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岩体声发射与地震活动相关性和地震预报

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 697-706页

作者：祝志文姜子涵汕头大学工学院汕头515063

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结... 详细信息

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结果表明:包含爆发的AE特性变化预示着主震的临近,其密集爆发与临近的3.2级及2.4级主震密切相关;主震发震前,b值出现连续下降的趋势并降至1以下的最小b值,自然时间方差从0.07迅速减小到接近零的最小值;多模态统计方法得到的AE时间分布的变化趋势比地震活动早,能提前约17 h预测主震事件.因此,AE与地震活动有很强的相关性,可作为地震前兆.实测结果为AE用于地震预报提供了可能性和观测证据.

关键词：声发射地震预报岩体 b值自然时间分析多模态统计

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石墨烯增强含铰梁结构的非线性模态分析

应用力学学报 2024年

作者：张楷瑞王爱文范旭东北京信息科技大学理学院

将石墨烯增强含铰梁结构视为多自由度连续保守系统，针对悬臂条件下该结构的自由振动进行非线性模态分析. 采用修正的Halpin-Tsai模型对结构中石墨烯增强复合材料的等效杨氏模量进行估计. 将铰链简化为转角非线性三次函数的无重扭簧. ... 详细信息

将石墨烯增强含铰梁结构视为多自由度连续保守系统，针对悬臂条件下该结构的自由振动进行非线性模态分析. 采用修正的Halpin-Tsai模型对结构中石墨烯增强复合材料的等效杨氏模量进行估计. 将铰链简化为转角非线性三次函数的无重扭簧. 基于有限元方法对结构进行离散，推导出结构发生自由振动的非线性控制方程，利用谐波平衡法求解其非线性频率. 在验证算法准确性的基础上，从多个角度画出频能图分析石墨烯相关物性参数以及铰链相关参数对结构非线性模态的影响. 数值计算结果表明：石墨烯的质量分数对结构非线性频率影响较大，石墨烯小块的长宽比和长厚比对其非线性模态影响较小；在其它不变的情况下，铰链非线性刚度和铰链个数的增加都会使结构的非线性特性更加明显. 上述结论对石墨烯增强复合材料在航天航空领域中大型空间桁架结构方面的应用具有重要的实际意义.

关键词：石墨烯增强复合材料悬臂含铰梁非线性模态频能图谐波平衡方法

基于多尺寸结构面的循环剪切力学特性及其抗剪强度研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 405-414页

作者：尹敬涵盛谦崔臻张茂础中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学长江设计集团有限公司

岩石结构面的抗剪强度具有强烈的尺寸依赖性，开展结构面多尺寸试验对于研究大尺寸结构面力学特性具有重要的理论价值和实践意义。针对过往研究较少的循环作用下结构面力学特性尺寸效应问题，首先基于立方体劈裂试验获得不同粗糙度的近... 详细信息

岩石结构面的抗剪强度具有强烈的尺寸依赖性，开展结构面多尺寸试验对于研究大尺寸结构面力学特性具有重要的理论价值和实践意义。针对过往研究较少的循环作用下结构面力学特性尺寸效应问题，首先基于立方体劈裂试验获得不同粗糙度的近天然岩石结构面，然后运用三维扫描技术获得结构面点云数据，进而采用三维打印技术制作不同尺寸结构面树脂模型，最后，通过倒模法制作试样并进行室内试验，研究不同法向应力下结构面尺寸效应的规律以及不同粗糙度和不同法向应力对结构面抗剪强度的影响。基于黏着摩擦理论-Barton经验公式，提出了一个可以考虑结构面尺寸效应的峰值抗剪强度公式。研究结果表明：岩石结构面的峰值抗剪强度具有明显的负尺寸效应，且峰值抗剪强度的改变对小尺寸大法向应力和大尺寸小法向应力下的结构面更为敏感；低法向应力下的残余剪切强度具有明显的负尺寸效应，而高法向应力下的残余剪切强度随着结构面尺寸的增大，从正尺寸效应变为负尺寸效应。

关键词：岩体结构面循环剪切尺寸效应力学性质形貌特征

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基于空间相似性的微地图道路网质量评价方法

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 212-224页

作者：李馨涵王中辉兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

微地图是一种面向大众的新型地图,是传统地图在自媒体时代下的发展和补充。针对微地图数据来源广泛,质量参差不齐的问题,本文提出了一种基于空间相似性的微地图道路网质量评价方法。首先,将上下文信息与形状、方向、距离、拓扑关系以及... 详细信息

