检索结果-南通市图书馆

基于LightGBM算法的供水管网抗震性能评估

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工程力学 2024年

作者：马天鹤侯本伟缪惠全许成顺杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计... 详细信息

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计算量大、效率低的问题。本文采用LightGBM算法构建地震破坏供水管网服务性能的预测模型，代替每个MCS样本中水力分析模型，提升MCS模拟计算效率。代理模型的输入参数为管线水力重要度及其破坏点漏口面积，输出参数为管网中节点和管网整体的供水满足率。通过Benchmark案例管网验证了LightGBM代理模型的有效性；与水力功能分析模型计算结果相比，代理模型评估的管网震后服务性能相对误差为1.09%～1.88%，计算时间降低了73.1%～92.3%；对于管网震后恢复过程模拟和韧性评估问题，代理模型得到的不同恢复策略的韧性指标，与水力分析模型的结果相对误差小于1%。因此，基于LightGBM算法的代理模型可为城市供水管网震后性能评估、恢复过程模拟和韧性评估提供支撑。

关键词：供水管网抗震性能评估韧性评估 LightGBM算法代理模型

球墨铸铁供水管道承插式接口力学性能试验及失效概率预测模型

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工程力学 2024年

作者：张亚波钟紫蓝李锦强缪惠全许成顺北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

探讨供水管道接口力学特性及性能水准分级是确保基于性能的管线结构抗震设计真实可靠的关键。针对球墨铸铁管道开展了轴力和管内水压共同作用下的接口轴向拉伸破坏性试验，对比了不同管径的接口拉伸力学性能变化过程及渗漏失效机理。分... 详细信息

探讨供水管道接口力学特性及性能水准分级是确保基于性能的管线结构抗震设计真实可靠的关键。针对球墨铸铁管道开展了轴力和管内水压共同作用下的接口轴向拉伸破坏性试验，对比了不同管径的接口拉伸力学性能变化过程及渗漏失效机理。分析了管道接口抗拉承载能力与对应张开量之间的潜在统计特征，提出了管道接口抗拉承载能力计算表达式，并建立了张开量归一化的管道接口失效准则。研究结果表明：0MPa～0.3 MPa的水压波幅对球墨铸铁管道接口抗拉承载能力未产生显著影响，接口抗拉承载力与相应接口张开量呈正相关分布。所提出的接口抗拉承载力公式与试验统计值有着良好的拟合度，当管道接口发生轻微渗漏和功能失效时，对应的接口张开量分别为安装深度的52%和60%，变异系数分别为10.5%和8.5%，研究结果可为埋地供水管线的震害、抗震验算、设计与措施等研究提供参考。

关键词：球墨铸铁管道承插式接口抗拉承载力力学模型功能失效

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流域人居系统科学的框架探索与研究展望

自然资源学报 2024年第5期39卷 997-1007页

作者：汪芳刘永贺金生胡燮覃栎王乐业北京大学建筑与景观设计学院/流域人居系统研究中心北京100871 北京大学环境科学与工程学院北京100871 北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学计算机学院/高可信软件技术教育部重点实验室北京100871

在人与水的适应过程中,流域成为孕育人类文明和见证城乡演化的容器与纽带。“流域人居系统”是指流域环境与人居环境在不同时、空间尺度上交互作用和共同演化的适应系统,具有整体性、动态性、协同性等特征。基于多学科的共性问题,流域... 详细信息

在人与水的适应过程中,流域成为孕育人类文明和见证城乡演化的容器与纽带。“流域人居系统”是指流域环境与人居环境在不同时、空间尺度上交互作用和共同演化的适应系统,具有整体性、动态性、协同性等特征。基于多学科的共性问题,流域人居系统科学涉及要素耦合、尺度关联、系统演化三方面关键问题,提炼形成“节点—背景—联系”结构理论与“地方—适应”演化理论,并提出多学科交叉与智慧流域人居的新范式。流域人居系统科学作为一个适应时代需求的领域方向,面向人与自然和谐共生的可持续发展目标,综合运用多个学科领域的知识和方法,开展学科交叉的系统研究,将助力新时期流域生态文明和高质量发展建设。

