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面向污染企业数字孪生体构建的多粒度时空实体建模

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遥感学报 2024年第5期28卷 1364-1373页

作者：崔晓琛田云张健钦赵苗苗马茂鑫胡超男姜会忠北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京102616 甘肃省生态环境部信息中心兰州730030 生态环境部信息中心北京100029 正元地理信息集团股份有限公司科技中心北京101399

污染企业数字孪生体是指与污染企业物理实体完全等价的计算机信息模型,是实现在产污染企业场地管控智能化的基础。目前数字孪生体的构建方法在面对污染企业污染源种类多、源汇关系复杂及溯源难度大的情况时,难以实现对污染企业物理实体... 详细信息

污染企业数字孪生体是指与污染企业物理实体完全等价的计算机信息模型,是实现在产污染企业场地管控智能化的基础。目前数字孪生体的构建方法在面对污染企业污染源种类多、源汇关系复杂及溯源难度大的情况时,难以实现对污染企业物理实体特征数据的完整表达。因此,本文提出一种构建污染企业数字孪生体的多粒度时空实体建模方法,通过对污染企业时空实体相关特征和关系的建模分析,以数据模型的形式实现对污染企业场地实体全面多维的信息描述与刻画。以广州市某橡胶厂为应用案例,进行数据模型的实例验证。结果表明,多粒度时空实体建模能高效组织和表达实体多维度的特征,实现污染企业数字孪生体模型的精准构建,为污染企业数字孪生应用服务提供有效方法和数据模型基础。

关键词：遥感污染企业数字孪生体实体特征数据多粒度时空实体建模数据模型

表面效应对热-机多孔悬臂纳米梁力学性能的影响

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航空材料学报 2024年第3期44卷 124-131页

作者：李清禄赵煊贺张靖华潘兆一兰州理工大学理学院兰州730050 甘肃新农生态能源环保科技有限公司甘肃定西730500

表面效应对纳米结构的力学性能有重要影响。飞机上很多微纳尺度的结构可简化为悬臂梁。本工作分析表面效应对随从载荷作用下梯度多孔材料纳米悬臂梁在高温环境下非线性力学响应的影响。基于GurtinMurdoch表面弹性理论和非线性梁理论,建... 详细信息

表面效应对纳米结构的力学性能有重要影响。飞机上很多微纳尺度的结构可简化为悬臂梁。本工作分析表面效应对随从载荷作用下梯度多孔材料纳米悬臂梁在高温环境下非线性力学响应的影响。基于GurtinMurdoch表面弹性理论和非线性梁理论,建立梯度多孔材料梁在随从载荷以及温度场中的非线性控制微分方程。假定梯度多孔材料的性能在整个厚度范围内连续变化,且沿厚度呈两种余弦形式的非均匀孔隙率分布模式。采用打靶法求解梯度多孔材料悬臂纳米梁在热-随从载荷下的非线性力学响应。获得各种孔隙率系数和不同非均匀升温下悬臂纳米梁非线性力学响应的数值解,详细讨论材料表面弹性常数和表面应力对纳米悬臂梁力学响应的影响。结果表明:不同孔隙率系数和不同非均匀升温下梁的力学行为是不同的;纳米梁表现出十分显著的表面效应。

关键词：梯度多孔材料悬臂梁随从载荷表面残余应力表面效应

间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化分析和失稳判据研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1347-1356页

作者：侯小强周重任吴红刚胡天翔侯云龙兰州交通大学土木工程学院兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司兰州730000 华邦信尔达科技检测有限公司兰州730026 甘肃工程地质研究院兰州730000

目前,仅以整体安全系数难以准确量化并预测间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化过程。针对这一问题,该文提出了点安全系数时程分析方法,利用Python语言二次开发并建立了点安全系数时程计算模型,通过分析整体安全系数、点安全系数、变... 详细信息

