展应用,预测准确率达71.11%.本研究成果可为我国西南地区类似地质环境条件下隧道勘察设计期大变形灾害预测提供技术支撑.

关键词：高地应力隧道勘察设计阶段大变形灾害贝叶斯网络概率分级预测工程地质.

基于微震监测的钻爆法施工隧道围岩稳定性综合判断方法研究

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工程地质学报 2023年第3期31卷 830-842页

作者：曾俊马春驰范俊奇石晓燕马志国地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 军事科学院国防工程研究院洛阳471023 四川川交路桥有限责任公司广汉618300

为了对深埋钻爆法施工隧道围岩稳定状态或灾害进行综合解译与判断。首先,基于震源参数空间提出了微震事件分类和围岩损伤等级划分方法;其次,构建了多微震参数的时间序列,对比揭示了爆破施工期间围岩稳定、塌方和岩爆3种状态的微震特征;... 详细信息

为了对深埋钻爆法施工隧道围岩稳定状态或灾害进行综合解译与判断。首先,基于震源参数空间提出了微震事件分类和围岩损伤等级划分方法;其次,构建了多微震参数的时间序列,对比揭示了爆破施工期间围岩稳定、塌方和岩爆3种状态的微震特征;最终,提出了钻爆法施工深埋隧道围岩稳定性的综合判断方法。这套方法适用于深埋隧道爆破施工期间围岩稳定状态、塌方和岩爆灾害的判断,并在此基础上结合地质条件对灾害风险等级进行判定。研究结果表明:钻爆法施工期间围岩稳定、塌方和岩爆3种状态在震源参数空间和微震时间序列趋势中均有独特的特征及规律;围岩稳定阶段仅在爆破后短时间内出现强烈的应力调整;围岩稳定性异常阶段在爆破后微震事件长时间持续活跃且累积能量、累积事件数、累积视体积曲线快速增长,能量指数曲线快速下降。研究结果可为钻爆法施工深埋隧道围岩稳定性判断、灾害预警及防控方案提供重要参考,也可为其他相似的工程提供借鉴。

关键词：深埋隧道围岩稳定性微震监测震源参数钻爆法

新Ⅲ级钢筋动力性能及在抗爆结构中的应用试验

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同济大学学报（自然科学版） 2012年第12期40卷 1778-1782页

作者：高永红范俊奇楼梦麟同济大学土木工程学院上海200092 总参工程兵科研三所河南洛阳471023

在静力试验的基础上首先利用KG-5型快速加载试验机对新Ⅲ级钢筋进行了不同应变率下的动力性能试验,完整给出了材料的动态应力时程曲线,定性研究分析了新Ⅲ级钢筋的动态力学性能;然后利用KG-500型快速加载试验机对不同配筋率、不同混凝... 详细信息

在静力试验的基础上首先利用KG-5型快速加载试验机对新Ⅲ级钢筋进行了不同应变率下的动力性能试验,完整给出了材料的动态应力时程曲线,定性研究分析了新Ⅲ级钢筋的动态力学性能;然后利用KG-500型快速加载试验机对不同配筋率、不同混凝土强度的梁进行了快速加载条件下的抗弯性能试验,比较研究了新Ⅲ级钢筋与普通II级钢筋混凝土梁的动态抗弯承载性能及其与配筋率及混凝土强度的变化关系.结果表明,新Ⅲ级钢筋具有良好的动态力学性能,随变形速率增加,其屈服强度提高,但塑性保持不变;在防护结构中合理采用新Ⅲ级钢筋具有良好的综合效益.同时指出了在使用中应注意与混凝土强度匹配的具体问题.

关键词：快速加载动态力学性能抗弯承载性能试验研究

CuInS2/TiO2纳米复合阵列薄膜的制备与光电性能研究

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CuInS2/TiO2纳米复合阵列薄膜的制备与光电性能研究

作者：范俊奇河南大学

学位级别：硕士

一维取向TiO具有较高的光化学稳定性、长的光生载流子寿命和强的光催化活性，成为光伏电池和光催化领域一种重要的半导体材料。但由于禁带宽度较大(3.2eV)，只能吸收太阳光中的紫外部分，而紫外光的能量只占整个太阳光谱能量的5%，这就... 详细信息

