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碱渣轻质土孔隙结构对宏观性能的影响研究

中国公路学报 2024年

作者：王正成刘松玉吴恺张翔李梦瑶东南大学岩土工程研究所江苏省低碳与绿色岩土工程重点实验室南京现代综合交通实验室

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣，其大量堆积会造成土地资源浪费和环境污染。为实现碱渣的大规模利用，提出利用碱渣部分代替水泥生产碱渣轻质土（A-LS）。通过抗压试验、承载比（CBR）试验、吸水试验、导热试验、导电试验... 详细信息

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣，其大量堆积会造成土地资源浪费和环境污染。为实现碱渣的大规模利用，提出利用碱渣部分代替水泥生产碱渣轻质土（A-LS）。通过抗压试验、承载比（CBR）试验、吸水试验、导热试验、导电试验、扫描电镜（SEM）和压汞试验（MIP），对A-LS的物理力学性能和孔隙结构特征进行了系统研究。将A-LS用作连云港至宿迁高速公路徐圩至灌云段X204桥头路基填料，监测A-LS内的实时温度。研究结果表明，A-LS的抗压强度、CBR、流值和导热系数随着湿密度的增加而增大，但吸水率和电阻率降低，湿密度与各指标间近似满足线性关系。A-LS的平均孔径和孔隙率分别为82～179.86 nm和57.78%～82.65%，当湿密度≤700 kg/m3时，A-LS中的孔隙以气孔和微裂纹为主，高于700 kg/m3时，以大孔为主。随着湿密度增加，大孔体积占比和迂曲度增大，但中值孔径、平均孔径、最可几孔径、压入汞量、气孔和微裂纹体积占比、孔隙率和分形维数降低。随着气孔和微裂纹体积占比、孔径和孔隙率的增加，抗压强度、CBR、流值和导热系数降低，但吸水率和电阻率增大。由于普通硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣发生水化反应，释放出大量热量，A-LS内部温度先快速增大至最大值，随后降低，最终趋于稳定。此外，A-LS内部温度不受大气温度的影响，呈现出良好的保温隔热性能，可考虑在冻土地区推广应用。A-LS不但能大规模消纳碱渣，还能节约水泥，具有良好的推广应用前景。

关键词：道路工程碱渣轻质土压汞试验孔隙结构孔隙率

面向生成对抗网络直接优化精度指标的排序学习方法

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小型微型计算机系统 2024年

作者：曾寰李金忠井冈山大学电子与信息工程学院电子数据管控与取证江西省重点实验室

在评估排序学习方法的性能优劣时，常用的信息检索评估指标，如NDCG、ERR和AP，都是基于文档列表位置信息的指标。由于这些指标中的位置信息是离散值，难以直接用于生成对抗网络的训练中，使得基于生成对抗网络的排序学习算法的损失函... 详细信息

在评估排序学习方法的性能优劣时，常用的信息检索评估指标，如NDCG、ERR和AP，都是基于文档列表位置信息的指标。由于这些指标中的位置信息是离散值，难以直接用于生成对抗网络的训练中，使得基于生成对抗网络的排序学习算法的损失函数未能考虑排序列表中文档的位置信息。针对此问题，本文提出一种基于条件生成对抗网络直接优化近似平均精度AP指标的listwise排序学习算法(APGAN-LTR)以进行精细化训练模型。该方法采用Gumbel-softmax重参数化技巧采样，使用梯度可导的Plackett-Luce模型模拟用户对检索出文档的偏好采样过程，对平均精度AP指标进行近似，并将包含近似位置信息的AP指标融入条件生成对抗网络的损失函数中以被直接优化性能指标，用于挖掘排序列表的位置信息，以期更进一步提升性能。在公共排序学习基准数据集上的实验结果表明：对比基于生成对抗网络的排序学习方法IRGAN-List，本文提出的排序学习方法APGAN-LTR在信息检索指标NDCG， P， AP， NERR上都有明显提升。

关键词：排序学习近似指标平均精度条件生成对抗网络信息检索

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蛇纹石基固碳轻质土制备与物理力学性能研究

岩石力学与工程学报 2024年

作者：刘松玉袁振扬张翔王正成郭赵元李艺彤东南大学岩土工程研究所东南大学江苏省低碳与绿色岩土工程重点实验室南京现代综合交通实验室

为减少泡沫轻质土生产过程中的碳排放并降低成本，首次提出利用蛇纹石尾矿、氧化镁与渣土作为固化材料，CO2作为发泡气体，制备蛇纹石基固碳泡沫轻质土（S-LS）技术。通过室内试验研究蛇纹石掺量、水固比及湿密度对S-LS物理力学特性的... 详细信息

