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混凝土跨线桥快速安装技术

桥梁建设 2024年第2期54卷 145-151页

作者：孙博文朱世峰中交特种工程有限公司湖北武汉430071 公路与桥梁高效养护及安全耐久国家工程研究中心(武汉) 湖北武汉430071

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、... 详细信息

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、东幅跨线桥。为提高施工的安全性,降低对交通的影响,采用分批次架设,梁体、墩柱首先在路外封闭区域预制,然后封闭交通,利用驮运子系统将梁体及墩柱快速移运至桥位,墩柱通过快速连接子系统与承台临时固定后移除驮运子系统,随后恢复原交通,最后进行墩柱永久固结施工。通过预制墩柱快速连接子系统和驮运子系统实现了墩、梁同步快速安装,解决了整体移运法在混凝土小箱梁安装过程中梁体易开裂的问题。实践证明,整体移运法具有施工效率高、交通影响低、安全性高、适应性强的优点。

关键词：跨线桥混凝土桥整体移运法预制墩柱墩、梁同步快速安装驮运子系统桥梁改建

原料配比对铁焦冶金性能和微观结构的影响机制

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钢铁研究学报 2024年第9期 1163-1173页

作者：郝秋月王炜王杰鲍俊芳段临风李佳武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室宝钢股份中央研究院炼铁技术研究所武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉科技大学精密制造研究院

铁焦是高炉实现低碳炼铁的主要潜在技术之一。分析了不同原料配比下铁焦的抗拉强度、机械强度和热性能的演化特性。同时，结合光学显微镜、SEM-EDS、BET和XRD等表征手段分析了原料配比对铁焦显微组织、孔结构和碳结构的影响机制。研究... 详细信息

铁焦是高炉实现低碳炼铁的主要潜在技术之一。分析了不同原料配比下铁焦的抗拉强度、机械强度和热性能的演化特性。同时，结合光学显微镜、SEM-EDS、BET和XRD等表征手段分析了原料配比对铁焦显微组织、孔结构和碳结构的影响机制。研究结果表明，铁焦中较低的孔隙率和更均匀的孔隙结构有助于提高其抗拉强度。当铁矿粉质量分数超过10%后，铁焦机械强度显著降低。综合考虑铁焦的机械强度和热性能，铁矿粉的添加量(质量分数)不宜超过15%。通过调整1/3焦煤添加量来优化铁焦的冶金性能，当添加量(质量分数)在20%～22%时，铁焦机械强度达到了二级焦的等级。铁焦反应性随着1/3焦煤含量的增加呈现先降后升的趋势，其深层原因是碳结构与微孔结构的变化。

关键词：低碳炼铁铁焦微观结构抗拉强度冶金性能

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基于机器学习的钻井液流变参数智能识别方法

煤田地质与勘探 2024年第5期52卷 183-192页

作者：刘长晔杨现禹蔡记华王韧王建龙代凡斐郭万阳蒋国盛冯洋中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

钻井液流变性是钻井液流动和变形的特性,对于携带与悬浮岩屑、提高钻进速度至关重要,准确掌握钻井液流变参数是保证井眼清洁与高效钻进的前提。提出一种基于卷积神经网络(Convolu-tionalNeuralNetwork,CNN)的钻井液流变参数智能识别方法... 详细信息

钻井液流变性是钻井液流动和变形的特性,对于携带与悬浮岩屑、提高钻进速度至关重要,准确掌握钻井液流变参数是保证井眼清洁与高效钻进的前提。提出一种基于卷积神经网络(Convolu-tionalNeuralNetwork,CNN)的钻井液流变参数智能识别方法,通过磁力搅拌产生稳定的钻井液流动图像,利用多种数据增强方法增加图像数量并建立数据库,增强模型的鲁棒性和泛化能力。优化AlexNet卷积神经网络算法,构建钻井液流变参数识别模型。将数据库划分为训练集:验证集:测试集=7:2:1,对训练集进行迭代训练并通过验证集调整参数获得最佳拟合模型。此外,运用混淆矩阵、卷积核可视化技术和类激活技术(Gradient-weighted Class Activation Mapping,Grad-CAM)对模型进行多方位评估。结果表明:(1)钻井液流变参数识别模型对钻井液塑性黏度测试的宏精确率为95.2%,宏召回率为94.7%,宏F1值为0.95。(2)对钻井液表观黏度测试的宏精确率为91.6%,宏召回率为91.5%,宏F1值为0.90。(3)利用卷积核可视化技术和Grad-CAM对特征提取进行可视化处理,发现钻井液波纹形状和大小会影响模型流变参数识别准确度。(4)室内测试结果表明,该模型的测试误差为±2 mPa·s,在设计允许范围以内,具有较高的识别精确度和稳定性。所提出的钻井液流变参数实时智能识别方法可为安全、快速和准确地进行钻井液流变性测试提供智能化技术思路。

关键词：钻井液流变参数机器学习卷积神经网络智能识别

远场长周期地震动作用下超高层建筑结构模态识别

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地震工程学报 2024年第5期46卷 1160-1171页

作者：罗渊杨江范涛中国地震局地震研究所湖北武汉430071 武汉地震科学仪器研究院有限公司湖北武汉430071 湖北省重大工程地震监测与预警处置工程技术研究中心湖北咸宁437000

远场地震动长周期成分显著,与高层、超高层建筑基本周期相近,容易产生放大效应,给高层、超高层建筑结构带来严重震害。以2022年9月17日21时41分至次日17时39分发生在台湾省花莲县M6.5、M5.7、M6.9和M 5.4地震为例,利用Hilbert-Huang Tra... 详细信息

