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循环动载作用下土工格栅筋土界面特性宏细观研究

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铁道学报 2024年

作者：梁小勇王迪靳静温馨杨广庆邵明杰河北科技大学建筑工程学院河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心石家庄铁道大学交通运输学院石家庄铁道大学土木工程学院河北建工集团有限责任公司建筑设计研究院

为探究循环动载作用下土工格栅-砂土界面特性，通过土工格栅的室内动载拉拔试验和离散元模拟，从宏、细观角度对土工格栅-砂土界面开展研究，结果表明：循环动荷载频率和幅值水平均与土工格栅峰值拉拔力呈现正向相关性；动荷载频率和幅... 详细信息

为探究循环动载作用下土工格栅-砂土界面特性，通过土工格栅的室内动载拉拔试验和离散元模拟，从宏、细观角度对土工格栅-砂土界面开展研究，结果表明：循环动荷载频率和幅值水平均与土工格栅峰值拉拔力呈现正向相关性；动荷载频率和幅值较大时筋土界面抗剪性能更强，界面摩擦角随荷载频率和幅值的增大而逐渐增大，黏聚力与之相反，荷载频率从2 Hz增至6 Hz时界面摩擦角提升133.22%，黏聚力降低70.87%；循环动荷载幅值的增大或频率的减小会使砂土颗粒配位数显著增大，此时砂土内部颗粒运动也更剧烈，荷载频率2 Hz时砂土配位数波峰与波谷的差值比6 Hz时大7倍；增大循环动荷载幅值可使砂土孔隙率明显减小，砂土颗粒的竖向位移也会得到更大限制。研究结论为进一步揭示土工格栅的加筋机理提供了科学依据。

关键词：土工格栅加筋土结构循环动荷载拉拔试验离散元法

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基于多源数据融合方法的龙卷风切向速度预测

力学季刊 2024年第2期 338-349页

作者：胡传新聂豪钱帮虎管文松李功文赵林武汉科技大学城市建设学院武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心中交公路规划设计院有限公司中南建筑设计院股份有限公司同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

龙卷风具有作用范围小、持续时间短、作用强度大的特点，是自然灾害中破坏力最大的灾害之一．受限于龙卷风危险性及发生发展时空随机性，现场实测数据过于稀缺且难以收集近地面区域风场数据．鉴于此，提出了基于神经网络模型的数据融合... 详细信息

龙卷风具有作用范围小、持续时间短、作用强度大的特点，是自然灾害中破坏力最大的灾害之一．受限于龙卷风危险性及发生发展时空随机性，现场实测数据过于稀缺且难以收集近地面区域风场数据．鉴于此，提出了基于神经网络模型的数据融合方法，实现不同来源风场数据的融合，并对模型预测效果及泛化能力进行验证．在此基础上，对龙卷风切向速度场进行了预测．研究表明：在低涡流比龙卷风预测中，实测数据的驱动模型平均误差在35%以上，而采用数据融合驱动模型平均误差为14%以下，表明融合模型具有较好的预测精度．在高涡流比龙卷风预测中，实测数据驱动模型平均误差在28%左右，而数据融合驱动模型平均误差在10%以下，表明数据融合模型在预测高涡流比时仍保持较高精度，具有较好泛化性．融合模型重构的低涡流比风场涡核为破裂状，高涡流比风场核心区域风速明显增加，且近地面风速覆盖范围增加．该模型能获取近地面及涡核中心附近处的风场数据，同时提高了龙卷风风场空间分辨率，为龙卷风环境下结构抗风实践提供重要支撑．

关键词：龙卷风多源数据神经网络数据融合风场预测

寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测

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中国电机工程学报 2023年第2期43卷 543-554页

作者：叶林李奕霖裴铭李卓徐勋建陆佳政中国农业大学信息与电气工程学院北京市海淀区100083 电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室(国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心) 湖南省长沙市410129