为减少泡沫轻质土生产过程中的碳排放并降低成本，首次提出利用蛇纹石尾矿、氧化镁与渣土作为固化材料，CO2作为发泡气体，制备蛇纹石基固碳泡沫轻质土（S-LS）技术。通过室内试验研究蛇纹石掺量、水固比及湿密度对S-LS物理力学特性的影响规律，分析S-LS的强度形成机制及化学反应微观模型。结果表明，CO2发泡泡沫破碎后可实现S-LS自碳化，蛇纹石尾矿的掺入则可有效改善浆液的和易性；随着蛇纹石掺量、水固比的提高及湿密度减小，S-LS的流值增大，无侧限抗压强度降低。基于物理力学性能，给出S-LS的最优配比建议值：蛇纹石掺量30%、水固比0.55、湿密度800 kg/m3。试验研究指出，轻质土28 d龄期的无侧限抗压强度达1.34 MPa，可满足绝大多数轻质土填筑应用场景所需强度要求，实现固废利用与协同固碳，具有推广应用前景。

关键词：土力学 CO 碳化蛇纹石尾矿泡沫轻质土制备工艺物理力学特性

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轻质土动力特性研究进展

工程科学学报 2024年第11期46卷 2099-2109页

作者：李梦瑶刘松玉张翔王正成袁振扬东南大学岩土工程研究所南京210096 南京现代综合交通实验室南京211100

轻质土具有轻质、高强、保温、隔振、环保、经济等优点,在路基回填、软基处理、隧道减荷等岩土工程领域具有广阔的应用前景.作为新型土工材料,交通荷载、地震荷载、波浪荷载等振动荷载对轻质土力学特性的影响引发众多关注.本文阐述了配... 详细信息

轻质土具有轻质、高强、保温、隔振、环保、经济等优点,在路基回填、软基处理、隧道减荷等岩土工程领域具有广阔的应用前景.作为新型土工材料,交通荷载、地震荷载、波浪荷载等振动荷载对轻质土力学特性的影响引发众多关注.本文阐述了配合比(轻质材料含量、固化剂掺量、含水率等)、应力状态、振动频率、干湿交替和冻融循环等因素对轻质土动力特性的影响规律,总结了轻质土动剪切模量和阻尼比计算模型.研究发现水泥等固化剂的使用大幅提升了轻质土抵抗动荷载的能力,轻质土独特的孔隙结构可显著提高其隔振效果,干湿、冻融循环会导致轻质土动力学性能劣化,在实际工程中可通过设置防水层延长其服役寿命.通过模型试验和数值模拟验证了轻质土在实际工程中具有良好的动力稳定性和耐久性.目前轻质土动力特性研究尚处于起步阶段,新型固废轻质土动力学性能尚未深入研究,复杂环境因素与动荷载耦合作用下轻质土的作用机理、力学性能和本构模型研究,以及轻质土在不同工程背景下的设计施工方法研究仍需探索.

关键词：轻质土动模量阻尼比动强度工程应用

南极光学卫星遥感影像大规模无控区域网平差方法

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激光与光电子学进展 2024年第18期61卷 292-299页

作者：付青罗文浪郭晨井冈山大学电子与信息工程学院江西省农作物生长物联网技术工程实验室吉安市农业遥感重点实验室

针对南极测图困难地区，传统人工制图方法往往难以保证有利的观测条件，提出一种利用高分辨率光学卫星遥感影像进行大规模无控区域网平差的方法。该方法主要包括基于虚拟控制点的平差模型构建、多级粗差探测与剔除策略、利用GPU加速的... 详细信息

针对南极测图困难地区，传统人工制图方法往往难以保证有利的观测条件，提出一种利用高分辨率光学卫星遥感影像进行大规模无控区域网平差的方法。该方法主要包括基于虚拟控制点的平差模型构建、多级粗差探测与剔除策略、利用GPU加速的大规模平差方程的稳健和快速解算等关键步骤。为验证所提方法的有效性，利用南极地区长条带39景资源三号卫星影像进行实验分析。实验结果表明，稀疏矩阵储存技术可以有效减少内存需求，同时利用GPU并行计算的方法可以解决大规模平差参数求解效率问题。经过区域网平差后，所提方法的精度达到亚像素级别，完全满足制图接边要求。

关键词：南极光学卫星遥感影像大规模无控平差

开挖前抽水条件下基坑围挡两侧非极限土压力计算模型

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岩土力学 2024年第6期45卷 1699-1708,1719页

作者：薛秀丽刘治珩曾超峰白宁陈宏波湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201

基坑开挖前的坑内抽水可引起围挡发生厘米级的侧移,但现行基坑设计理论仅提出了基于弹性支点法的土方开挖诱发围挡受力变形的计算方法,却并未提出如何计算基坑开挖前抽水引起的围挡侧移。若要沿用弹性支点法进行抽水侧移的计算,则如何... 详细信息

基坑开挖前的坑内抽水可引起围挡发生厘米级的侧移,但现行基坑设计理论仅提出了基于弹性支点法的土方开挖诱发围挡受力变形的计算方法,却并未提出如何计算基坑开挖前抽水引起的围挡侧移。若要沿用弹性支点法进行抽水侧移的计算,则如何确定抽水过程中围挡两侧土压力分布成为关键。为了提出基坑开挖前抽水条件下围挡两侧土压力的计算模型,首先提出了基坑开挖前抽水过程中围挡两侧土体受扰动区形态与范围;然后探明了扰动区内土体应变分布规律并提出土体应变分布模式;进一步地,建立了土体应变与围挡侧移的数学方程,并结合土体应力−应变方程最终构建了开挖前抽水条件下考虑基坑围挡侧移影响的土压力计算模型。所提出的土压力模型能够反映基坑开挖前抽水过程中围挡侧移对土压力的非线性影响,公式形式简单,参数取值方便,可为后续预测抽水引起的基坑围挡侧移提供重要基础。