目前,仅以整体安全系数难以准确量化并预测间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化过程。针对这一问题,该文提出了点安全系数时程分析方法,利用Python语言二次开发并建立了点安全系数时程计算模型,通过分析整体安全系数、点安全系数、变形位移揭示了间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时程演化规律,并结合工程实例验证了模型的合理性。结果表明:1)利用点安全系数的时程计算结果可描述滑动面由坡脚至坡顶逐渐贯通的演化特征,为滑坡牵引段、主滑段和拉裂段的划分提供了充分的理论依据;2)点安全系数和位移相结合可作为牵引式滑坡“启动—变形—失稳”演化过程的评判依据,而整体安全系数不能单独作为评判依据;3)可依据滑坡牵引段、主滑段和拉裂段3部分的位移变化和点安全系数的大小,共同判定滑坡所处的稳定状态(稳定、基本稳定、欠稳定或不稳定),由此形成牵引式滑坡各阶段稳定状态的判定准则,且具备可靠性。该文成果可为中国间歇性降雨滑坡的预警研究提供理论依据和工程指导。

关键词：间歇性降雨时空演化点安全系数稳定性分析失稳判据

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螺纹桩加固风积沙地基液化特征试验研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 7-16页

作者：赵守全窦顺周垣吴红刚朱兆荣中铁西北科学研究院有限公司兰州730070 甘肃铁科建设工程咨询有限公司兰州730070 西南科技大学绵阳621000

研究目的:随着我国的西部交通建设不断发展,线路工程将难以避免地穿越风积沙河谷地区,路基工程将面临地基液化的问题。螺纹桩作为近年来出现的新型桩基,在地震作用下加固可液化场地的桩土相互作用力学机制和抗液化效果的研究相对较少。... 详细信息

研究目的:随着我国的西部交通建设不断发展,线路工程将难以避免地穿越风积沙河谷地区,路基工程将面临地基液化的问题。螺纹桩作为近年来出现的新型桩基,在地震作用下加固可液化场地的桩土相互作用力学机制和抗液化效果的研究相对较少。本文通过振动台试验,首次从小波包能量变异角度研究了螺纹桩加固风积沙地基的液化特征,并验证了其适用性。进一步分析了螺纹桩复合地基液化易发部位的时频-能量演化规律,并探讨了风积沙的微观液化过程。研究结论:(1)在地震作用下,螺纹桩能提高风积沙地基的刚度和整体抗液化能力,抑制风积沙骨架结构的变化或重组;(2)小波包能量变异特征与孔压响应呈现的液化规律联系紧密,评价地基液化具有适用性;(3)螺纹桩可将风积沙地基的液化易发区从中部转移到浅层,有利于通过地基加固人为干预地基液化;(4)螺纹桩-风积沙复合地基未发生液化时,震动响应能量主要集中在第一频带(0.1~6.26 Hz),而发生液化时,低频(2~5 Hz)积聚的能量逐渐向高频(10~15 Hz)发散,并伴随在时间节点上出现新的能量尖点;(5)在微观层面,风积沙液化过程是剪胀剪缩循环交替的过程,颗粒排布从紧密接触到相互分离,而螺纹桩桩身的螺纹对风积沙的体积应变有抑制作用,降低其液化势;(6)本研究成果可为液化地基螺纹桩加固技术设计提供一定参考。

关键词：螺纹桩风积沙地基液化小波包变换能量变异

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寒区特长隧道斜井对隧道内温度影响实测研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 67-75页

作者：刘杰朱小明李晓民张坤樊江曹贵穆彦虎郑波甘肃省公路交通建设集团有限公司兰州730000 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730030 西北民族大学兰州730124 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730030 中铁西南科学研究院有限公司成都611731

研究目的:寒区隧道内温度分布是保温设计和冻害防治的关键和前提,其影响因素可归纳为三类,即环境气象、工程结构以及交通因素。相较于环境气象和交通因素,目前针对工程因素,尤其特长隧道通风设施对隧道内温度分布影响的研究不足。结合... 详细信息

