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热湿环境下CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀水泥基材料的中性化机理及预测模型

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 545-554页

作者：牛荻涛曹志远吕瑶西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 省部共建绿色建筑国家重点实验室/西安建筑科技大学西安710055

为探究工业环境中水泥基材料耐久性损伤机理,开展了热湿环境CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀下净浆、砂浆和混凝土的中性化试验,并采用核磁共振和电化学阻抗谱等测试方法分析了水泥基材料的孔结构及孔溶液变化,建立了水泥基材料的中性化深度预测... 详细信息

为探究工业环境中水泥基材料耐久性损伤机理,开展了热湿环境CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀下净浆、砂浆和混凝土的中性化试验,并采用核磁共振和电化学阻抗谱等测试方法分析了水泥基材料的孔结构及孔溶液变化,建立了水泥基材料的中性化深度预测模型。结果表明:腐蚀循环前期(0~2次),反应以碳化为主。中期(2~7次),由于CaCO_(3)填充试样的孔隙,使得碳化反应速率减缓。同时SO_(2)与混凝土水化产物发生反应,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙,同时生含结晶水的膨胀产物CaSO_(3)和CaSO_(4),导致有害孔逐渐增加,试样表层产生膨胀裂缝。后期(7~14次),SO_(2)持续腐蚀C-S-H凝胶等水化产物,混凝土孔隙率增大,碳化反应速度加快。

关键词：工业环境水泥基材料中性化机理中性化深度预测模型

拼接成型UHPC免拆模板钢筋混凝土柱的抗震性能

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 103-116页

作者：王朋尤学辉黄杰史庆轩陶毅王秋维西部绿色建筑国家重点实验室(西安建筑科技大学) 西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 结构工程与抗震教育部重点实验室(西安建筑科技大学) 西安710055

为研究超高性能混凝土(UHPC)免拆模板钢筋混凝土(URC)柱的抗震性能,选取UHPC免拆模板拼接方式和表面处理方式为试验设计参数,制作并完成了9个URC柱和1个钢筋混凝土(RC)柱的拟静力加载试验。模板拼接方式为螺栓加角钢连接、螺栓连接和环... 详细信息

为研究超高性能混凝土(UHPC)免拆模板钢筋混凝土(URC)柱的抗震性能,选取UHPC免拆模板拼接方式和表面处理方式为试验设计参数,制作并完成了9个URC柱和1个钢筋混凝土(RC)柱的拟静力加载试验。模板拼接方式为螺栓加角钢连接、螺栓连接和环氧树脂砂浆连接;表面处理方式为光面处理、气泡膜印花处理和设肋处理,通过拟静力试验研究了模板拼接方式及表面处理方式对该类柱抗震性能的影响。此外,基于平截面假定,提出了URC柱的正截面偏压承载力计算式。结果表明:峰值荷载前,UHPC模板与核心混凝土黏结面无明显破坏,URC柱表现出良好的整体性,尤其是采用螺栓加角钢连接的URC柱,即使加载至极限位移时,也没有发生界面黏结失效破坏;与普通RC柱相比,URC柱的承载力提高了6.4%~43.3%,延性提高了11.4%~48.7%,耗能能力提高了27.7%~85.3%;三种连接方式中,采用螺栓加角钢连接的URC柱承载力最高,连接最可靠。最后,基于平截面假定提出的公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考。

关键词：超高性能混凝土免拆模板钢筋混凝土柱抗震性能承载力计算

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ViT和注意力融合的类别不均衡PCB缺陷检测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 294-306页

作者：陈俊英李朝阳席月芸刘冲西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

针对实际环境下印刷电路板(PCB)缺陷样本难以收集造成的数据长尾分布和检测精度低以及ViT用于检测时计算复杂度高等问题,提出多尺度ViT特征提取和注意力特征融合的端到端PCB缺陷检测算法。首先结合ViT和部分卷积构建多尺度特征提取网络... 详细信息

针对实际环境下印刷电路板(PCB)缺陷样本难以收集造成的数据长尾分布和检测精度低以及ViT用于检测时计算复杂度高等问题,提出多尺度ViT特征提取和注意力特征融合的端到端PCB缺陷检测算法。首先结合ViT和部分卷积构建多尺度特征提取网络,利用层级多头注意力对不同尺度的特征图执行自适应的注意力操作,使网络能够更好地捕捉局部和全局信息进而增强其特征提取能力,部分卷积可以降低计算开销。其次,基于能量空域抑制的无参数注意力机制将多尺度特征有效融合,提升网络融合特征图的表达能力。最后,引入对类别不均衡敏感的分类函数对网络的损失函数进行改进,增强网络对类别不平衡数据的拟合程度,提高网络的泛化能力。在3种不同类型的公开PCB数据集上的实验结果表明,所提出的检测算法在PCB表面缺陷数据集的平均精度均值(mAP)均有提升,分别为99.13%、98.67%,99.82%;在类别不均衡的PCB缺陷检测任务上,相较于改进前方法,mAP提升了11.94%,网络检测速度达到25 FPS,为PCB缺陷的检测提供了一种快速、有效的方法。

