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极端降雨与强人类活动复合作用下山洪灾害研究构想和成果展望

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 1-9页

作者：王协康四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065

全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社... 详细信息

全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社会双重属性,其形成发展是山丘区环境孕灾承灾因子复合作用的结果。中国山丘区局地气候独特,地质地貌类型众多,溪河水系复杂,人类活动影响突出。大量重大山洪灾害事件表明,极端降雨诱发的山洪过程及致灾特征各异,给山洪灾害预报预警防御造成极大困扰,山洪灾害研究仍是当前重大自然灾害防控的重点和难点。长期以来,中国山洪灾害研究多偏重于雨水情时空变化规律,着重研究降雨影响的山洪洪水淹没特征,据此推算山洪灾害防治区的临界雨量与水位阈值,在山洪灾害防治实践应用中取得了较为显著的成效,山洪灾害事件导致的人员伤亡数总体显著下降。然而,受山丘区降雨特征、下垫面组成、溪河形态及人类活动等多因素影响,山洪洪水形成演进时挟带大量泥沙,从而表现为山洪水沙、山洪泥石流等物理过程,导致的局地冲毁、淤埋、淹没等致灾成因及阈值与山洪洪水致灾也存在本质差异,这也是近年来中国重大山洪灾害事件多发的主要原因。针对极端降雨诱发多类型山洪形成演进与强人类活动复合作用致灾防御难题,亟需利用气象学、水文学及河流动力学等多学科知识,采用现场调查、物理试验、数值模拟及理论分析相结合的方法,从传统单一的山洪洪水灾害研究扩展为全类型山洪灾害(山洪洪水灾害、山洪水沙灾害、山洪泥石流灾害)研究,开展全类型山洪引发的冲毁—淤埋—淹没等复合致灾研究,系统探究中国重灾省区重大山洪灾害事件的强降水时空演变规律,剖析极端降雨与强人类活动复合作用下多类型山洪形成及其演进致灾范围、规模特征,揭示气象水文溪河响应与强人类活动影响的不同类型山洪灾害致灾成因,建立气象水文水沙动力过程模拟方法,辨识山丘区流域全类型山洪冲毁—淤埋—淹没风险,提出不同类型山洪灾害易发区识别方法,构建山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害分区分级多指标预警防御方法。该研究有利于提升中国山洪灾害理论技术研究水平,进一步完善中国山洪灾害防治对策。

关键词：山区流域极端降雨强人类活动山洪灾害致灾成因

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锦屏大理岩原位应力环境水软化特性分析

工程科学与技术 2024年第3期56卷 1-10页

作者：张龙张茹任利张泽天张建海谢晶张安林任海罗浩武汉工程大学资源与安全工程学院湖北武汉430074 四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室四川成都610065 雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610051

中国水电资源主要集中在西部高山峡谷地区,将水电站建筑物布置在极深洞室群常常是经济且较优的选择。受典型河谷地貌特征和区域强烈高地应力、高渗透压环境影响,极深洞室围岩力学特性演化规律和长期稳定性是亟需解决的关键科学问题。不... 详细信息

中国水电资源主要集中在西部高山峡谷地区,将水电站建筑物布置在极深洞室群常常是经济且较优的选择。受典型河谷地貌特征和区域强烈高地应力、高渗透压环境影响,极深洞室围岩力学特性演化规律和长期稳定性是亟需解决的关键科学问题。不同赋存深度应力环境下,水岩耦合作用对岩石力学性质的影响尚不明确,导致深部岩体工程面临一定的风险性和低效性。基于自主设计并研制的深部原位应力环境岩石饱水试验系统,开展锦屏大理岩原位应力环境与无压环境下饱水时长为1、23、60和100 d的水软化试验,并进行5组不同围压下的三轴压缩试验。研究发现:深部原位应力环境下锦屏大理岩饱水100 d后峰值强度劣化程度约为无压饱水100 d的3倍,其余力学参数(如内聚力、内摩擦角等)劣化度也远大于无压饱水条件;锦屏大理岩峰值强度劣化度随水岩耦合环境深度的增加(100、1000、1400、1800和2400 m)均呈现先减小后增大的非线性变化特征;通过探索锦屏大理岩水软化机理,发现摩擦弱化效应与孔隙水压力作用共同造就了锦屏大理岩峰值强度非线性变化规律。结果表明,原位应力环境下的水软化效应及其对围岩力学性质的影响更加突出,在对深部地下工程进行稳定性分析时必须考虑围岩水软化特性,该结论对锦屏地下工程的建设和维护具有重要的指导意义。

