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盾构双线隧道随机有限差分法地表变形研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 60-66页

作者：吴波郑卫强夏倩朱若男曾佳佳王吾浩徐世祥东华理工大学南昌330013

研究目的:准确预测盾构双线隧道开挖引起的地表问题对保障线路周边安全十分重要。基于随机场理论框架,将非侵入式随机分析、有限差分法和响应面法有机耦合,建立非侵入式盾构双线隧道地表变形分析有限差分模型,系统研究土体参数与双线隧... 详细信息

研究目的:准确预测盾构双线隧道开挖引起的地表问题对保障线路周边安全十分重要。基于随机场理论框架,将非侵入式随机分析、有限差分法和响应面法有机耦合,建立非侵入式盾构双线隧道地表变形分析有限差分模型,系统研究土体参数与双线隧道间距对地表变形的影响特性。研究结论:(1)土体参数变异系数与双隧间距对地表变形特征曲线变化影响明显;(2)地表变形曲线特征与土层参数随机分布密切相关,由于低刚度占优效应与模量呈现对数正态分布;(3)相较蒙特卡罗法,PCE法的计算精度相近,精度随阶数增加而提升,计算效率优势突出;(4)本研究成果可为设计参数选取提供一种快速可靠简便方法,也可为类似工程提供参考。

关键词：双线隧道随机有限差分法地表变形可靠度土体参数变异性

分散剂浓度对真空热压烧结Y_(2)O_(3)透明陶瓷显微结构和光学性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 774-782页

作者：彭天硕李威威梅炳初武汉理工大学武汉430070

以硝酸钇为原料,采用沉淀法成功制备出Y_(2)O_(3)纳米粉体,通过真空热压烧结工艺制备出Y_(2)O_(3)透明陶瓷。沉淀法是制备Y_(2)O_(3)粉体的常用方法,具有反应条件温和、粉体纯度高、成本低等优点,但由于粉体在沉淀过程中容易发生团聚现... 详细信息

以硝酸钇为原料,采用沉淀法成功制备出Y_(2)O_(3)纳米粉体,通过真空热压烧结工艺制备出Y_(2)O_(3)透明陶瓷。沉淀法是制备Y_(2)O_(3)粉体的常用方法,具有反应条件温和、粉体纯度高、成本低等优点,但由于粉体在沉淀过程中容易发生团聚现象,导致陶瓷的透明性降低。为了解决这一问题,在沉淀溶液中添加了PEG4000作为分散剂,期望改善其粉体的分散性。同时,在真空热压烧结过程中,用钽箔包裹样品,有效地防止了碳污染的发生。本工作研究了PEG添加量对Y_(2)O_(3)粉体和陶瓷的影响,并找到最佳工艺参数。结果表明,当PEG添加量为0.9%(摩尔分数),烧结温度为1500℃时制备的Y_(2)O_(3)陶瓷具有最高的透明性,其在1100 nm处的直线透过率为48.4%,在600 nm处也达到了18.0%。

关键词：氧化钇透明陶瓷沉淀法透过率热压烧结

面向超大面阵CMOS图像传感器的全局斜坡一致性校正方法

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2952-2960页

作者：许睿明郭仲杰刘绥阳余宁梅西安理工大学西安710048

针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存... 详细信息

针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存储的斜坡不一致性误差对各列的斜坡信号进行电平移位,确保斜坡信号的一致性。该文基于55 nm 1P4M CMOS工艺对提出的斜坡一致性校正方法完成了详细电路设计和全面仿真验证。在斜坡信号电压范围为1.4 V,斜坡信号斜率为71.908 V/ms,像素面阵规模为8 192(H)×8 192(V),单个像素尺寸为10μm的设计条件下,该文提出的校正方法将斜坡不一致性误差从7.89 mV降低至36.8μV。斜坡信号的微分非线性(DNL)为+0.001 3/–0.004 LSB,积分非线性(INL)为+0.045/–0.02 LSB,列级固定模式噪声(CFPN)从1.9%降低到0.01%。该文提出的斜坡一致性校正方法在保证斜坡信号高线性度,不显著增加芯片面积和不引入额外功耗的基础上,斜坡不一致性误差降低了99.53%,为高精度CMOS图像传感器的设计提供了一定的理论支撑。