关键词：基坑围挡位移开挖前降水应变状态模式应力路径非极限土压力

热−力耦合作用下垃圾土体积变形特性和模型研究

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岩土力学 2024年第1期45卷 49-58,67页

作者：李玉萍陈嘉瑞施建勇樊宝云河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

城市生活垃圾填埋场因有机质降解产热导致其内部温度长期高于环境温度,引发工程运维问题。垃圾土温控三轴试验结果发现,温度变化引起的垃圾土体积应变与应力水平有关,且弹性体积应变占比较大,影响以塑性体积应变为硬化参数的弹塑性本构... 详细信息

城市生活垃圾填埋场因有机质降解产热导致其内部温度长期高于环境温度,引发工程运维问题。垃圾土温控三轴试验结果发现,温度变化引起的垃圾土体积应变与应力水平有关,且弹性体积应变占比较大,影响以塑性体积应变为硬化参数的弹塑性本构模型研究。在前期试验基础上,采用GDS温控应力路径三轴仪,研究了排水条件下温度对垃圾土中黏土体积变形特性和压缩特性的影响,并与相同条件下垃圾土体积变形特性进行比较,揭示了温度变化对垃圾土体积变形特性的影响机制。基于垃圾土温控三轴试验结果,推导了垃圾土热弹塑性压缩指数λT和热弹性压缩指数κT的确定方法;采用等效应力原则,假设温度变化引起的弹塑性体积应变等于某一等效应力增量引起的弹塑性体积应变,建立了垃圾土在热−力耦合作用下的体变计算模型,并对模型进行了验证分析。研究结果表明,孔隙比是影响垃圾土温度体积应变的主要因素;垃圾土的λT和κT随初始固结应力的增加而减小,比黏土高一个数量级;选取常温下相应固结应力水平的回弹指数κ和压缩指数λ比例值(κ/λ)能够较好地模拟热−力耦合作用下垃圾土的体积变形特性。

关键词：垃圾土热-力耦合作用体积变形弹性体积应变塑性体积应变

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基于区域优化的图像拼接技术研究及应用进展

激光与光电子学进展 2024年第18期61卷 1-20页

作者：潘维东李安虎刘兴盛同济大学机械与能源工程学院井冈山大学机电工程学院现代农业装备江西省重点实验室

光电成像技术作为获取环境信息和感知物理世界的重要手段，在航空遥感观测、农业资源监测、工业缺陷检测、生物医学诊断等领域具有愈发广泛的应用。随着应用场景不断拓展，光电成像技术常常面临大视场和高分辨率难以兼顾的问题，为此必... 详细信息

光电成像技术作为获取环境信息和感知物理世界的重要手段，在航空遥感观测、农业资源监测、工业缺陷检测、生物医学诊断等领域具有愈发广泛的应用。随着应用场景不断拓展，光电成像技术常常面临大视场和高分辨率难以兼顾的问题，为此必须开发精准高效的图像拼接技术。在阐明图像拼接理论模型的基础上，分类介绍了基于区域优化的图像拼接技术的基本原理和实现方法，并从方法特点、拼接效果、时间效率等角度，分析了现有基于区域优化的图像拼接方法的优越性和局限性。通过阐述图像拼接技术在典型领域的应用，总结了图像拼接所面临的技术挑战和应用前景，并展望了其在适应复杂应用场景、融合深度学习方法、提升信息维度等方面的发展方向。

关键词：图像拼接区域优化局部自适应最佳接缝深度学习应用进展

考虑刀土摩擦的砂土盾构隧道开挖面支护压力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1082-1091页

作者：应宏伟吕忠泽河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切... 详细信息

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切削土体之间的竖向摩擦力、楔形体与上方土柱之间因相对错动引起的横向摩擦力以及隧道埋深对极限支护压力的影响,推导了砂土地层盾构开挖面的极限支护压力计算公式;其次,通过与其他理论方法及试验结果进行对比,验证了本文方法的合理性;最后,讨论了刀土摩擦力在不同工况下对盾构开挖面极限支护压力的影响规律。研究结果表明:在其他参数不变时,开挖面极限支护压力随着刀土外摩擦角增大而逐渐减小,与刀土外摩擦角近似呈线性关系;刀盘土体间摩擦力对维持盾构开挖面稳定具有有利影响,对开挖面极限支护压力的影响不可忽略;适当增大刀盘与前方土体间的外摩擦角可有效增加开挖面的极限稳定性;刀土摩擦力对浅埋情况的盾构隧道开挖面极限支护压力的影响要明显比深埋情况的影响大,在选择盾构掘进刀具时应重点考虑埋深的影响。

关键词：盾构隧道砂土地层支护压力楔形体模型土拱效应

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