寒潮作为一种典型气象灾害,其对风电以及以风电主体的新型电力系统的安全运行带来了极大挑战,而针对性的提供准确的风电功率预测将是有效的应对措施。为此,该文提出一种寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测方法。首先定义寒潮... 详细信息

寒潮作为一种典型气象灾害,其对风电以及以风电主体的新型电力系统的安全运行带来了极大挑战,而针对性的提供准确的风电功率预测将是有效的应对措施。为此,该文提出一种寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测方法。首先定义寒潮天气事件并分析风电出力特点。针对寒潮天气下样本数据稀缺而难以建模的问题,采用TimeGAN算法来丰富气象和功率样本。然后,分别基于XGBoost和Transformer算法建立风电功率基准值和损失值预测模型,以量化表征寒潮天气下的理论出力和功率缺额。另外,结合风机保护控制参数,提出一种基于注意力机制的Seq2Seq二分类模型来预判功率损失是否发生,通过提取风电功率损失时段进行针对性组合预测。最后,分别通过以大风、强降雨、大风与强降雨相结合为代表气象的寒潮天气事件进行测试,相比于常规预测模式,该文方法在寒潮天气下表现出良好的预测性能。

关键词：寒潮天气风电功率小样本生成损失时段预判组合预测

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基于机器学习的水泥基灌浆料强度预测方法

河北科技大学学报 2024年第3期45卷 308-317页

作者：李其廉陈佳尧敦彦茹曹宪锋刘毅河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心河北石家庄050018 河北省建筑科学研究院有限公司河北石家庄050227 宁晋县住建局河北邢台055550

针对采用小直径芯样法准确预测水泥基灌浆料抗压强度的问题,使用压力试验机分别对水泥基灌浆料标准尺寸试块和小直径芯样进行抗压强度试验,并基于试验数据,采用支持向量机回归(SVR)和随机森林回归(RFR)对水泥基灌浆料抗压强度进行回归... 详细信息

针对采用小直径芯样法准确预测水泥基灌浆料抗压强度的问题,使用压力试验机分别对水泥基灌浆料标准尺寸试块和小直径芯样进行抗压强度试验,并基于试验数据,采用支持向量机回归(SVR)和随机森林回归(RFR)对水泥基灌浆料抗压强度进行回归预测。结果表明:标准尺寸试块均呈正反相接的四角锥体破坏形态,而高径比为0.7和1.0的小直径芯样呈正反相接的圆锥体破坏形态,高径比为1.2的小直径芯样呈斜裂缝剪切破坏形态;标准尺寸试块和小直径芯样的抗压强度值均服从正态分布,且无离群值;随着龄期的增长,标准尺寸试块和小直径芯样的抗压强度提高,且具有早期强度较高的特性;直径46 mm芯样的抗压强度较小,且更易受加工精度的影响;在给定的龄期和直径下,高径比为0.7的芯样抗压强度值最大,抗压强度离散程度最小;RFR预测模型对水泥基灌浆料抗压强度的预测效果更优。所提方法可较准确预测水泥基灌浆料抗压强度,为水泥基灌浆料抗压强度的预测研究提供了参考。

关键词：非金属建筑材料水泥基灌浆料机器学习小直径芯样抗压强度

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三峡库区三门洞滑坡复活机理及韧性变形研究

人民长江 2024年第4期55卷 160-168页

作者：张家旭易庆林邓茂林安知利彭云飞雷玉三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站湖北宜昌443002 三峡大学湖北省防灾减灾工程技术研究中心湖北宜昌443002 湖北省水文地质工程地质勘察院有限公司湖北宜昌443002

三峡库区蓄水诱发大量库岸古滑坡复活变形,引入“韧性变形”概念可很好地解释古滑坡在相似影响因素下的差异性变形响应情况。以三峡库区三门洞滑坡为例,通过现场地质调查及17 a的监测数据,分析古滑坡复活过程中的变形特征及“韧性变形... 详细信息