一维取向TiO具有较高的光化学稳定性、长的光生载流子寿命和强的光催化活性，成为光伏电池和光催化领域一种重要的半导体材料。但由于禁带宽度较大(3.2eV)，只能吸收太阳光中的紫外部分，而紫外光的能量只占整个太阳光谱能量的5%，这就大大限制了TiO的应用范围。人们研究了许多方法来拓展TiO的光响应范围，达到提高转化效率的目的。染料敏化太阳能电池虽然取得了较高的光电转换效率，但由于有机染料价格昂贵，寿命短和稳定性差等缺点限制了其大规模应用。用无机半导体敏化剂取代有机染料已成为太阳能电池的一个新的研究热点。对此，我们制备了TiO纳米棒阵列结构，并尝试采用窄带隙无机半导体CuInS充当敏化剂进行复合，本论文开展了以下三个方面的工作。 (一)采用水热反应的方法在FTO玻璃上制备了TiO纳米棒阵列结构。采用SEM、XRD，TEM对其形貌和结构进行了详细的表征，结果发现由于FTO上的SnO2和TiO的晶格匹配关系，有利于阵列的取向生长。在此基础上，将TiO纳米棒阵列结构进行进一步的水热反应，刻蚀出TiO纳米管阵列结构。 (二)在制备了TiO纳米棒阵列结构的基础上利用水热反应制备了CuInS量子点/TiO复合薄膜结构。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了复合阵列薄膜的晶体结构和表面形貌,同时采用紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)及光电流电压(I-V)曲线研究了CuInS敏化TiO纳米阵列薄膜的光学及光电化学性质.。通过分析发现，CuInS敏化后在可见光区的吸收有明显的增强，当TiO长度为3μm的时候，当水热反应沉积6个小时的时候转换效率最高。 (三)采用连续离子层沉积法，以In(SO)、CuSO、NaS为In、Cu、S的离子源，在不同溶剂中制备CuInS量子点敏化TiO光阳极。分析了循环沉积次数对制备光阳极性能的影响。结果表明:以乙醇、水为溶剂，能够增大TiO纳米棒对CuInS的吸附能力，沉积的CuInS量子点的尺寸约为5nm，经7次循环沉积，CuInS量子点敏化TiO纳米管光阳极的转换效率最高。

关键词：阵列 TiO2 CuInS2量子点太阳能电池

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高应变率下聚氨酯泡沫材料动态力学性能研究

建筑材料学报 2012年第3期15卷 356-360页

作者：范俊奇董宏晓高永红楼梦麟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 总参工程兵科研三所河南洛阳471023

在静力试验的基础上,利用INSTRON-1185型万能材料试验机在快速加载条件下对不同应变速度的聚氨酯泡沫材料动载抗压性能进行了较系统的试验,完整给出了聚氨酯泡沫材料在高应变速率下的动态应力应变曲线,定性研究了聚氨酯泡沫材料的动态... 详细信息

在静力试验的基础上,利用INSTRON-1185型万能材料试验机在快速加载条件下对不同应变速度的聚氨酯泡沫材料动载抗压性能进行了较系统的试验,完整给出了聚氨酯泡沫材料在高应变速率下的动态应力应变曲线,定性研究了聚氨酯泡沫材料的动态力学行为,探讨了该材料性能与加载速率的关系,得到了考虑应变率效应的材料动态本构关系,最终给出了便于工程应用的材料静态和动态力学参数之间的关系.

关键词：聚氨酯泡沫材料高应变率动态力学性能吸能特性

弯曲荷载下钢纤维对配筋UHPC梁结构性能和非均匀变形的影响

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防护工程 2023年第4期45卷 7-13页

作者：范俊奇郭鹏谢晓庚石晓燕军事科学院国防工程研究院华南理工大学

采用不同种类钢纤维制备了4根配筋UHPC梁并测试其抗弯性能，获得了梁的荷载-跨中挠度曲线、延性系数及纵筋应变。基于三维数字图像相关法(3D-DIC)获取了配筋UHPC梁的非均匀应变场，探讨了钢纤维对梁抗弯性能的影响机制。结果表明：在UHP... 详细信息

采用不同种类钢纤维制备了4根配筋UHPC梁并测试其抗弯性能，获得了梁的荷载-跨中挠度曲线、延性系数及纵筋应变。基于三维数字图像相关法(3D-DIC)获取了配筋UHPC梁的非均匀应变场，探讨了钢纤维对梁抗弯性能的影响机制。结果表明：在UHPC梁中掺入体积分数为1.0%的钢纤维提升了梁的初裂荷载、屈服荷载和峰值荷载，降低了跨中受拉区钢筋应变。采用长度为6 mm(A型)钢纤维时梁的初裂荷载增幅最高，采用长度为20 mm(C型)钢纤维时梁的屈服、峰值荷载及延性系数增幅最高。此外，采用A型钢纤维可显著降低主裂缝处拉应变，而C型钢纤维能更好地匀化梁纯弯段的应变。这表明钢纤维有效降低了梁底部应力集中现象，因而减小了梁跨中受拉纵筋的应变，提升梁在各种状态下的承载能力。

