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倾倒型危岩体空间振动特征及损伤识别研究

工程科学与技术 2024年

作者：赵晨谢谟文杜岩黄正均贺铮路光北京科技大学土木与资源工程学院

目前基于动力学指标反映危岩体损伤的研究多是分析危岩体单方向振动特征，当无法判断结构面演化方向或演化方向为多方向时难以准确识别危岩体损伤。为探究危岩体损伤演化过程空间三维振动特征，得到可反映危岩体空间三维损伤演化过程高... 详细信息

目前基于动力学指标反映危岩体损伤的研究多是分析危岩体单方向振动特征，当无法判断结构面演化方向或演化方向为多方向时难以准确识别危岩体损伤。为探究危岩体损伤演化过程空间三维振动特征，得到可反映危岩体空间三维损伤演化过程高敏感性指标，本文将危岩体视为三维实体，通过数值模拟分析了倾倒型危岩体振型特征，并基于弹簧-质子摆振模型推导了危岩体水平向摆振和竖向摆振的振幅和固有频率计算公式。结果发现，危岩体不同振型对其损伤的敏感性与结构面演化方向有关。单向动力学指标敏感性由此方向主振型决定，因此指标敏感性受结构面演化方向控制。监测方向与结构面法向或结构面演化方向一致时，指标敏感性最高；结构面演化方向垂向的动力学指标敏感性最低。将粒子轨迹应用于危岩体损伤识别，以三维向量表示危岩体振动过程中的空间位置，定义了粒子轨迹时域动力学指标算法。最后设计了崩塌相似模型试验，通过人工切割致使后缘裂隙加深模拟危岩体结构面损伤演化过程，分析了危岩体演化过程中单向时频动力学指标和粒子轨迹时域动力学指标的变化规律。试验发现：对结构面损伤演化具有强相关性的单向动力学指标（振幅标准差、峭度、主频）对危岩体损伤敏感性具有方向差异，各指标不同方向敏感性最高相差2.5-23.79倍。粒子轨迹动力学指标对危岩体结构面不同方向演化时的损伤均具有较高敏感性。

关键词：崩塌倾倒型危岩体损伤识别空间振动特征动力学指标

长白落叶松-水曲柳混交林单木叶面积预估模型

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王越苗铮郝元朔刘鑫董利虎东北林业大学林学院

【目的】采用树木水平变量与单木竞争指标，使用非线性混合效应模型构建长白落叶松-水曲柳单木叶面积模型，为进一步研究林分生产力和树冠结构提供理论基础。【方法】选取黑龙江省尚志市不同比例长白落叶松-水曲柳混交林中111株落叶松以... 详细信息

【目的】采用树木水平变量与单木竞争指标，使用非线性混合效应模型构建长白落叶松-水曲柳单木叶面积模型，为进一步研究林分生产力和树冠结构提供理论基础。【方法】选取黑龙江省尚志市不同比例长白落叶松-水曲柳混交林中111株落叶松以及113株水曲柳，测量其叶面积。采用全子集回归法建立两树种的非线性单木叶面积预估模型。通过相对权重法分析各变量对模型的贡献。同时考虑样地对叶面积的随机影响，构建混合效应模型，并对模型进行评价。【结果】相对权重计算结果显示，在最优模型中，DBH对长白落叶松和水曲柳单木叶面积的影响最大。考虑样地层次随机效应的最优长白落叶松单木叶面积混合效应模型包括PCR（冠长率）、DBH（胸径）、PHDH（林木树高与林分优势木平均高之比），模型的调整后确定系数(Radj2)为0.89，均方根误差（RMSE）为11.68 m2，平均偏差（ME）为-0.2027 m2，平均绝对偏差（MAE）为7.9430 m2，预测精度（P）为99%；考虑样地层次随机效应的最优水曲柳单木叶面积混合效应模型包含PCR、DBH、PHDH、PCW（冠幅），模型的Radj2为0.87，RMSE为13.61 m2，平均偏差（ME）为-0.2817 m2，平均绝对偏差（MAE）为9.3976 m2，预测精度（P）为99%，都具有较好的拟合和预测效果。【结论】考虑样地水平的混合效应模型提升了两树种单木叶面积预测准确性，DBH是影响单木叶面积最大的变量，且在混交林叶面积模型中考虑林木竞争变量是有必要的，建立的模型可为准确预测长白落叶松和水曲柳单木叶面积提供技术支持，同时有助于深入研究林分的生长发育和树冠结构。