关键词：锦屏大理岩原位应力环境水软化特性水软化机理

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螺栓连接装配式墙板结构连接节点本构模型及体系建模方法研究

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工程科学与技术 2024年

作者：熊峰吴朝安冉明明钟亚超王宇豪四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川大学破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室四川大学建筑与环境学院

螺栓连接装配式墙板结构体系具有建造快速、施工便捷、连接可靠、可拆卸和可修复等优势，适合低多层乡村住宅建筑，近年来工程应用逐渐增多。该体系预制墙板之间采用离散的干式螺栓连接，受力时接缝处产生滑移变形，与传统的现浇剪力墙... 详细信息

螺栓连接装配式墙板结构体系具有建造快速、施工便捷、连接可靠、可拆卸和可修复等优势，适合低多层乡村住宅建筑，近年来工程应用逐渐增多。该体系预制墙板之间采用离散的干式螺栓连接，受力时接缝处产生滑移变形，与传统的现浇剪力墙结构或湿法连接的剪力墙结构存在本质区别，为了分析结构体系的整体性，建立适合该结构体系的“非等同现浇”的抗震设计方法具有重要意义。本文结合已进行的螺栓连接节点轴向拉伸试验和剪切试验，提出了螺栓连接节点拉伸和剪切的本构模型。在此基础上，将单个螺栓连接节点简化为三个平动自由度（x、y、z）的非线性弹簧，模拟连接节点的力学行为，建立简化计算模型。借助螺栓连接预制墙板的拟静力试验结果验证了螺栓连接节点简化模型的有效性，显示可用于分析结构体系的抗震性能。基于节点简化模型，依托Midas Gen软件，提出了螺栓连接装配式墙板结构体系的建模方法。以一实际工程项目为例，建立了该结构的设计模型，并进行了在小震、中震作用下的弹性分析及大震作用下的弹塑性时程分析。结果表明，在各地震工况下，螺栓连接装配式墙板结构体系侧向位移较小，层间位移角分别小于弹性位移角限值1/1200和弹塑性层间位移角限值1/120，符合规范要求，螺栓连接节点承载力满足抗震需求，墙板角部混凝土没有被压溃，说明螺栓连接装配式墙板结构体系抗震性能优越。本研究成果可为螺栓连接装配式墙板结构体系的工程建设提供设计依据，为该新型结构体系的推广奠定理论基础。

关键词：装配式混凝土墙板结构螺栓连接本构模型体系建模方法抗震设计

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基于阴影解耦和重参的轻量级阴影检测算法

工程科学与技术 2024年

作者：陈珏宇邢冠宇刘艳丽四川大学计算机学院四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室

由于阴影边界上的像素数量往往远小于阴影内部区域的像素数量，准确检测阴影边界区域相比于检测阴影内部区域像素更困难。为了提高在阴影边界上的检测准确率，本文提出了一种新颖且高效的轻量级边界感知阴影检测网络RBNet。通过将图像... 详细信息