关键词：超高性能混凝土钢纤维钢筋非均匀变形抗弯性能

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泥岩相似材料配制及力学性能试验研究

防护工程 2023年第2期45卷 16-23页

作者：石晓燕郭鹏范俊奇武庆祥军事科学院国防工程研究院河南理工大学

以研究深埋地下工程围岩(泥岩)大变形为出发点，开展大尺寸物理模型试验，为确定适用于模拟实际工程围岩体的相似材料，基于正交设计，以砂粉比(硫化铁砂与重晶石粉质量比)、松香和酒精为控制因素开展配比试验，通过模糊数学分析方法确... 详细信息

以研究深埋地下工程围岩(泥岩)大变形为出发点，开展大尺寸物理模型试验，为确定适用于模拟实际工程围岩体的相似材料，基于正交设计，以砂粉比(硫化铁砂与重晶石粉质量比)、松香和酒精为控制因素开展配比试验，通过模糊数学分析方法确定最佳相似材料配比，以极差分析法分析相似材料各力学指标对控制因素的敏感性，利用多元回归分析，建立各控制因素与力学指标间的定量关系，并对回归结果进行检验。结果表明：最佳相似材料配比为硫化铁砂∶重晶石粉∶酒精∶松香=160∶80∶10∶1;松香、砂粉比、酒精含量能显著影响相似材料的力学性能，多元回归分析得到的经验公式能较为准确地推算不同配比相似材料的物理力学性能指标，可为深埋地下工程软岩大变形模型试验提供参考依据。

关键词：泥岩相似材料正交设计模糊数学分析敏感性分析多元回归

硬脆性岩爆模拟材料力学性能及声发射特性研究

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防护工程 2022年第5期44卷 7-12页

作者：董一丰范俊奇余永强龚健河南理工大学军事科学院国防工程研究院

利用DNS万能试验机和SAEU3H声发射系统对硬脆性强岩爆材料开展静态力学试验及声发射试验。提出单轴压缩试验声发射参数4阶段：平静阶段、初次能量突增阶段、平静增长交替阶段和二次能量突增阶段。基于全程及局部声发射绝对能量和振铃计... 详细信息

利用DNS万能试验机和SAEU3H声发射系统对硬脆性强岩爆材料开展静态力学试验及声发射试验。提出单轴压缩试验声发射参数4阶段：平静阶段、初次能量突增阶段、平静增长交替阶段和二次能量突增阶段。基于全程及局部声发射绝对能量和振铃计数分析指出：抗压试验破坏前声发射参数存在平静增长交替阶段；抗拉试验破坏前声发射参数为持续增长阶段。岩爆声发射试验与单轴压缩试验存在相似性，即初始压密时声发射参数活跃，破坏前振铃计数活跃而能量出现平台，破坏时能量二次突增。能量平台的出现表明该材料可以有效地表现岩爆的持续性、间歇性特点。

关键词：单轴抗压巴西劈裂声发射纯水泥浆岩爆

爆炸冲击波作用下工事舱室内动物损伤效应试验研究

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振动与冲击 2013年第9期32卷 35-39页

作者：范俊奇董宏晓高永红楼梦麟赖西南同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 总参工程兵科研三所洛阳471023 第三军医大学野战外科研究所重庆400042

利用TNT装药在爆炸波模拟装置爆室内爆炸产生的复杂波,对模拟工事舱室内绵羊进行开口及封闭两种情况下生物致伤效应系列实验,得到两种不同类型的复杂波A波与B波。结果表明两种复杂波的波形、作用时间、舱室内分布规律及对动物损伤效应... 详细信息

利用TNT装药在爆炸波模拟装置爆室内爆炸产生的复杂波,对模拟工事舱室内绵羊进行开口及封闭两种情况下生物致伤效应系列实验,得到两种不同类型的复杂波A波与B波。结果表明两种复杂波的波形、作用时间、舱室内分布规律及对动物损伤效应均明显不同。通过对实验数据及动物致伤程度的医学分析,获得两类复杂波作用下动物损伤阈值范围。

关键词：爆炸波模拟装置复杂波损伤效应损伤阈值