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基于深度学习的钻孔图像岩体结构面识别

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 702-720页

作者：李炜刘耕葛云峰张占荣黄国良中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 湖南省地震局湖南长沙410004

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的... 详细信息

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的几何参数.首先,采集图像数据并进行预处理.以某隧道工程为案例,使用智能钻孔光学成像仪采集4号和6号钻孔图像,筛选含有结构面的钻孔图像进行标注以建立Ground truth数据集.从中随机选择数据集的70%作为训练数据、10%作为验证数据、20%作为测试数据,并对训练数据集使用数据增强处理.接下来使用CSPDarkNet53网络作为特征提取网络,构建YOLO v4模型,并采用试错法获取最优参数进行模型训练.利用测试集生成P-R(Precision-Recall)曲线来测试最终的模型训练效果,结果显示P-R曲线的平均精度达0.87,这表明YOLO v4训练结果较好.最后,将定位的结构面采用Canny算法通过拟合上、中、下正弦曲线函数获取岩体结构面边缘,并依据正弦函数的系数计算结构面的4个几何参数(倾向、倾角、深度和张开度).

关键词：岩石力学岩体结构面智能识别井下电视深度学习 YOLO v4

基于J2EE架构的岩土试验数据管理平台的设计与应用

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工程地球物理学报 2024年第3期21卷 363-371页

作者：冯涛舒畅郑洪张占荣姚洪锡师学明中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

为解决岩土试验数据采集和应用数据分散、人工处理效率低、非标数据难以建模等问题,运用流程重组、物联网、数据挖掘等多种现代信息技术,对岩土试验数字化工程进行了整体规划和实施,对岩土试验数据管理平台的业务架构和功能架构进行了设... 详细信息

为解决岩土试验数据采集和应用数据分散、人工处理效率低、非标数据难以建模等问题,运用流程重组、物联网、数据挖掘等多种现代信息技术,对岩土试验数字化工程进行了整体规划和实施,对岩土试验数据管理平台的业务架构和功能架构进行了设计,基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)架构研发了岩土试验数据管理平台和试验数据中心。岩土试验中通过物联网二维码的应用,样本识别准确率和效率得到了提升,岩土试验的总体周期大幅缩短。通过压力试验机升级改造和软件集成,单轴抗压强度试验效率提升了50%以上。岩土试验数据管理平台的建立和升级改造,提升了岩土试验工作效率、岩土试验数据的利用率和测试数据管理水平,获得了良好效益。

关键词：岩土试验数据管理平台 J2EE 试验效率物联网

Dual‑Atom Nanozyme Eye Drops Attenuate Inflammation and Break the Vicious Cycle in Dry Eye Disease

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Nano-Micro Letters 2024年第6期16卷 439-457页

作者： Dandan Chu Mengyang Zhao Shisong Rong Wonho Jhe Xiaolu Cai Yi Xiao Wei zhang Xingchen Geng zhanrong Li Xingcai zhang Jingguo Li Henan Eye Hospital Henan Provincial People’s HospitalPeople’s Hospital of Zhengzhou UniversityZhengzhou 450003People’s Republic of China Department of Ophthalmology Mass Eye and EarMass General BrighamHarvard Medical SchoolBostonMA 02114USA School of Engineering and Applied Sciences Harvard UniversityCambridgeMA 02138USA College of Chemistry Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001People’s Republic of China

Dry eye disease(DED)is a major ocular pathology worldwide,causing serious ocular discomfort and even visual *** incidence of DED is gradually increasing with the highfrequency use of electronic *** inflammation is core cause of the DED vicious cycle,reactive oxygen species(ROS)play a pivotal role in the vicious cycle by regulating inflammation from ***,current therapies merely targeting inflammation show the failure of DED ***,a novel dual-atom nanozymes(DAN)-based eye drops are *** antioxidative DAN is successfully prepared by embedding Fe and Mn bimetallic single-atoms in N-doped carbon material and modifying it with a hydrophilic *** in vitro and in vivo results demonstrate the DAN is endowed with superior biological activity in scavenging excessive ROS,inhibiting NLRP3 inflammasome activation,decreasing proinflammatory cytokines expression,and suppressing cell ***,the DAN effectively alleviate ocular inflammation,promote corneal epithelial repair,recover goblet cell density and tear secretion,thus breaking the DED vicious *** findings open an avenue to make the DAN as an intervention form to DED and ROSmediated inflammatory diseases.