由于阴影边界上的像素数量往往远小于阴影内部区域的像素数量，准确检测阴影边界区域相比于检测阴影内部区域像素更困难。为了提高在阴影边界上的检测准确率，本文提出了一种新颖且高效的轻量级边界感知阴影检测网络RBNet。通过将图像分为阴影区域和非阴影区域，并通过采用距离变换将图像的阴影区域、非阴影区域解耦，使本文提出的网络能够感知阴影边界并平衡不同区域的边界和区域内部图像像素之间的监督。另外，目前最先进的阴影检测网络往往采用复杂的多分支网络结构。然而，使用多分支结构在提升性能的同时却引入了庞大的参数量，导致推理速度缓慢。因此，本文也提出了一种可多分支融合的结构化重参模块并将其引入RBNet中，通过重参进行多分支融合来减少模型参数量、降低模型计算量并提高模型推理速度。实验结果表明，本文提出的阴影检测算法RBNet不仅具有最优的推理速度以及模型大小，也在性能上远远优于现有最先进的阴影检测算法。

关键词：阴影检测深度学习图像解耦卷积网络重参

重症儿童高密度脂蛋白动态发展轨迹与临床结局的相关性研究

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中华实用儿科临床杂志 2024年第3期39卷 161-169页

作者：付建垒张学鹏张庚熊怀钰吉毅陈思源四川大学华西医院重症医学科成都610041 四川大学华西医院小儿外科成都610041

目的分析重症儿童高密度脂蛋白(HDL)纵向、动态发展轨迹特征,并探讨不同轨迹与临床结局之间的关系。方法回顾性队列研究。回顾性纳入2015年1月1日至2020年10月1日收住四川大学华西医院儿科重症监护室(PICU)的患儿,利用组基轨迹模型(GBTM... 详细信息

目的分析重症儿童高密度脂蛋白(HDL)纵向、动态发展轨迹特征,并探讨不同轨迹与临床结局之间的关系。方法回顾性队列研究。回顾性纳入2015年1月1日至2020年10月1日收住四川大学华西医院儿科重症监护室(PICU)的患儿,利用组基轨迹模型(GBTM)分析入PICU后0~6 d的HDL动态发展轨迹,并建立不同HDL轨迹组,住院死亡率使用例数(%)描述,采用χ^(2)检验或Fisher′s确切概率检验比较组间差异,PICU住院时间用M(Q1,Q3)描述,采用Kruskal Wallis统计检验比较组间差异。利用Logistic回归分析以及多元线性回归分析明确HDL轨迹组与临床结局之间的关系。主要临床结局指标为住院死亡率,次要结局指标为PICU住院时间。结果共纳入4384例重症儿童,GBTM分析产生了6个HDL轨迹组。1组(758例),最低水平HDL组;2组(1413例),较低水平HDL组;3组(74例),低-高水平HDL组;4组(621例),中等水平HDL组;5组(1371例),较高水平HDL组;6组(147例),最高水平HDL组。Logistic回归分析,以1组作为参照组,2~6组的住院死亡率明显降低,其比值比(OR)及95%可信区间(CI)分别为OR:0.475,95%CI:0.352~0.641,P<0.001;OR:0.093,95%CI:0.013~0.679,P=0.019;OR:0.322,95%CI:0.208~0.479,P<0.001;OR:0.263,95%CI:0.185~0.374,P<0.001;OR:0.142,95%CI:0.044~0.454,P=0.001。利用多元线性回归分析,以1组为参照组,4~6组PICU住院时间明显缩短,β值及95%CI分别为β:-4.332,95%CI:-5.238~-3.426,P<0.001;β:-3.053,95%CI:-3.809~-2.297,P<0.001;β:-6.281,95%CI:-7.842~-4.721,P<0.001。结论PICU 0~6 d内HDL动态变化轨迹与死亡率具有相关性:持续低水平轨迹与高死亡率相关,而HDL持续高水平及由低水平逐渐上升至高水平的HDL轨迹呈现较低的死亡率。提示HDL轨迹建模有望成为预测重症患儿病情以及预后的指标。

关键词：高密度脂蛋白住院死亡率儿科重症监护室重症儿童组基轨迹模型

高干扰环境下基于分布式光纤声波传感的微弱语音信号检测

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工程科学与技术 2024年

作者：张晨思王茂宁钟羽中张建伟刘严才闫海卫王伟晏世伟四川大学计算机学院四川大学电气工程学院四川大学视觉合成图形图像技术国家重点学科实验室四川德会高速公路有限责任公司