关键词：长白落叶松-水曲柳混交林相对权重混合效应经验线性无偏最优预测法叶面积

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地幔榴辉岩包体的同位素定年方法研究进展

地球科学与环境学报 2024年第1期46卷 114-126页

作者：蒋蕾茵孙晶黄铖铮吴琪中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 自然资源部信息中心北京100812

地幔榴辉岩包体是寄主岩浆从地球深部地幔携带到地表的俯冲洋壳碎片,作为一种高压变质岩,它可能记录着有关大洋地壳原岩、板块俯冲以及后期交代变质过程等重要信息,因此其年龄也显得格外重要。通过统计全球超过500个已发表的地幔榴辉岩... 详细信息

地幔榴辉岩包体是寄主岩浆从地球深部地幔携带到地表的俯冲洋壳碎片,作为一种高压变质岩,它可能记录着有关大洋地壳原岩、板块俯冲以及后期交代变质过程等重要信息,因此其年龄也显得格外重要。通过统计全球超过500个已发表的地幔榴辉岩包体的年龄结果,对比几种常用的地幔榴辉岩包体同位素定年方法,讨论了不同方法的优缺点及适用情况。结果表明:金红石U-Pb和全岩Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf全岩等时线法一般给出的是寄主岩浆的年龄或地幔交代的时间,而榴辉岩中的硫化物Re-Os等时线年龄,锆石U-Pb上交点年龄,Sm-Nd、Lu-Hf石榴子石-单斜辉石双矿物等时线年龄以及锆石Hf亏损地幔模式年龄对于其原岩年龄及板块俯冲时代有较为可观的应用前景;地幔榴辉岩包体最古老年龄的峰值分布在3.1~2.8 Ga,与Kaapvaal和西伯利亚克拉通构造拼合的时间吻合,可能代表着全球地幔榴辉岩包体的最早形成时代,也预示着板块构造可能于中太古代开启。

关键词：板块构造地幔榴辉岩包体放射性同位素定年方法锆石U-Pb年龄 Sm-Nd等时线年龄 Lu-Hf等时线年龄硫化物Re-Os等时线年龄

基于beta回归的长白落叶松树干含水率预测模型

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应用生态学报 2024年第3期35卷 587-596页

作者：曹华燕苗铮郝元朔董利虎东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结... 详细信息

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结果表明:边材、树干含水率沿树干向上逐渐增加;心材含水率沿树干向上先略减后增大;树皮含水率沿树干向上先增大后趋于平缓,然后再增加。相对高度、活冠高、林分每公顷胸高断面积、年龄和林分优势高是显著影响长白落叶松木材含水率的因子。方案Ⅰ下,随机抽取2~3个圆盘的含水率测量值来校准模型可以得到稳定的预测精度,树干含水率的平均绝对误差百分比(MAPE)可达7.2%(随机抽取2个),边材、心材、树皮含水率的MAPE可达7.4%、10.5%、10.5%(随机抽取3个);方案Ⅱ下,抽取1.3和2 m圆盘的含水率测量值校准模型最适宜,边材、心材、树皮和树干含水率的MAPE分别达到7.8%、11.0%、10.4%和7.1%。所有beta混合效应回归模型的预测精度都明显优于基础模型。包含样地、样木效应的两水平beta混合效应回归模型可以很好地预测长白落叶松各部位的含水率。

关键词：长白落叶松木材含水率 beta回归模型边材心材树皮树干

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基于MEMS技术的拉裂型边坡危岩体临崩倾斜变形特征现场实测研究