关键词： CMOS图像传感器列级固定模式噪声斜坡产生电路斜坡一致性校正方法

TEOS对有机硅基耐高温热控涂层的性能影响

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表面技术 2024年第20期53卷 175-182页

作者：谢轩宇曹茜曾鲜程旭东武汉理工大学武汉430000

目的研究不同组分有机硅基耐高温热控涂层的微观结构及光谱吸收/发射性能的演变规律,揭示涂层成分对涂层性能的影响机制。方法以正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为基料原料,以TiO_... 详细信息

目的研究不同组分有机硅基耐高温热控涂层的微观结构及光谱吸收/发射性能的演变规律,揭示涂层成分对涂层性能的影响机制。方法以正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为基料原料,以TiO_(2)、云母为功能颜料,采用溶胶-凝胶法通过有机、无机杂化得到一种耐高温热控涂层,并对涂层的物相、表面微观结构、光学性能和热稳定性进行了测试表征。结果所制得的热控涂层均具有较低的太阳吸收比以及较高的半球发射率,当TEOS物质的量比为8时,涂层具有最低的太阳吸收比和最高的半球发射率,其值分别为0.209和0.901。涂层在600℃高温下,Si—O—Si转变为SiO_(2),部分涂层表面出现微裂纹,但未与基体脱落。TEOS物质的量比为8的涂层经高温处理后的太阳吸收比最小,半球发射率最大,其值分别为0.169和0.894。结论室温固化后涂层的太阳吸收比和半球发射率与TEOS的含量有关,太阳吸收比随着TEOS含量的增多而减少,半球发射率随着TEOS含量增多而增大。并且涂层的热稳定性随着TEOS含量的增多而增大。

关键词： SiO_(2)/有机硅复合溶胶-凝胶法太阳吸收比半球发射率有机涂料

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基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别

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光子学报 2024年第4期53卷 73-83页

作者：陈永豪刘晓云蒋金洋高思宇刘颖柴腾飞姜月秋沈阳理工大学理学院沈阳110159 沈阳理工大学发展规划处沈阳110159

当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏... 详细信息

当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想,基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程,并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集,用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想,结合了残差结构和倒置残差结构,能够提取高度空间深度特征,减少网络结构参数的冗余,增强泛化能力。研究结果表明,IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99.20%与97.9%。随着传输距离的增加,IXception的识别率会略有降低,但与Xception模型相比,IXception识别性能更好。

关键词：涡旋光束轨道角动量海洋湍流深度可分离网络倒置残差结构

基于NSGA-Ⅲ的桥梁网络多目标维修决策优化研究

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土木工程学报 2024年第5期57卷 41-52页

作者：戴理朝康哲陈瑞王磊长沙理工大学湖南长沙410114

桥梁网络维护方案的制定需权衡多个决策目标以保障其运营安全。为推动桥梁网络维护的低碳化,考虑桥梁网络在运营和维护期间的碳排放,以桥梁网络整体性能最优、碳排放量和维修总成本最小为目标,以桥梁个体满足最低性能要求为约束条件,构... 详细信息