研究目的:寒区隧道内温度分布是保温设计和冻害防治的关键和前提,其影响因素可归纳为三类,即环境气象、工程结构以及交通因素。相较于环境气象和交通因素,目前针对工程因素,尤其特长隧道通风设施对隧道内温度分布影响的研究不足。结合青藏高原东南缘某高速公路特长隧道,系统开展了隧址区环境气象与不同建设阶段隧道内气温的空间分布与季节变化的连续观测,重点论述了通风斜井对隧道内温度环境的影响。研究结论:(1)隧道贯通前,洞内通风差,环境气温对隧道内温度的影响进深为300~400 m,隧道洞口段气温年平均值和振幅随进深增加呈指数形式增加和减小;(2)隧道开挖至斜井并与其连通后,在烟囱效应作用下,冷季时自进口至斜井形成稳定的单向风,洞内气温基本呈线性分布,梯度约为0.5℃/100 m;(3)隧道贯通后,冷季时斜井烟囱效应引发隧道内形成稳定的自进口、出口至斜井的双向通风,洞内温度呈现基本以斜井为中心的对称分布,全隧道范围内出现显著负温;(4)通风斜井对隧道内温度分布规律及负温段长度均有显著的影响,在寒区隧道保温设防和冻害防治中应予以考虑。

关键词：寒区隧道通风斜井温度分布烟囱效应现场监测

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取向硅钢不同常化工艺下组织及抑制剂的变化

金属学报 2024年第5期60卷 605-615页

作者：杨伟阳黎先浩赵鹏飞于海彬赵松山罗海文北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 首钢智新迁安电磁材料有限公司迁安064404

常化是高磁感取向硅钢生产中的重要环节,通常认为通过控制常化工序中900℃开始的缓冷阶段,可实现γ→α相变来促进抑制剂的弥散析出进而改善磁性能,而本工作在系统研究了高磁感取向硅钢常化工艺中的升温速率、固溶温度、相变等温温度与... 详细信息

常化是高磁感取向硅钢生产中的重要环节,通常认为通过控制常化工序中900℃开始的缓冷阶段,可实现γ→α相变来促进抑制剂的弥散析出进而改善磁性能,而本工作在系统研究了高磁感取向硅钢常化工艺中的升温速率、固溶温度、相变等温温度与时间、相变后冷却速率等参数对常化组织和抑制剂的影响后,对此有不同的发现。常化前的初始组织由以珠光体为主的富C片层和片层之间大量分布的铁素体所组成,在常化的加热与固溶过程中,只有碳化物片层区发生奥氏体相变,且提高固溶温度、延长固溶时间可形成更多奥氏体,但在1120℃固溶3 min依然无法完全溶解碳化物且不同区域内所形成奥氏体C浓度不均匀,奥氏体水冷后转变为马氏体和残余奥氏体。组织观察、原位膨胀实验结果与热力学计算结果均表明,在1120℃固溶后冷却至900~950℃相变温度保温时继续发生奥氏体化,而非普遍认为的γ→α相变,因此此时并不能通过该相变促进抑制剂析出。取向硅钢中细小抑制剂有2种来源:一是在铁素体区域由于降温导致抑制剂形成元素的固溶度下降而析出;二是900℃以下空冷时发生珠光体相变时析出。另外,提高加热速率和固溶温度均可溶解更多已形成的抑制剂,从而可在冷却时再析出更多的细小抑制剂。常化后抑制剂的类型主要为AlN、AlN与MnS的复合析出物及TiN。

关键词：取向硅钢常化组织演变抑制剂相变

无气离心喷涂涂料液滴流场和分布特性的数值模拟

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表面技术 2024年第12期53卷 158-166页

作者：李响徐增辉姜秀光汪瞳李前正李金择夏谢天陈星中建中环新能源有限公司南京210012 中建中环生态环保科技有限公司江苏苏州215124 中国建筑第二工程局有限公司北京100070

目的探究无气体输送的无气离心喷涂法过程中涂料液滴与管道内壁面之间的相互碰撞接触作用,以在高分子涂料离心喷涂法中获得致密高强度涂料内衬层。方法将涂料液滴视为离散相,利用离散元方法和涂料液滴附着力JKR接触模型,模拟无气离心喷... 详细信息