关键词：缺陷检测印刷电路板 Vision Transformer 注意力机制多尺度特征提取

屋面雨水不同储水形式的水质演变及微生物种群特性

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环境科学 2024年第7期45卷 4044-4051页

作者：王语翡高赞张琼华王晓昌西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

储水水质安全保障是提高雨水资源储用效率的关键,而屋面雨水是雨水储存利用的最佳场景.研究通过长期监测屋面雨水储存过程中水质演变,构建不同储水材料(PE、玻璃)和不同DO调控模式(密封、曝气)的储水形式,采用16S rRNA微生物多样性测序... 详细信息

储水水质安全保障是提高雨水资源储用效率的关键,而屋面雨水是雨水储存利用的最佳场景.研究通过长期监测屋面雨水储存过程中水质演变,构建不同储水材料(PE、玻璃)和不同DO调控模式(密封、曝气)的储水形式,采用16S rRNA微生物多样性测序技术和环境因子关联性等分析方法,探明微生物代谢作用下的水质变化特征以及潜在的利用健康风险.结果表明,储水过程中COD的降解主要发生于前10 d,同时营养盐也主要依赖微生物的代谢作用进行转化.不同储水形式下水质变化特征存在差异,传统PE储水材料会促进部分致病性黄色杆菌属(Xanthobacter)的繁殖,链格孢霉属(Alternaria)、葡萄穗霉属(Stachybotrys)和枝孢霉属(Cladosporium)等与DO和pH呈负相关.曝气有利于降低细菌、真菌的丰度,而密封储水方式有利于抑制军团菌等病原菌的增长.

关键词：屋面雨水储水系统微生物群落环境因子真菌

微生物诱导碳酸盐沉淀修复铜污染黄土的试验研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 443-450页

作者：谢毅鑫郑文杰薛中飞王琳西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学陕西省岩土与地下空间工程重点实验室

利用微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染场地是一种具有较大潜力和应用前景的修复技术。然而，由于在生物矿化应用于西北地区污染场地时黄土中富含的碳酸盐、各种矿物以及周围环境酸碱度（pH值）对重金属赋存形态影响甚剧，其中的内在... 详细信息

利用微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染场地是一种具有较大潜力和应用前景的修复技术。然而，由于在生物矿化应用于西北地区污染场地时黄土中富含的碳酸盐、各种矿物以及周围环境酸碱度（pH值）对重金属赋存形态影响甚剧，其中的内在影响机制仍有待更进一步的探究。通过一维土柱试验考虑不同Cu(II)浓度（500、2 000 mg/kg和4 000 mg/kg）来制备污染黄土试件，后通过注入不同体积（50m L和100m L）的细菌胶结液对其进行修复，以Tessier顺序提取、土壤pH值测量和X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析不同深度土样的修复效率。结果表明，注入细菌胶结液可将可交换态的Cu转变为生物毒性更低的赋存形态（比如碳酸盐结合态Cu），然而当Cu(II)浓度较低（500 mg/kg）时，未见类似的Cu赋存形态转变。因为土柱不同深度土样Cu赋存形态的转化与周围环境pH值紧密相关，且pH值与注入细菌胶结液的体积呈正比关系，碱性环境进一步促进了Cu和黄土中矿物的配位吸附，但是当碱性环境进一步提高时，修复效率因铜氨络合物的生成而显著降低。这些发现强调了将微生物诱导碳酸盐沉淀（microbially induced carbonate precipitation,MICP）技术应用于铜污染场地复原治理的潜力。

关键词：生物矿化铜污染黄土细菌胶结液配位吸附铜氨络合物

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一种墙体蓄热量的评价方法研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 67-72页

作者：朱新荣冯伟建梁嘉杨柳刘加平西部绿色建筑国家重点实验室/西安建筑科技大学西安710055 西安建筑科技大学建筑学院西安710055

针对目前围护结构蓄热性能评价方法和指标不能有效评价蓄热量的问题,该文基于“日间热容”概念和有限差分法,提出一种新的围护结构蓄热性能评价方法和相关指标。该方法可获得围护结构逐时动态蓄热量、不同构造层次的蓄热情况以及材料层... 详细信息

针对目前围护结构蓄热性能评价方法和指标不能有效评价蓄热量的问题,该文基于“日间热容”概念和有限差分法,提出一种新的围护结构蓄热性能评价方法和相关指标。该方法可获得围护结构逐时动态蓄热量、不同构造层次的蓄热情况以及材料层和围护结构在一定时间段和一定面积内的累积蓄热量。以一个简化的建筑模型为例,运用该方法得出建筑不同朝向、不同部位围护结构各材料层的蓄热量情况。该文的方法可为建筑围护结构实际蓄热效果提供系统全面的定量评价,为太阳能建筑分朝向、分部位的蓄热设计提供方法和依据。

关键词：蓄热太阳能建筑有限差分法日间热容评价指标

基于微胶囊技术的自愈碳酸盐沉淀材料修复强酸环境下的含铅废水研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 115-122页

作者：薛中飞郑文杰王琳谢毅鑫秦鹏西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学陕西省岩土与地下空间工程重点实验室