桥梁网络维护方案的制定需权衡多个决策目标以保障其运营安全。为推动桥梁网络维护的低碳化,考虑桥梁网络在运营和维护期间的碳排放,以桥梁网络整体性能最优、碳排放量和维修总成本最小为目标,以桥梁个体满足最低性能要求为约束条件,构建桥梁网络多目标维修决策优化模型,并率先将NSGA-Ⅲ算法应用到桥梁网络维修决策领域,通过其参考点策略从大量的非支配解集中筛选更优的桥梁网络维修方案,以实现网络性能、维护成本和低碳环境的综合考量。模型求解过程中,从收敛性能、解集分布和目标函数性能分析三方面,研究多目标下NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ的求解效果。研究结果表明:NSGA-Ⅱ在求解桥梁网络双目标维修决策优化问题上要优于NSGA-Ⅲ,而NSGA-Ⅲ更适合求解目标个数为3个及以上的桥梁网络维修决策多目标优化问题;对于桥梁网络性能-成本-环境的多目标优化,NSGA-Ⅲ可获得更低的成本、更低的碳排放量和更高的网络性能,这表明NSGA-Ⅲ是求解桥梁网络多目标维修决策优化问题非常有效的工具。

关键词：桥梁工程桥梁网络多目标优化碳排放 NSGA-Ⅲ算法 NSGA-Ⅱ算法

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动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型

土木工程学报 2024年第8期57卷 58-71页

作者：白晓宇银吉超张亚妹王永洪闫楠桑松魁青岛理工大学山东青岛266520

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于... 详细信息

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。

关键词：动力打桩泥岩单轴压缩试验三轴压缩试验损伤模型损伤变量承载力异常

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根部加强的镁合金搅拌摩擦焊分析

焊接学报 2024年第1期45卷 23-30,I0004,I0005页

作者：任大鑫丛凌翔韩荣豪宋刚刘黎明大连理工大学大连116024

常规搅拌摩擦焊中,不同厚度的材料所适配的最佳搅拌针长度也不相同,搅拌针过长或过短都会对焊接效果产生不利影响.为了解决这一局限性,提出了一种在焊缝背面添加适当厚度同种材料垫板的新型焊接工艺,在该工艺中,搅拌针长度大于被焊板材... 详细信息

常规搅拌摩擦焊中,不同厚度的材料所适配的最佳搅拌针长度也不相同,搅拌针过长或过短都会对焊接效果产生不利影响.为了解决这一局限性,提出了一种在焊缝背面添加适当厚度同种材料垫板的新型焊接工艺,在该工艺中,搅拌针长度大于被焊板材厚度,将垫板与母材焊接在一起,一方面,降低了对搅拌针长度的要求;另一方面,可消除焊缝减薄产生的不利影响.结果表明,采用该方法分析1.5 mm厚AZ31B镁合金的对接焊,接头抗拉强度最大可达母材的91.19%,此外,分析了焊缝横截面微观组织和显微硬度分布,通过所建立的卷积神经网络模型,对接头抗拉强度随参数变化的分布情况进行了预测,获取了最佳工艺参数.

关键词：搅拌摩擦焊 AZ31B镁合金垫板神经网络

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多因素影响下预崩解炭质泥岩动回弹特性研究

土木工程学报 2024年第2期57卷 117-128页

作者：付宏渊杨琪毅曾铃高乾丰文伟陈璐长沙理工大学湖南长沙410114

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度... 详细信息

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度呈正相关关系,与偏应力、含水率呈负相关关系;在同一围压下,动回弹模量随偏应力增加而降低,降幅区间为14.1%~30.7%;含水率为6%时对应的动回弹模量最大;在围压和偏应力相同时,含水率从6%递增至10%,动回弹模量降幅区间为18.6%~35.5%;压实度从93%递增至96%时,动回弹模量增幅区间为4.47%~20.64%。采用干湿循环损伤因子表征干湿循环次数对动回弹模量的影响,发现损伤因子随干湿循环次数N增加可分为3个阶段,即快速增长阶段(N=0~1)、缓慢增长阶段(N=1~6)和增长稳定阶段(N=6~9)。各因素按显著性由高到低排序依次为:压实度、干湿循环、含水率、偏应力、最小体应力。建立的综合考虑约束效应、剪切效应、压实度、含水率和干湿循环的预测模型具有较高地准确性和适用性,可有效评估和预测湿热地区炭质泥岩路堤的动回弹模量。

关键词：道路工程预崩解炭质泥岩干湿循环动回弹模量预测模型