关键词：流域人居系统科学地方适应性要素耦合尺度关联系统演化

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北极地区热融湖分布特征及变化机制研究

地理学报 2024年第7期79卷 1751-1767页

作者：刘诗奇王平于静洁蔡红艳杨林生牟翠翠刘昌明中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所、资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000

北极热融湖作为多年冻土区典型热喀斯特景观之一,其分布和变化规律深刻影响着区域的生态植被、水文和碳循环过程。然而,对于整个北极热融湖分布特征和变化机制的理解仍然不足,为此,本文基于荟萃分析和数理统计方法,对热融湖的分布规律... 详细信息

北极热融湖作为多年冻土区典型热喀斯特景观之一,其分布和变化规律深刻影响着区域的生态植被、水文和碳循环过程。然而,对于整个北极热融湖分布特征和变化机制的理解仍然不足,为此,本文基于荟萃分析和数理统计方法,对热融湖的分布规律和变化机制展开研究。结果表明,北极热融湖的分布和变化具有较强的时空异质性,且与多年冻土条件、岩石土壤类型、地下冰含量和土壤温度等密切相关。大部分北极热融湖分布在连续多年冻土区、地下冰含量高于10%、平均土壤温度在-4℃以上且存在一定垂向土壤温度差异的具有特定岩石和土壤类型的地区,而不同环境条件下的热融湖变化趋势存在差异。总体上,北极热融湖的变化过程包括初始形成、中期扩张和晚期萎缩三大阶段,且受到水量与水热平衡的双重影响。热融湖作为反映多年冻土退化和气候环境变化的重要指示,对北极生态系统碳循环、水文过程和生态环境变化等均具有深远影响。

关键词：热融湖多年冻土土壤岩性地下冰北极

泥河湾盆地油房遗址MIS 5阶段人类活动与气候、植被的关系

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第四纪研究 2024年第5期44卷 1322-1337页

作者：李冰杜天愉梅惠杰吴玥洁马卿皓郭玉杰弋双文李月丛河北师范大学地理科学学院河北石家庄050024 河北省环境演变与生态建设重点实验室河北石家庄050024 河北师范大学历史文化学院河北石家庄050024 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

新的研究表明,油房遗址是泥河湾盆地一处重要的旧石器时代中晚期遗址,是一处既包含华北传统石片石器工业,又富含细石叶和细石核的文化遗址,为研究华北传统石片石器文化向细石器传统文化转变提供了新线索。油房遗址探沟2剖面(YFTG2)(0~53... 详细信息