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岩土力学 2024年

作者：贺铮谢谟文吴志祥赵晨孙广存徐乐北京科技大学土木与资源工程学院北京中关村智连安全科学研究院有限公司

边坡危岩体崩塌的监测与预测预报一直是地质灾害防灾研究的重点和薄弱环节。基于MEMS技术构建了拉裂型危岩体微小倾斜角度与强振加速度的“采集-计算-传输”机制，实现了拉裂型危岩体的低功耗长期监测。通过拉裂型危岩体崩塌现场实测分... 详细信息

边坡危岩体崩塌的监测与预测预报一直是地质灾害防灾研究的重点和薄弱环节。基于MEMS技术构建了拉裂型危岩体微小倾斜角度与强振加速度的“采集-计算-传输”机制，实现了拉裂型危岩体的低功耗长期监测。通过拉裂型危岩体崩塌现场实测分析，发现了拉裂型危岩体具有倾斜变形加速并伴随强振动频次、幅值增加的崩塌前兆。探明了临崩加速倾斜阶段累计倾斜变形量与倾斜变形速率之间具有显著指数关系，且倾斜速率倒数与距离崩塌时长具有线性相关性，进而建立了“倾斜速率倒数法”崩塌时间预测模型，形成了基于MEMS倾斜角度传感数据特征的预测模型实时应用算法流程。研究成果可对崩塌灾害的监测预警产生积极的促进作用。

关键词：拉裂型危岩体倾斜变形崩塌预测模型崩塌前兆 MEMS技术微芯桩

应用多传感器激光视觉的焊接机器人变质心补偿控制

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激光杂志 2024年第1期45卷 236-241页

作者：张诚袁慧铮应之歌湖北工业大学创新学院武汉430068

制造、安装、机械传动和温度变化等诸多方面的误差较大,产生补偿机器人变质心偏移度,任务执行途中失去期望位姿,为了提高焊接机器人工作效率,提出应用多传感器激光视觉的焊接机器人变质心补偿控制方法。建立焊接机器人变质心模型,应用... 详细信息

制造、安装、机械传动和温度变化等诸多方面的误差较大,产生补偿机器人变质心偏移度,任务执行途中失去期望位姿,为了提高焊接机器人工作效率,提出应用多传感器激光视觉的焊接机器人变质心补偿控制方法。建立焊接机器人变质心模型,应用激光传感器扫描焊接机器人实际轨迹和位姿的几何特征,获取激光视觉图像标定管道焊缝,结合PLC控制器,调整焊接机器人轨迹和位姿,消除惯性力对变质心位移的干扰,实现焊接机器人变质心补偿控制。实验结果表明,在X-Y坐标面、Z-X坐标面和Z-Y坐标面上的变质心补偿轨迹均与期望轨迹误差5 cm左右,高度重合;控制后,焊接机器人惯性位移在0.1 cm之内,近似于零,惯性力不再引导焊接机器人移动,可以稳定停靠在目标位置,变质心控制性能好。

关键词：焊接机器人变质心模型激光视觉轨迹期望位姿

塔式分级低排放燃烧室头部旋流数对燃烧性能的影响

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：武萍冉军辉刘世铮许博文谭磊刘潇中国船舶集团有限公司第七〇三研究所船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心—船舶及海洋工程燃气轮机研发与检测实验室哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

主燃级旋流器的旋流数对燃烧室内流场组织与燃烧特性有重要的影响，为了研究其对流场与燃烧性能的影响规律，采取数值模拟方法在不同主燃级旋流数下对燃烧室流场结构和燃烧性能的影响进行了详细的对比，研究表明：对于主燃一级旋流器，... 详细信息