分布式光纤声波传感器（distributed acoustic sensing，DAS）可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测（Voice Activity Detection，VAD）中，使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着几个问题：... 详细信息

分布式光纤声波传感器（distributed acoustic sensing，DAS）可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测（Voice Activity Detection，VAD）中，使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着几个问题：无法获得干净的语音数据用于监督训练；收集到的语音被嘈杂的现场环境和有限的采集信号方式导致的复杂强噪声所干扰。为了解决上述问题，本文提出了一种基于短期自相关特征的鲁棒语音活动检测（ST-ACF）算法，结合了音高信息和自相关函数检测语音帧的相关谐波特征，使得算法在极低信噪比（小于-10dB）的DAS环境下仍能提取所有有效人声。ST-ACF算法整体上由预去噪通道和语音检测通道组成。在预去噪阶段，基于对语音音高信息周期性的研究，设计双通道时间窗口，对两类典型噪声进行预去噪。在语音检测阶段，提出一种改进式自相关函数，考虑特征值和变化幅度两个维度，通过它们的乘积最大化语音和噪音之间的距离，提高了算法对临界数据的处理能力。算法改进后能得到与特征出现频率匹配的最佳频谱窗口，利用其寻找局部谐波，并通过分析局部谐波区分语音/非语音。实验使用误帧率在DAS真实数据和NOISEX-92数据集中的6类噪声下对算法进行评估。结果表明，ST-ACF在高能噪声环境中表现优异，FER仅为19.74%，相较于基线算法提升了5.91%，同时在DAS数据集上，ST-ACF也获得了最佳性能。总体而言，ST-ACF通过时间窗口和自相关函数的改进，在处理DAS语音数据时表现出色，对不同噪声环境都具有良好的性能，展现了应用于多种复杂场景的潜力，开拓了基于分布式光纤的语音信号处理方向的研究思路。

关键词：分布式光纤声波传感语音端点检测低信噪比音高信息自相关函数

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高耸烟囱风致响应精细化计算方法

土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 117-128页

作者：孙梦然刘仰昭戴靠山丁志斌尹业先四川大学建筑与环境学院成都610065 四川大学深地科学与工程教育部重点实验室成都610065 四川大学破坏力学与防灾减灾四川省重点实验室成都610065 山东电力建设第三工程公司山东青岛266100

高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应,其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主,横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主,准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。在Tamura提出的... 详细信息

高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应,其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主,横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主,准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。在Tamura提出的二维平面尾流振子模型的基础上进一步推导,将该模型成功运用在三维结构上,提出可用于实际工程结构的有限元迭代计算方法,为高耸烟囱类结构横风向涡振响应的计算提供了新的方法。此外,基于结构的固有模态坐标,建立了适用于高耸烟囱耦合抖振响应分析的有限元CQC频域计算方法,并将频域计算结果与时域计算结果对比。结果表明:有限元迭代计算方法可以有效地计算三维烟囱的涡振响应,烟囱抖振响应频域计算和时域计算结果吻合良好。

关键词：高耸烟囱结构风工程涡激共振抖振有限元方法

导流板倾斜角度对Π型叠合梁涡振性能的影响研究

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振动工程学报 2024年第1期37卷 40-51页

作者：黄林董佳慧王骑廖海黎李志国西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031 风工程四川省重点实验室四川成都610031

型叠合梁被广泛应用于大跨度斜拉桥建设中,但该类断面较差的涡振性能严重影响了其应用前景。以某主跨为530 m的Π型叠合梁双塔斜拉桥为工程背景,通过风洞试验对Π型主梁的涡振性能及气动优化措施进行研究。试验结果表明,原设计Π型断面... 详细信息