三峡库区蓄水诱发大量库岸古滑坡复活变形,引入“韧性变形”概念可很好地解释古滑坡在相似影响因素下的差异性变形响应情况。以三峡库区三门洞滑坡为例,通过现场地质调查及17 a的监测数据,分析古滑坡复活过程中的变形特征及“韧性变形”机制。结果表明:①三峡库区三门洞滑坡为平缓堆积层古滑坡,自三峡水库蓄水后复活变形,前、中、后部变形主要为塌岸、拉张裂缝或坍滑和拉张剪切裂缝;②在库水位下降期间,滑坡的变形对库水位的快速下降响应敏感,库水在低水位运行和上升期间,滑坡变形主要诱发因素是降雨,尤其是连续性强降雨,可引发滑坡持续性变形;③滑坡发生“韧性变形”时,滑体内部经历一次密实过程,使得土体的密度增大,内聚力增强,提高了土体的抗剪能力,在一段时间内拥有抵抗下次变形的力量。研究成果可为三峡库区滑坡监测预警工作提供参考。

关键词：古滑坡复活机理韧性变形三门洞滑坡三峡库区

光伏直驱空气源热泵双介质暖风机运行实验研究

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电力与能源进展 2024年第1期12卷 15-26页

作者：刘卓颜丽娟蔡琼瑜岳晋辉马志军刘璋马坤茹河北科技大学建筑工程学院河北石家庄河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心河北石家庄国家电投集团河北电力有限公司河北石家庄建投河北热力有限公司河北石家庄

随着“双碳”愿景的提出,太阳能光伏直驱空气源热泵的研究在不断深入。为验证太阳能光伏直驱空气源热泵与热水供暖、制冷系统联合运行的可行性,搭建了具有双介质暖风机的光伏直驱空气源热泵系统,对石家庄市鹿泉区某独立建筑进行供暖、制... 详细信息

随着“双碳”愿景的提出,太阳能光伏直驱空气源热泵的研究在不断深入。为验证太阳能光伏直驱空气源热泵与热水供暖、制冷系统联合运行的可行性,搭建了具有双介质暖风机的光伏直驱空气源热泵系统,对石家庄市鹿泉区某独立建筑进行供暖、制冷,实时记录系统能耗。利用DeST软件模拟该建筑全年冷、热负荷,阐述系统运行模式及性能评价方法,与其他供暖、制冷方式进行能耗对比。研究得出该系统较电暖气采暖节省运行费用79.66%,较普通空气源热泵、光伏直驱空气源热泵全年运行能耗降低15.45%,市电消耗量分别降低57.77%、26.79%。搭载双介质暖风机的光伏直驱空气源热泵系统可行、节能效果明显、经济效益显著,双介质系统避免室外循环管路受低温影响冻结,并具有进一步提升效率的可行性。

关键词：通风与空调工程光伏空气源热泵供暖供冷节能

磷酸铁锂和三元锂电池外部过热条件下的热失控特性

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储能科学与技术 2022年第1期11卷 201-210页

作者：朱鸿章吴传平周天念邓捷长沙理工大学湖南长沙410114 电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室(国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心) 湖南长沙410007

锂离子电池已广泛应用于储能和电动汽车中,但由于其易燃性,存在火灾和爆炸的风险。本文以单体40 A·h三元锂和72 A·h磷酸铁锂电池为对象,采用不同位置外部过热研究其热失控特性。实验结果表明磷酸铁锂电池在外部过热条件下不会引燃,而... 详细信息

锂离子电池已广泛应用于储能和电动汽车中,但由于其易燃性,存在火灾和爆炸的风险。本文以单体40 A·h三元锂和72 A·h磷酸铁锂电池为对象,采用不同位置外部过热研究其热失控特性。实验结果表明磷酸铁锂电池在外部过热条件下不会引燃,而三元锂电池会自发引燃和喷射;侧面加热比底部加热能更早进入热失控;通过传热分析得到40 A·h三元锂电池热失控所需的单位受热面积导热量为1650~3788.76 kJ/m^(2),72 A·h磷酸铁锂离子热失控所需的单位受热面积导热量为3264.84~7856.67 kJ/m^(2)。以720 A·h磷酸铁锂电池组为对象,研究电池组燃烧蔓延特性,实验结果表明外部引燃后,若热源一直存在会蔓延至周围电池,持续发生喷射现象;通过传热分析得到相邻电池间的传热量为39.7~43 kJ。本研究结果可对储能电站火灾风险评估和锂电池火灾防护提供理论指导意义。