主燃级旋流器的旋流数对燃烧室内流场组织与燃烧特性有重要的影响，为了研究其对流场与燃烧性能的影响规律，采取数值模拟方法在不同主燃级旋流数下对燃烧室流场结构和燃烧性能的影响进行了详细的对比，研究表明：对于主燃一级旋流器，旋流数取在0.65～0.75之间回流区内湍流强度较为稳定，燃烧效率较高，压力损失也不是很大，NOx以及CO排放也较低分别有最低值45.4×10-6，33.8×10-6；对于主燃二级旋流器，旋流数取为0.9时，有较好的温度场，燃烧效率也较高达到99.6%以上，排放也不高，NOx及CO排放都是最低值分别为45.5×10-6，36.2×10-6。

关键词：塔式旋流器旋流数数值模拟燃烧性能低排放

基于树种分类的帽儿山阔叶混交林树高⁃胸径模型

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应用生态学报 2024年第2期35卷 307-320页

作者：曹晓梅苗铮郝元朔董利虎东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

天然林的林分结构复杂、物种多样性丰富,为分析林分生长与制定合理的森林经营决策方案带来了巨大的挑战。树高⁃胸径关系对于预测林分生长、制定森林管理经营措施具有重要意义。本文基于48块帽儿山阔叶混交林样地的调查数据,根据树种结... 详细信息

天然林的林分结构复杂、物种多样性丰富,为分析林分生长与制定合理的森林经营决策方案带来了巨大的挑战。树高⁃胸径关系对于预测林分生长、制定森林管理经营措施具有重要意义。本文基于48块帽儿山阔叶混交林样地的调查数据,根据树种结构、生长特征及生态学特性将23个树种分为4个树种组,通过再参数化方法建立包含林分、林木竞争、树种混交情况及物种多样性变量的广义模型,并建立样地、树种组两水平混合效应模型,利用留一交叉验证法检验模型的预测能力。结果表明:Ratkowsky(1990)模型为最优基础模型,引入优势木平均高、大于对象木断面积之和、树种占比和Shannon指数能更好地解释帽儿山阔叶混交林树高⁃胸径关系;引入样地、树种组混合效应模型可显著提高模型的预测精度,Ra 2为0.83。此外,在相同梯度的环境因素下,喜光树种比耐荫树种表现出更高的树高。本研究利用所构建的树高⁃胸径模型分析了树种混交及树木功能性状对树高生长的影响,为精准预测阔叶混交林不同树种的树高以及进一步分析阔叶混交林分生长关系提供理论基础。

关键词：阔叶混交林树高⁃胸径模型树种划分混合效应模型

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热压制备Ni/Al微叠层复合板的协调变形行为和气压胀形成形性

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 786-797页

作者：鲁羽鹏殷宏亮席先铮孟令健林鹏梁伟太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024

为了制造NiAl合金复杂薄壁构件,采用真空热压法制备一种新型Ni/Al微叠层复合板(NAMCS)。基于不同温度的单向拉伸试验,研究Ni/Al微叠层复合板的力学性能。为了阐明Ni/Al微叠层复合板的单向拉伸协调变形机制,通过扫描电子显微镜对不同拉... 详细信息

为了制造NiAl合金复杂薄壁构件,采用真空热压法制备一种新型Ni/Al微叠层复合板(NAMCS)。基于不同温度的单向拉伸试验,研究Ni/Al微叠层复合板的力学性能。为了阐明Ni/Al微叠层复合板的单向拉伸协调变形机制,通过扫描电子显微镜对不同拉伸应变下的变形组织进行表征。结果表明,在5%应变、室温和300℃条件下,NiAl_(3)层和Ni_(2)Al_(3)层中形成了一些裂纹。在600℃和20%应变条件下,在NiAl3层观察到一些微孔。样品在78.7%的拉伸应变断裂时,Ni_(2)Al_(3)层也未出现裂纹,表现出良好的协调变形能力。Ni/Al微叠层复合板的高温自由气压胀形试验表明,600℃时其极限胀形比(极限胀形高度与凹模直径之比)达到33.3%,表现出良好的成形性。

关键词： Ni/Al微叠层复合板力学性能协调变形机制气压胀形成形性