关键词： Dry eye disease DAN Dual-atom nanozyme Vicious cycle NLRP3 inflammasome Nanomedicine

Catalytic conversion of lignocellulosic biomass into chemicals and fuels

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Green Energy & Environment 2023年第1期8卷 10-114页

作者： Weiping Deng Yunchao Feng Jie Fu Haiwei Guo Yong Guo Buxing Han Zhicheng Jiang Lingzhao Kong Changzhi Li Haichao Liu Phuc T.T.Nguyen Puning Ren Feng Wang Shuai Wang Yanqin Wang Ye Wang Sie Shing Wong Kai Yan Ning Yan Xiaofei Yang Yuanbao zhang zhanrong zhang Xianhai Zeng Hui Zhou State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy MaterialsNational Engineering Laboratory for Green Chemical Productions of Alcohols-Ethers-Estersand College of Chemistry and Chemical EngineeringXiamen UniversityXiamen361005China Fujian Engineering and Research Center of Clean and High-valued Technologies for Biomass Xiamen Key Laboratory of High-valued Utilization of BiomassCollege of EnergyXiamen University361102China Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering of Ministry of Education College of Chemical and Biological EngineeringZhejiang UniversityHangzhou310027China Institute of Zhejiang University-Quzhou 78 Jiuhua Boulevard NorthQuzhou324000China School of Energy and Environmental Engineering Hebei University of TechnologyTianjin300401China Shanghai Key Laboratory of Functional Materials Chemistry Research Institute of Industrial CatalysisSchool of Chemistry and Molecular EngineeringEast China University of Science and TechnologyShanghai200237China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences CAS Key Laboratory of Colloid and Interface and ThermodynamicsCAS Research/Education Center for Excellence in Molecular SciencesInstitute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing100190China Department of Biomass Science and Engineering Sichuan UniversityChengdu610065China CAS Key Laboratory of Low-carbon Conversion Science and Engineering Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai201210China University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049China CAS Key Laboratory of Science and Technology on Applied Catalysis Dalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian116023China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences College of Chemistry and Molecular EngineeringPeking UniversityBeijing100871China Department of Chemical and Biomolecular Engineering National University of Singapore4 Engineering Drive 4Singapore117585Singapore Sta

In the search of alternative resources to make commodity chemicals and transportation fuels for a low carbon future,lignocellulosic biomass with over 180-billion-ton annual production rate has been identified as a promising *** review focuses on the state-of-the-art catalytic transformation of lignocellulosic biomass into value-added chemicals and *** a brief introduction on the structure,major resources and pretreatment methods of lignocellulosic biomass,the catalytic conversion of three main components,i.e.,cellulose,hemicellulose and lignin,into various compounds are comprehensively *** in separate steps or in one-pot,cellulose and hemicellulose are hydrolyzed into sugars and upgraded into oxygen-containing chemicals such as 5-HMF,furfural,polyols,and organic acids,or even nitrogen-containing chemicals such as amino *** the other hand,lignin is first depolymerized into phenols,catechols,guaiacols,aldehydes and ketones,and then further transformed into hydrocarbon fuels,bioplastic precursors and bioactive *** review then introduces the transformations of whole biomass via catalytic gasification,catalytic pyrolysis,as well as emerging ***,opportunities,challenges and prospective of woody biomass valorization are highlighted.