新的研究表明,油房遗址是泥河湾盆地一处重要的旧石器时代中晚期遗址,是一处既包含华北传统石片石器工业,又富含细石叶和细石核的文化遗址,为研究华北传统石片石器文化向细石器传统文化转变提供了新线索。油房遗址探沟2剖面(YFTG2)(0~535 cm)是泥河湾盆地旧石器中期的典型地层,年代大致为100.6±5.7~52.3±2.5 ka,主要包括MIS 5增温期和MIS 3初期温暖期,MIS 4沉积缺失。本研究基于孢粉和粒度等指标探讨了泥河湾盆地旧石器时代中期人类活动的气候环境背景,结果表明:1)该遗址MIS 5阶段包括MIS 5d、MIS 5c和MIS 5b;其中MIS 5d(535~255 cm,100.6±5.7~92.1±2.9 ka),花粉组合以藜科(37.1%)和蒿属(23.2%)等草本为主,中值粒径偏粗(10.2~93.4μm),有机质含量为2.2%~4.4%,碳酸钙含量为1.7%~5.0%,指示在MIS 5d时期泥河湾盆地气候较为寒冷干燥;MIS 5c(255~180 cm,92.1±2.9~89.8±3.5 ka),松属(47.5%)和桦木属(15.8%)等乔灌木花粉显著增加,粒度中值粒径为19.4μm,碳酸钙含量降低(1.9%),指示MIS 5c阶段气候十分温暖湿润;MIS 5b(180~130 cm,89.8±3.5~87.7±4.4 ka),花粉组合仍以乔灌木为主(75.8%),桦木属(21.4%)含量达到最大值,蒿属增加(13.6%),有机质含量(5.0%)显著升高,碳酸钙含量(0.2%)显著降低,指示MIS 5b阶段泥河湾盆地气候相对凉湿;在MIS 3初期(130~0 cm,55.7±3.5~52.3±2.5 ka),乔灌木花粉含量下降(68.2%),桦木属(10.8%)含量减少,蒿属(15.6%)和藜科(5.3%)增加,中值粒径显著增大,为39.0μm,有机质含量略有下降(4.5%),碳酸钙含量上升至1.0%,指示气候较为温暖湿润。2)植被定量重建结果显示,在MIS 5d阶段,研究区草本植物盖度达78.1%,形成以禾本科(37.8%)、藜科(16.2%)和栎属(6.1%)为主的疏林草地景观;MIS 5c阶段乔灌木植被盖度达88.4%,形成以松属(46.2%)、鹅耳枥属(21.6%)和禾本科(4.7%)等为主的针阔混交林;MIS 5b阶段依然是以松属(42.8%)、桦木属(12.8%)、栎属(8.1%)、禾本科(5.8%)和蒿属(4.4%)为主的针阔混交林;MIS 3初期阶段为以松属(41.8%)、鹅耳枥属(22.1%)、栎属(7.3%)、禾本科(7.3%)和蔷薇科(6.0%)为主的针阔混交林。3)MIS 5d~MIS 5b以及MIS 3初期,泥河湾盆地气候经历了从寒冷干燥到温暖湿润,研究区植被由以禾本科、蒿属和栎属为主的疏林草地转变为以松属、栎属和鹅耳枥属等为主的针阔叶混交林,均有较强的人类活动,说明在整个研究时段内古人类对干湿交替的自然环境具有较强的适应能力。泥河湾盆地较为适宜的气候以及疏林草地~针阔叶混交林自然景观为该时期人类活动提供了较为理想的活动场所。在MIS 5b时期,遗址区域环境凉湿,水量增大,古人类活动强度较弱。

关键词： MIS 5阶段 MIS 3初期花粉气候与植被泥河湾盆地油房遗址

基于Copula函数和风速正交分量的风矢量联合概率密度研究

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计算力学学报 2024年第5期41卷 942-947页

作者：程正兵冀骁文北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

准确地表示风矢量联合概率密度对于风能的评估和风机结构设计具有重要意义,本文将围绕提升风矢量联合概率密度表示结果准确性展开研究。首先,将风矢量表示为风速正交分量,采用混合Normal分布分别对边缘概率密度进行表示,并提出了估计混... 详细信息

准确地表示风矢量联合概率密度对于风能的评估和风机结构设计具有重要意义,本文将围绕提升风矢量联合概率密度表示结果准确性展开研究。首先,将风矢量表示为风速正交分量,采用混合Normal分布分别对边缘概率密度进行表示,并提出了估计混合Normal分布参数的方法。然后,基于Copula函数考虑风速正交分量间的相关性,从而得到二者的联合概率密度,其中Copula参数通过最小二乘法估计,紧接着通过雅可比变换得到风矢量联合概率密度。最后,采用印度风能研究所的测点S3和S7的每小时平均风速和风向数据,与以往基于Copula函数和风速、风向变量得到的风矢量联合概率密度结果进行对比。结果表明,与以往方法相比,所提方法得到的风矢量联合概率密度结果准确性有很大的提升,本文可为风能的开采和利用提供理论依据。

关键词： Copula函数正交分解风矢量联合概率密度混合Normal

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钢波纹板-模袋混凝土支护结构及其在圆形竖井中的应用研究

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隧道建设（中英文） 2024年第9期44卷 1820-1828页