型叠合梁被广泛应用于大跨度斜拉桥建设中,但该类断面较差的涡振性能严重影响了其应用前景。以某主跨为530 m的Π型叠合梁双塔斜拉桥为工程背景,通过风洞试验对Π型主梁的涡振性能及气动优化措施进行研究。试验结果表明,原设计Π型断面在各风攻角下均存在显著涡激振动,通过在断面工字梁下缘处设置导流板与下中央稳定板可降低梁体的涡振振幅,且导流板倾斜角度的改变对该组合气动措施的制振效果影响显著,其中30°倾角导流板组合气动措施的制振效果最优,可在规范要求阻尼比1.0%下显著抑制甚至消除梁体的涡激振动。通过CFD数值模拟对该组合气动措施的制振机理与导流板倾斜角度的变化对组合气动措施制振性能的影响机理进行了研究,计算结果表明,30°倾角导流板组合气动措施中的迎风侧导流板可显著改善上游断面的气体绕流状态,并配合下中央稳定板削弱Π型断面尾流的卡门涡脱,从而起到抑制主梁涡振的效果,改变导流板倾斜角度会在影响导流板自身附近旋涡生成的同时,影响下中央稳定板对断面下侧旋涡脱落状态的改善作用,从而对该组合气动措施的制振性能产生显著影响。

关键词：型叠合梁涡激振动组合气动措施导流板角度 CFD

信号识别颗粒14调控肝细胞癌进程并影响患者预后

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浙江大学学报（医学版） 2024年第4期53卷 460-471页

作者：田慧敏唐冬梅马美琳傅湘辉四川大学华西医院内分泌代谢科糖尿病与代谢研究室四川成都610041 四川大学生物治疗协同创新中心四川成都610041 四川大学华西医院代谢疾病与药物治疗研究所四川成都610041 四川大学华西医院生物治疗研究中心四川成都610041

目的:探究信号识别颗粒14(SRP14)在肝细胞癌(HCC)中的表达及功能。方法:利用生物信息学、定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)、免疫组织化学染色和蛋白质印迹法等明确SRP14在HCC中的表达;应用Kaplan-Meier法分析SRP14 mRNA表达变化与HCC... 详细信息

目的:探究信号识别颗粒14(SRP14)在肝细胞癌(HCC)中的表达及功能。方法:利用生物信息学、定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)、免疫组织化学染色和蛋白质印迹法等明确SRP14在HCC中的表达;应用Kaplan-Meier法分析SRP14 mRNA表达变化与HCC患者的总生存期、无进展生存期及疾病特异性生存期的相关性;通过5-乙基-2′-94脱氧尿苷(EdU)染色、MTS实验、Transwell小室实验及细胞划痕实验等探索SRP14对HCC细胞增殖和迁移的作用;利用京都基因与基因组百科全书(KEGG)和基因本体(GO)富集分析以及qRT-PCR初探SRP14在HCC中的作用机制。结果:在GSE14520数据集、TNMplot数据库和临床标本中,与配对癌旁组织、非配对癌旁组织或正常组织比较,HCC组织的SPR14 mRNA表达均有不同程度的升高(均P<0.05)。在临床标本中,与配对癌旁组织比较,HCC组织的SPR14蛋白表达上调(P<0.05)。SRP14表达上调的HCC患者具有更长的总生存期、无进展生存期及疾病特异性生存期(均P<0.05)。细胞实验结果显示,SRP14能抑制HCC细胞的体外增殖和迁移。KEGG和GO富集分析结果显示,在HCC中,与SRP14共表达的基因主要调控蛋白质合成、加工和运输等相关细胞活动或功能;在非酒精性脂肪性肝病相关HCC中,与SRP14共表达的基因主要调控MAPK、cAMP、PI3K-Akt、Wnt等多条信号传导通路。SRP14抑制HCC细胞中已知抑癌基因GPRC5A的mRNA表达(P<0.05)。结论:SRP14可能调控HCC进程并影响患者预后。

关键词：肝细胞癌非酒精性脂肪性肝病信号识别颗粒14 G蛋白偶联受体C类组5成员A 细胞增殖细胞迁移预后