关键词： Lignocelullose Biomass Catalytic conversion Biofuels Renewable chemicals

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多个列车轮载作用下铁路道床结构安定性分析

中南大学学报（自然科学版） 2020年第8期51卷 2343-2352页

作者：王康宇庄妍张占荣张升浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014 东南大学土木工程学院混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410114 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中南大学土木工程学院高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

为了更全面地了解铁路道床结构的安定行为,根据列车轮载作用下于Winkler连续均匀弹性地基上的钢轨竖向挠曲变形规律,采用基于Gauss函数的轨枕荷载分担比的近似计算方法,确定单个和多个轮载作用于不同位置处的轨枕荷载分担比。基于BOUSSI... 详细信息

为了更全面地了解铁路道床结构的安定行为,根据列车轮载作用下于Winkler连续均匀弹性地基上的钢轨竖向挠曲变形规律,采用基于Gauss函数的轨枕荷载分担比的近似计算方法,确定单个和多个轮载作用于不同位置处的轨枕荷载分担比。基于BOUSSINESQ和CERRUTI解答,推导竖向和水平均布荷载作用下半无限空间结构中的弹性应力场的解析表达,并结合Melan静力安定定理,提出多个列车轮载作用下铁路道床结构的安定性分析方法,通过与已有文献计算结果的对比,对推导的弹性应力场解析方法及静力安定分析方法的可行性和计算结果的准确性进行验证。基于铁路道床结构的安定性分析方法,研究多个列车轮载作用下道床材料参数对其安定荷载的影响规律。研究结果表明:对于和谐号CRH3型电力动车组高速列车,其轨枕荷载分担仅在1个转向架的2个轮轴荷载之间存在叠加影响,且在其影响范围内轨枕荷载分担比呈现“M”形分布;道床结构的静力安定荷载随内摩擦角增大而增大,尽管泊松比是影响结构弹性应力场的重要参数,但其对道床安定荷载的影响较小;在满足经济性的前提下,适当选用高强度的材料,能有效提高给定摩擦因数下道床结构的承载能力。

关键词：多列车轮载铁路道床 Gauss函数安定分析弹性应力场

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地下洞室岩体变形模量的尺寸效应研究

工程地质学报 2011年第5期19卷 642-647页

作者：张占荣中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

变形参数是岩体工程变形计算、稳定性评价的前提,岩体变形参数的合理取值一直是岩土工程界关注的热点和难点之一。由于岩体力学参数存在随研究尺度不同而变化的特性,被称之为岩体力学参数的尺寸效应,因此由室内试验获取的岩石力学参数,... 详细信息

变形参数是岩体工程变形计算、稳定性评价的前提,岩体变形参数的合理取值一直是岩土工程界关注的热点和难点之一。由于岩体力学参数存在随研究尺度不同而变化的特性,被称之为岩体力学参数的尺寸效应,因此由室内试验获取的岩石力学参数,甚至现场试验获取的岩体力学参数,均代表不了岩体工程尺度实际的力学特性,不能直接用于工程实际。为获取能够直接应用于工程实际的岩体力学参数,有必要对岩体力学参数随尺度的变化规律及产生机理展开系统研究。本文结合工程实例,通过多尺度方法研究了裂隙岩体变形参数的尺寸效应,采用室内试验、现场承压板试验、波速测试、数值模拟、位移反演分析等不同尺度的研究方法,获取了不同尺度的岩体力学参数。研究表明随着岩体尺寸的增加,岩体变形模量呈明显的降低趋势,由回归分析得到了岩体变形参数与尺度之间的拟合关系式,当岩体尺寸大于30m后,岩体变形模量减小的趋势逐渐趋于稳定,由此确定了该工程岩体宏观变形模量及REV尺度。在此基础上,对裂隙岩体变形模量尺寸效应的产生机理进行探讨,表明岩体变形参数尺寸效应的产生机理主要是由于不同尺度岩体所涵盖的裂隙尺度不同所造成,节理岩体的REV尺度约为典型结构面迹长的3倍左右。基于多种试验方法成果与数理统计方法相结合研究岩体变形参数的尺寸效应是一种新的尝试,为该工程岩体力学参数的合理取值提供了依据,并可为类似工程提供有益借鉴。

关键词：岩体力学参数变形模量尺寸效应多尺度方法统计分析

PFF复合反滤层及其在支挡工程中的应用研究

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水文地质工程地质 2017年第3期44卷 100-104页

作者：张占荣中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为避免地下水对支挡结构的不利影响,需设置反滤层排除支挡工程背后岩土体的渗水。目前支挡工程多采用混凝土浇筑施工,受墙后空间狭小影响,常规的砂砾石反滤层不易压实,影响支挡工程受力和使用功能。文章结合反滤层的隔离挡土、过滤、排... 详细信息