作者：李鹏飞王硕张明聚黄正东张佳龙北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为探究钢波纹板-模袋混凝土支护结构的施工工艺及其应用效果,通过室内单轴压缩试验研究加压排水工艺对不同养护龄期模袋混凝土强度的影响规律;然后,建立三维有限元数值模拟,开展钢波纹板-模袋混凝土支护结构第2阶段现场工艺试验,验证其... 详细信息

为探究钢波纹板-模袋混凝土支护结构的施工工艺及其应用效果,通过室内单轴压缩试验研究加压排水工艺对不同养护龄期模袋混凝土强度的影响规律;然后,建立三维有限元数值模拟,开展钢波纹板-模袋混凝土支护结构第2阶段现场工艺试验,验证其结构和工艺的可行性及工程效果。结果表明:1)加压排水工艺可以显著提升模袋混凝土的早期抗压强度,轻质量模袋在加压排水中对模袋混凝土抗压强度的提升效果最佳;2)模袋混凝土能够有效地填充钢波纹板与开挖面间的空隙,模袋有助于混凝土气体与水分的排出,从而缩短凝固成型时间;3)混凝土灌注过程对钢波纹板受力影响轻微,各块波纹钢构件在工作状态下均匀受力;4)类似工程中推荐应用轻质量的涤纶长丝纺粘针刺非织造土工布模袋。

关键词：钢波纹板模袋混凝土圆形竖井灌注压力

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基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法

土木与环境工程学报（中英文） 2024年第1期46卷 46-57页

作者：刘占省史国梁杜修力焦泽栋北京工业大学城市建设学部城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

在建筑行业转型升级的背景下,针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题,提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息,分析智能运维亟待... 详细信息

在建筑行业转型升级的背景下,针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题,提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息,分析智能运维亟待解决的问题,融合智能感知与数字孪生技术,给出智能运维运行机理,建立针对大型建筑的智能运维架构体系与多维多尺度的孪生模型。研究建筑智能运维的实现方法,其中包含智能运维全要素信息的采集与传输、智能运维孪生体的构建与运行、智能运维孪生数据的管理机制及智能运维平台的架构。在智能运维理论体系和实现方法的指导下,搭建了智能运维平台,并应用于某大型建筑工程的运维管理。考虑运维管理过程中的虚实交互与时空演化,初步验证了数字孪生在提高运维管理智能化程度方面的有效性。

关键词：建筑运维智能运维数字孪生智能管理

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基于SWOT卫星模拟数据的青藏高原湖泊水位与面积测量精度评估

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测绘学报 2024年第5期53卷 823-834页

作者：韩潇然柯樱海于金媛赵孟杰张国庆中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 西藏大学生态环境学院城市与资源学系遥感与国情监测实验室西藏拉萨850000

青藏高原作为“亚洲水塔”,密集分布着众多高山湖泊,其湖泊数量与面积约占我国湖泊的一半。青藏高原湖泊作为气候与环境的“指示剂”,在时间序列上监测这些湖泊的水位与水量变化至关重要。2022年12月发射的地表水与海洋地形(SWOT)卫星... 详细信息

青藏高原作为“亚洲水塔”,密集分布着众多高山湖泊,其湖泊数量与面积约占我国湖泊的一半。青藏高原湖泊作为气候与环境的“指示剂”,在时间序列上监测这些湖泊的水位与水量变化至关重要。2022年12月发射的地表水与海洋地形(SWOT)卫星将以前所未有的高时间分辨率和面状测高模式监测近乎全球的地表水动态。在数据正式向科学界公开前,有必要对SWOT卫星的性能及测量精度进行评估。本文使用SWOT卫星模拟观测生成器,实现了青藏高原部分湖泊水位与面积的模拟观测,并结合水位计数据,对SWOT卫星在时间失真、测高误差和面积误差方面的测量精度评估。结果表明,不同数据采集间隔的时间失真平均百分比误差小于4.1%,测高误差平均小于3 cm,面积误差小于湖泊面积的7%。该研究的开展为SWOT卫星在青藏高原湖泊上的应用奠定了基础,将更好地理解未来湖泊变化对气候变化的响应。

关键词： SWOT卫星湖泊水位湖泊面积青藏高原