铅（Pb）金属的积累会对周围环境造成严重威胁，并对肝脏和肾脏造成损害。在过去的几年里，微生物诱导碳酸盐沉淀（microbial-induced carbonate precipitation，简称MICP）技术由于其较好的可操作性已被广泛应用于污染场地复原再利用... 详细信息

铅（Pb）金属的积累会对周围环境造成严重威胁，并对肝脏和肾脏造成损害。在过去的几年里，微生物诱导碳酸盐沉淀（microbial-induced carbonate precipitation，简称MICP）技术由于其较好的可操作性已被广泛应用于污染场地复原再利用。然而，极端环境（比如强酸条件）会导致碳酸盐沉淀的降解，增加Pb2+迁移扩散和二次环境污染风险。将基于微胶囊技术的自愈碳酸盐沉淀材料应用于含铅废水修复，其研究结果表明，在孢子萌发阶段微胶囊不仅防止了孢子受到恶劣pH条件的威胁，而且为孢子的生长和繁殖提供了肌苷和酵母提取物等营养来源，还为它们的附着提供了额外的位点，进而实现了细菌孢子与Pb2+的成核，最终达到90%以上的修复效率。从扫描电子显微镜（scanning electron microscope，简称SEM）、扫描电子显微镜与能谱仪（scanning electron microscope with energy dispersive X-ray spectroscopy，简称SEM-EDS）和X射线衍射（X-ray diffraction，简称XRD）等细观测试中识别了白铅矿和方解石矿物，而在傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectrum，简称FTIR）测试中证实胞外聚合物（extracellular polymeric substance，简称EPS）的存在，这些细观测试结果证实了细菌孢子和矿化产物共同参与了Pb2+的修复。

关键词：微生物诱导碳酸盐沉淀微胶囊自愈修复沉淀动力学矿化效率

多策略改进麻雀搜索算法优化三维DV-Hop节点定位

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 771-784页

作者：段中兴刘瑞兴刘冲西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

为进一步提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了一种利用多策略改进麻雀搜索算法(MISSA)优化3DDV-Hop的定位算法(MISSA-3DDV-Hop)。首先,采用通信半径分级方法细化多通信半径定位节点的跳数值,提高了最小跳数计算的准确性。然... 详细信息

为进一步提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了一种利用多策略改进麻雀搜索算法(MISSA)优化3DDV-Hop的定位算法(MISSA-3DDV-Hop)。首先,采用通信半径分级方法细化多通信半径定位节点的跳数值,提高了最小跳数计算的准确性。然后,利用跳距误差与估计距离误差的加权平均值修正节点间的平均跳距,降低了信标节点与未知节点之间的距离估算误差。最后,采用麻雀搜索算法实现3DDV-Hop算法未知节点的位置寻优,并引入佳点集和发现者-跟随者自适应调整策略,通过建立误差适应度函数和目标函数,增强麻雀搜索算法初始种群的分布性和多样性以及全局收敛速度和局部寻优能力。仿真结果表明,与传统3DDV-Hop、IPSO-3DDV-Hop和IGA-3DDV-Hop算法相比,本文方法具有更高的定位精度,更好的稳定性和更快的收敛速度。

关键词：通信技术无线传感网络 3DDV-Hop 多策略麻雀搜索算法平均跳距佳点集

多尺度局部特征和Transformer全局学习融合的发动机剩余寿命预测

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自动化学报 2024年第9期50卷 1818-1830页

作者：陈俊英席月芸李朝阳西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

飞机发动机剩余寿命(Remaining useful life,RUL)的准确预测对确保其安全性和可靠性至关重要.在基于多传感器检测数据预测时,需解决局部特征提取问题以全面捕捉设备在不同时间尺度下的退化趋势,并需解决时间序列中各元素之间长期依赖性... 详细信息

飞机发动机剩余寿命(Remaining useful life,RUL)的准确预测对确保其安全性和可靠性至关重要.在基于多传感器检测数据预测时,需解决局部特征提取问题以全面捕捉设备在不同时间尺度下的退化趋势,并需解决时间序列中各元素之间长期依赖性的全局学习问题.因此,提出了结合多尺度局部特征增强单元(Multi-sacle local feature enhancement unit,MSLFU_BLOCK)和Transformer编码器的预测模型,称之为MS_***_BLOCK利用堆叠的因果卷积逐层从时间序列数据中提取多尺度局部信息,同时避免了传统卷积计算中固有的未来数据泄漏问题.随后,Transformer编码器通过其自注意机制进一步捕获时间序列数据中的短期和长期依赖关系.通过将多尺度局部特征增强单元与Transformer编码器相结合,提出的MS_Transformer全面捕捉了时间序列数据中的局部和全局模式.在广泛使用的CMAPSS基准数据集上进行的消融和预测实验验证了模型的合理性和有效性.与13个先进预测模型的比较分析表明,MS_Transformer模型在操作条件更复杂的FD002和FD004数据集上的RMSE和Score指标优于其他模型,同时在四个数据集上的平均性能最优.该研究为发动机剩余寿命预测提供了更为可靠的解决方案.

关键词：剩余寿命预测航空发动机 Transformer 多尺度特征局部特征

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