为避免地下水对支挡结构的不利影响,需设置反滤层排除支挡工程背后岩土体的渗水。目前支挡工程多采用混凝土浇筑施工,受墙后空间狭小影响,常规的砂砾石反滤层不易压实,影响支挡工程受力和使用功能。文章结合反滤层的隔离挡土、过滤、排水等基本作用原理,研制开发了一种由隔水层、排水层、透水层相结合形成的具有墙背模板功能的PFF整体式复合反滤层,以适应混凝土支挡结构浇筑施工工法。试验工点排水试验表明,该新型反滤层排出水数量和效率均优于传统的砂砾石反滤层,可在支挡工程中推广应用。

关键词：支挡工程 PFF复合反滤层模板整体式排水性能

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三峡花岗岩起裂机制研究

岩石力学与工程学报 2007年第12期26卷 2570-2575页

作者：朱泽奇盛谦冷先伦张占荣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湖北武汉430071

从三峡花岗岩常规三轴实验出发,通过研究裂纹应变的变化规律,得到不同围压下花岗岩的起裂应力。结果表明,起裂应力与围压变化幅度一致,与峰值强度相比,起裂应力一般保持在峰值应力的25%～50%。进一步的实验与理论分析认为,三峡花岗岩在... 详细信息

从三峡花岗岩常规三轴实验出发,通过研究裂纹应变的变化规律,得到不同围压下花岗岩的起裂应力。结果表明,起裂应力与围压变化幅度一致,与峰值强度相比,起裂应力一般保持在峰值应力的25%～50%。进一步的实验与理论分析认为,三峡花岗岩在单轴、三轴压缩条件下的微观破裂机制主要是拉伸破裂,从起裂至裂纹稳定扩展阶段,其内部裂纹属I型裂纹,由此通过对压应力下椭圆裂纹的拉伸破坏分析,研究起裂应力、起裂角与围压的关系。比较基于裂纹应变分析得到的结论发现,二者在一定围压区间是比较接近的。

关键词：岩石力学三峡花岗岩裂纹庸变起裂应力拉伸破坏

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土体钻孔剪切仪自动化改造及应用研究

铁道科学与工程学报 2023年第9期20卷 3373-3384页

作者：程龙虎于廷新张占荣梁伟中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

针对现有钻孔剪切仪存在的缺点,对既有土体钻孔剪切仪进行自动化改造。为评估改造后的钻孔剪切仪测定土体抗剪强度的适用性,以光谷创新基地黏性土及广佛环线琶洲站残积土为研究对象,利用改造后的钻孔剪切仪进行大量钻孔剪切试验,得到原... 详细信息

针对现有钻孔剪切仪存在的缺点,对既有土体钻孔剪切仪进行自动化改造。为评估改造后的钻孔剪切仪测定土体抗剪强度的适用性,以光谷创新基地黏性土及广佛环线琶洲站残积土为研究对象,利用改造后的钻孔剪切仪进行大量钻孔剪切试验,得到原状黏性土和残积土(原状、短时(2~3 h)浸水及24 h浸水)的抗剪强度参数。从多方面对钻孔剪切试验与直剪试验结果差异性进行分析,以南京禄口机场站粉质黏土为对象,重点对法向压力的影响进行分析。结果表明:黏性土和残积土的钻孔剪切试验数据的线性相关性良好。短时(2~3 h)浸水后,残积土黏聚力减少15.28%~40.45%,钻孔上部土体内摩擦角增大17.35%~30.90%,钻孔下部土体内摩擦角减少4.83%~8.75%。24 h浸水后,残积土黏聚力减少45.10%~69.33%,内摩擦角减少52.14%~69.87%。通过对比发现,钻孔剪切试验相比于室内直剪试验得到的黏聚力小,内摩擦角大。通过对南京禄口机场站粉质黏土抗剪强度参数随法向压力的变化规律分析,发现法向压力由30 kPa增加至50 kPa时,黏聚力增大了2.88倍,内摩擦角减少了约41.6%。研究成果可为钻孔剪切仪在土体中的应用及法向压力选择提供参考。

关键词：钻孔剪切试验自动化改造黏性土残积土抗剪强度参数