微地图是一种面向大众的新型地图,是传统地图在自媒体时代下的发展和补充。针对微地图数据来源广泛,质量参差不齐的问题,本文提出了一种基于空间相似性的微地图道路网质量评价方法。首先,将上下文信息与形状、方向、距离、拓扑关系以及一维线特征5个空间特性结合,计算微地图数据与参考数据的空间相似性;然后,对样本数据组合,并利用熵值法计算客观权重,取平均值作为各评价指标的权重系数;最后,采用可拓云评价法完成对微地图数据定量计算与定性分析结合的综合评价。本文使用9组不同质量的微地图道路网数据进行实验,结果表明,本文方法符合微地图精度低、内容少的特点,质量评价结果与实际更为符合。相较于模糊综合评价法,本文将精度低,但内容与参考数据一致的微地图数据评价等级提升为优;相较于现有的线要素空间相似性评价法,本文将精度低,但根据用户需求制图,且有重要地标参与计算的微地图数据评价等级提升为良。本文方法对微地图数据有较强的适用性,为微地图道路网质量评价提供了可行方法。

关键词：微地图道路网质量空间相似性可拓云评价法上下文信息综合评价熵值法数据组合

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黏结剂喷射成形技术研究进展

中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1329-1354页

作者：杨紫涵苏捷刘咏中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

黏结剂喷射成形是一种基于粉末床的增材制造技术,通过液态黏结剂的沉积以选择性地连接粉末颗粒,实现近净成形,最后通过烧结进行固结。该技术因为工艺简单、材料适应性广、成形效率高、批量化生产潜力大而受到关注。本文对黏结剂喷射成... 详细信息

黏结剂喷射成形是一种基于粉末床的增材制造技术,通过液态黏结剂的沉积以选择性地连接粉末颗粒,实现近净成形,最后通过烧结进行固结。该技术因为工艺简单、材料适应性广、成形效率高、批量化生产潜力大而受到关注。本文对黏结剂喷射成形的工艺流程进行了概述,总结了影响黏结剂喷射成形过程的因素。粉末特性、铺粉方式、黏结剂种类及其与粉床的相互作用是控制生坯密度、尺寸精度的关键。烧结及熔渗是主要的后处理方式,借助助烧剂、分步烧结工艺、超固相线液相烧结等方式可实现更高程度的致密化。黏结剂喷射成形已在铸造、医疗器械、3C行业等得到了广泛的应用,通过进一步优化黏结剂体系、全流程自动化设备和提升致密化及后处理技术可推动黏结剂喷射成形技术的大规模产业化。

关键词：黏结剂喷射成形粉床质量黏结剂打印参数烧结熔渗

环境因素影响下钢筋混凝土索塔爬模施工仿真分析方法

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东南大学学报(自然科学版) 2024年第5期54卷 1105-1114页

作者：朱劲松张可涵王子意天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

为探究爬模施工进程中索塔空间温度场和应力场分布，掌握塔柱线形特性，提出一种索塔爬模施工仿真分析方法.利用Fortran编程语言开发相应子程序，对结构施加复杂温度边界，实现不同节段混凝土水化放热、收缩徐变.利用Abaqus软件对索塔... 详细信息

为探究爬模施工进程中索塔空间温度场和应力场分布，掌握塔柱线形特性，提出一种索塔爬模施工仿真分析方法.利用Fortran编程语言开发相应子程序，对结构施加复杂温度边界，实现不同节段混凝土水化放热、收缩徐变.利用Abaqus软件对索塔爬模施工过程进行分析.结果表明：施工过程中索塔空间温度分布不均匀，塔柱表里最大温差达25.9℃,向阳面与背阴面温差最大为9℃;考虑温度效应后，塔柱所受拉应力更大，且空间应力分布具有很强的时变性，索塔线形特征与变化规律也发生改变；施工塔顶累积竖向位移先增大后减小，在爬模第16节段达到最大值20.5 mm;施工过程塔顶累计顺桥向和横桥向位移更大，最大值分别为6.5和22.3 mm.

关键词：桥梁工程钢筋混凝土索塔爬模施工空间温度场混凝土收缩徐变

含改进LuGre摩擦的冲击振动成型机动力学分析

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 83-89页

作者：范旭东张艳龙张睿兰州交通大学机电工程学院兰州730070

针对一种具有物料检测装置的全自动散热片成型机,简化得到一类含间隙及摩擦的两自由度冲击振动成型机的力学模型,根据拉格朗日方程建立系统的运动方程,并得到系统运动的详细过程及每个阶段的判断条件。利用数值仿真分析改进LuGre动摩擦... 详细信息

针对一种具有物料检测装置的全自动散热片成型机,简化得到一类含间隙及摩擦的两自由度冲击振动成型机的力学模型,根据拉格朗日方程建立系统的运动方程,并得到系统运动的详细过程及每个阶段的判断条件。利用数值仿真分析改进LuGre动摩擦作用下系统运动的转迁过程以及黏滞和颤振现象。结果表明:系统运动主要经周期倍化分岔、周期逆倍化分岔、擦边分岔以及Hopf分岔在单周期运动与多周期运动以及周期运动与混沌之间相互转迁。此外,当系统激振频率在1~1.0819之间时,系统运动存在黏滞和颤振现象;当系统激振频率在1.0819~3之间时,系统运动只存在颤振现象,黏滞现象消失。