目的探究无气体输送的无气离心喷涂法过程中涂料液滴与管道内壁面之间的相互碰撞接触作用,以在高分子涂料离心喷涂法中获得致密高强度涂料内衬层。方法将涂料液滴视为离散相,利用离散元方法和涂料液滴附着力JKR接触模型,模拟无气离心喷涂涂料液滴运动特性。通过堆积角虚拟试验确定涂料液滴与壁面表面能。基于离心场作用下涂料液滴运动方程,导出旋转喷枪射流小孔出流速度计算模型。数值模拟无气离心喷涂过程涂料液滴流体动力特性,揭示涂料液滴碰撞作用下动态喷涂成膜规律。结果统计得到涂料液滴在水平壁面展平的表面能为32.7 J/m^(2)。对于一定的喷嘴射流小孔,涂料液滴小孔出流系数接近于常数。随着计算时间的推进,壁面黏附涂料液滴数不断增加。在无气旋转喷枪II旋转速度2500 r/min下,统计单元涂料液滴数最大,并且有较大的液滴数方差和相对误差。随着喷枪旋转速度的提高,涂料液滴数的方差和相对误差降低。结论为实现沿管道壁面涂料液滴均匀分布,旋转喷枪II旋转速度建议不应低于5000 r/min。

关键词：涂料液滴无气离心喷涂离散元方法出流速度液滴数分布

微生物菌剂与氮肥配施对紫花苜蓿生长及土壤性质的影响

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草地学报 2024年第1期32卷 314-321页

作者：李青璞白建海姚拓雷杨周泽张琛付卫刚甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室甘肃兰州730070 甘肃欣海牧草饲料科技有限公司甘肃兰州730070

为获得河西地区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地上的最佳施肥组合。以‘惊盛’紫花苜蓿品种为试验材料,研究微生物菌剂与氮肥减量配施对紫花苜蓿植株生长、营养品质及土壤理化性质的影响,结果表明:与全量氮肥(CK)相比,微生物菌剂... 详细信息

为获得河西地区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地上的最佳施肥组合。以‘惊盛’紫花苜蓿品种为试验材料,研究微生物菌剂与氮肥减量配施对紫花苜蓿植株生长、营养品质及土壤理化性质的影响,结果表明:与全量氮肥(CK)相比,微生物菌剂与氮肥减量处理的紫花苜蓿株高、干草产量无显著差异;与CK相比,C8,G8,C7和G7处理的紫花苜蓿粗蛋白、粗脂肪、中性和酸性洗涤纤维含量无显著差异,其中G7处理的紫花苜蓿粗蛋白含量最高;微生物菌剂与氮肥减量处理增加了土壤铵态氮含量(P<0.05),而土壤有机质、速效磷、含水率和pH值差异不显著;与CK相比,G7处理显著增加了土壤碱性磷酸酶活性(P<0.05)。通过对不同施肥处理的紫花苜蓿生长、营养和土壤指标的综合分析,综合表现最好的为G7(根瘤菌剂与氮肥减量30%),有利于减少河西地区氮肥用量,为河西地区紫花苜蓿的科学施肥提供依据。

关键词：紫花苜蓿微生物菌剂氮肥减量配施营养品质土壤理化

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大跨度上承式钢管混凝土拱桥受力性能分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 32-38页

作者：李子特王根会樊江武维宏李晓钟兰州交通大学兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730010

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要... 详细信息

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要求的静力性能、稳定性、动力特性、抗震性能的组合工况进行全面、系统地分析和计算,为同类型桥梁设计提供参考。研究结论:(1)温度效应大于汽车荷载效应,拱脚处横风效应突出;(2)双向偏压、偏拉组合受力为单弦杆控制设计状态,拱顶为桁式拱肋承载力的薄弱位置;(3)腹杆、横撑、平联等构件与弦杆构造匹配性较好时,承载力及疲劳性能等易满足受力需求;(4)温度、徐变预拱度比车道荷载大很多;(5)主拱圈在材料、几何、双重非线性下稳定性分别下降了5.5%、11.9%、17.1%;(6)振型相对密集、频率值较小,主振型为面外弯扭振动,具有多方向和多角度耦联性;(7)时程分析结果大于反应谱分析结果,但小于静力工况,拱桥抗震性能好;(8)上承式钢管混凝土拱桥在复杂建设条件下具有良好的受力性能。

关键词：钢管混凝土拱桥静力性能稳定性非线性动力特性抗震