关键词：锂离子电池外部过热热失控传热分析燃烧蔓延特性

黄河口大闸蟹高温天气指数保险产品设计与研发

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中国农业气象 2024年第5期45卷 537-548页

作者：信志红于贞贞刘可群邓爱娟赵金山庞金增魏胜玮李强徐涛泉山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省东营市海洋发展和渔业局东营257000 武汉区域气候中心武汉430074 山东省东营市气象局东营257000 山东省东营市惠泽农业科技有限公司东营257000 中国人民保险有限公司东营257000 山东省河口区气象局河口257200 中华财险有限公司东营257000

利用1981-2021年东营国家气象观测站逐日气温观测数据、2019-2021年黄河口农业水域小气候观测站逐日气温和水温观测数据以及2004-2021年东营市黄河口大闸蟹产量数据,采用滑动平均法分离气象产量后计算气象减产率,分析大闸蟹生长周期内... 详细信息

利用1981-2021年东营国家气象观测站逐日气温观测数据、2019-2021年黄河口农业水域小气候观测站逐日气温和水温观测数据以及2004-2021年东营市黄河口大闸蟹产量数据,采用滑动平均法分离气象产量后计算气象减产率,分析大闸蟹生长周期内温度和减产率的关系,筛选极显著相关的高温天气指标,构建高温指数-灾损模型,确定灾害损失阈值,设计研发黄河口大闸蟹高温天气指数保险产品。结果表明:随着生产技术的提高,黄河口大闸蟹增产明显;受不同年份气象条件差异影响,黄河口大闸蟹气象减产率波动明显,减产率与≥35℃有效积温日均值呈极显著正相关(P<0.01)。结合1981-2021年高温气象资料,确定≥35℃的有效积温日均值即高温指数达1.893℃·d,可导致大闸蟹减产12.4%;依高温指数-灾损模型可进一步将黄河口大闸蟹高温灾害分为轻度、较轻、中度、较重和重度五级,并取高温指数≥1.529℃·d作为理赔触发值计算可发生赔付年份的平均赔付金额为294.04元667m^(−2),赔付金额范围为58.59~651.00元667m^(−2);黄河口大闸蟹高温天气指数纯保险费率为6.61%,保费为43.03元667m^(−2)。

关键词：黄河口大闸蟹高温指数天气保险

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全氟己酮远距离喷射特征及射流特性研究

消防科学与技术 2022年第11期41卷 1487-1490页

作者：周天念陈杰陈宝辉吴传平国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室湖南长沙410129

通过测试不同喷头类型、喷射压力下全氟己酮远距离喷射特征,获得了全氟己酮射流特性,可为其在阀厅等大空间火灾防治的应用提供指导。试验结果表明:要实现全氟己酮远距离喷射,应采用单喷孔喷头。DN16和DN28喷枪在0.8~1.0 MPa压强下,全氟... 详细信息

通过测试不同喷头类型、喷射压力下全氟己酮远距离喷射特征,获得了全氟己酮射流特性,可为其在阀厅等大空间火灾防治的应用提供指导。试验结果表明:要实现全氟己酮远距离喷射,应采用单喷孔喷头。DN16和DN28喷枪在0.8~1.0 MPa压强下,全氟己酮喷射距离达到18~22 m,但如果采用更大口径DN40喷枪,射流末端雾化明显,喷射距离会减小,此外水平角度更有利于远距离喷射全氟己酮。在大口径喷枪下,全氟己酮落地后覆盖范围远超水介质,范围达6~10 m。

关键词：全氟己酮喷头喷射距离射流特性压力流量