关键词：振动与波成型机动摩擦分岔黏滞动力学特性

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南疆地区主要城市CO特征分析及其影响研究

环境科学学报 2024年第2期44卷 273-286页

作者：范旭雨晨何清赵竹君马明杰新疆大学生态与环境学院乌鲁木齐830017 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地新疆维吾尔自治区沙漠气象与沙尘暴重点实验室乌鲁木齐830002 石河子气象局石河子832000

利用2020—2022年中国生态环境监测总站逐小时一氧化碳(CO)和臭氧(O_(3))数据,结合中国气象局环境监测数据及全球资料同化系统(GDAS)数据,使用随机森林(RF)模型、相关性分析、潜在贡献源因子法(PSCF)、浓度权重轨迹法(CWT)分析了南疆地... 详细信息

利用2020—2022年中国生态环境监测总站逐小时一氧化碳(CO)和臭氧(O_(3))数据,结合中国气象局环境监测数据及全球资料同化系统(GDAS)数据,使用随机森林(RF)模型、相关性分析、潜在贡献源因子法(PSCF)、浓度权重轨迹法(CWT)分析了南疆地区主要城市的CO浓度变化趋势与潜在来源.结果表明:(1)在近3年期间南疆除库尔勒外各主要城市的CO浓度有一定程度的上升趋势,且在2021年变化较为明显,其浓度年平均值排序为喀什((1.10±4.21)mg·m^(-3))>和田((1.06±3.07)mg·m^(-3))>阿克苏((0.78±2.13)mg·m^(-3))>阿图什((0.66±2.69)mg·m^(-3))>库尔勒((0.47±0.71)mg·m^(-3)).南疆5座城市之间,CO浓度月变化幅度最大的城市为喀什,最高值为1月的2.469 mg·m^(-3),最低值为6月的0.436mg·m^(-3);变化幅度最小的为库尔勒,最高值为1月的0.726 mg·m^(-3);最低值为9月的0.233 mg·m^(-3).除库尔勒外,其余城市CO浓度低值集中于夏季,高值出现于冬季采暖期,季节变化符合秋冬高、春夏低的特征.南疆各主要城市CO浓度的日变化呈明显的双峰型,在10:00—11:00与23:00—3:00达到峰值,在7:00—8:00与17:00—18:00达到底值.(2)由随机森林模型与相关性分析可知,平均气温对南疆城市的CO浓度变化影响最为显著,CO浓度与平均气压、平均相对湿度呈正相关,与平均气温、最小能见度、平均风速呈负相关.(3)由PSCF与CWT分析可知,库尔勒、和田的CO潜在源区主要受境内当地周边短距离输送范围的影响,阿克苏、阿图什、喀什的潜在源区主要受吉尔吉斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗等国家输送CO的影响.

关键词： CO浓度后向轨迹南疆地区潜在源分析

密度泛函理论软件ABACUS进展及其与深度学习算法的融合及应用

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金属学报 2024年第10期60卷 1405-1417页

作者：陈默涵北京大学工学院应用物理与技术研究中心、高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 北京科学智能研究院北京100080

基于量子力学基本原理的密度泛函理论(DFT)可以有效预测材料性质,如今它在物理、化学、材料、生物等领域的研究工作中已得到广泛应用。随着对材料领域的深入研究,进一步提升DFT的精度和效率已成为迫切需求,但精度和效率往往不可兼得。... 详细信息

基于量子力学基本原理的密度泛函理论(DFT)可以有效预测材料性质,如今它在物理、化学、材料、生物等领域的研究工作中已得到广泛应用。随着对材料领域的深入研究,进一步提升DFT的精度和效率已成为迫切需求,但精度和效率往往不可兼得。近年来,在AI for Science理念的引领下,基于深度学习的电子结构计算方法迅速发展,有望解决电子结构计算中精度和效率不能两全的困境。然而,只有稳定可靠的DFT软件平台才能保证深入研究和持续推动AI辅助电子结构计算方法的广泛应用,这既充满挑战又蕴含机遇。在此背景下,本文主要从物理模型、深度学习算法和软件开发3方面介绍国产开源DFT软件ABACUS(atomic-orbital based ab-initio computation at UStc,中文名原子算筹)从开发2.2版本(2022年4月发布)到发布3.7版本(2024年7月发布)期间的进展及其与深度学习算法的融合和应用。

关键词： ABACUS 密度泛函理论开源软件深度学习计算材料科学