远场地震动长周期成分显著,与高层、超高层建筑基本周期相近,容易产生放大效应,给高层、超高层建筑结构带来严重震害。以2022年9月17日21时41分至次日17时39分发生在台湾省花莲县M6.5、M5.7、M6.9和M 5.4地震为例,利用Hilbert-Huang Transform(HHT)方法,初步分析距震中超1000 km的武汉某超高层建筑结构台阵对这4次地震的结构动力响应观测数据,在对不同时间尺度的本征模态函数分量进行地震动长周期特性分析的基础上,重构各结构层的地震动,通过功率谱法得到结构层相对地面层的频率响应函数,并利用复模态指数函数法获得结构第一阶模态频率和振型。对4次地震中该超高层建筑结构模态频率和振型的初步分析表明:在花莲长周期地震动作用下结构未受到损伤。这一认识将为远场长周期地震动影响下超高层建筑的震后安全性评价提供重要参考。

关键词：远场长周期地震动 HHT方法结构地震响应时程重构模态频率模态识别

多层级几何—语义融合的图神经网络地表异常检测框架

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遥感学报 2024年第7期28卷 1760-1770页

作者：高智胡傲涵陈泊安路遥葛家辰武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 北京市遥感信息研究所北京100192 南京大学软件学院南京210093

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现... 详细信息

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现与监测,并开发、运用了先进的深度学习方法。然而,由于标签数据不足和卫星影像中几何、语义信息十分复杂,现阶段的地表异常检测方法的表现往往不能达到很好的效果。针对上述问题,本文提出了一个多层级几何—语义融合的图神经网络GNN(Graph Neural Network)框架,以实现高精度地表异常快速发现。具体而言,本文提出的方法先利用两个不同的分支从输入的卫星影像中提取不同层级的地理实体并构建图表示,然后通过分配矩阵实现图的联合表达。此后,构建了分层图注意力网络GAT(Graph Attention Network),基于图节点信息传递、聚合与注意力机制从图中进一步挖掘卫星影像中复杂的几何、语义信息,用于准确地检测地表异常。考虑到现有大规模多类地表异常检测基准数据集的缺乏,我们基于现有公开可分发数据集构建了ESAD数据集,用于基于单张卫星影像的地表异常检测任务。大量实验表明,提出的方法在地表异常检测任务中取得了优异的性能,在准确率、召回率与推理时间方面优于许多基线方法,可精确、有效地开展地表异常检测任务。

关键词：遥感地表异常多层级融合图神经网络快速检测注意力机制灾害响应卫星影像

基于实测数据的高炉煤气单位热值含碳量推荐值的修正方法

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洁净煤技术 2024年第8期30卷 75-81页

作者：万迎峰李秋军潘书婷范敏中钢集团武汉安全环保研究院有限公司湖北武汉430081

钢铁工业碳排放核算方法依据GB/T 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分:钢铁生产企业》所提供的排放因子法,单位热值含碳量(C_(C))作为表征可燃物质在单位热值下碳元素含量的指标,是排放因子法计算碳排放量的重要影响因子... 详细信息

钢铁工业碳排放核算方法依据GB/T 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分:钢铁生产企业》所提供的排放因子法,单位热值含碳量(C_(C))作为表征可燃物质在单位热值下碳元素含量的指标,是排放因子法计算碳排放量的重要影响因子。前人对于钢铁工业碳排放研究主要侧重于各种核算方法之间的差异性,而对于单位热值含碳量推荐值准确性鲜有研究。为研究可燃物质单位热值含碳量对于碳排放计算的影响,选择钢铁工业炼铁工序副产气体高炉煤气作为研究对象,基于某钢厂高炉煤气各项指标实测数据,计算得出不同组分(CO和CO_(2))含量下高炉煤气C_(C)实测值,分析不同组分含量高炉煤气低位发热量实测值、全碳组分C_(C)实测值、燃烧过程C_(C)实测值等实测参数变化。结合排放因子法广泛应用的现状,基于C_(C)实测值波动情况,提出3种将C_(C)推荐值修正为燃烧过程C_(C)的方法,在各自适用条件修正值与实测值的偏差均小于5%;最后,用该钢厂高炉炼铁工序2021年有关统计数据,针对高炉煤气C_(C)推荐值修正前后高炉本体碳排放计算结果进行对比分析,修正前高炉本体每吨铁的碳排放量-0.19 t,修正后高炉本体每吨铁的碳排放量0.415 t,修正结果与真实碳排放情况较吻合。研究结果表明,在计算钢铁工业高炉本体二氧化碳排放时,使用实测均值、修正系数w(CO)[w(CO)+w(CO_(2))]和w(CO)—C_(com)拟合曲线修正高炉煤气单位热值含碳量,计算结果与实际相符。

关键词：高炉煤气单位热值含碳量推荐值实测法修正方法

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引江补汉工程取水口饮用水水源保护区划分

长江科学院院报 2024年第10期41卷 56-62页

作者：张可可刘金珍王中敏刘扬扬吴比长江水资源保护科学研究所武汉430051

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续水源,为保障汉江中下游干流水质安全和湖北省补水区城乡生活供水安全,有必要在工程取水口周边划定饮用水水源保护区。在充分考虑水质保护要求、交通航运、港口建设发展、应急响应需求等因素的基础... 详细信息

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续水源,为保障汉江中下游干流水质安全和湖北省补水区城乡生活供水安全,有必要在工程取水口周边划定饮用水水源保护区。在充分考虑水质保护要求、交通航运、港口建设发展、应急响应需求等因素的基础上,针对三峡调度运行不同水位情况、工程引水代表流量和相应水质条件设计工况情景,基于水动力水质模型计算和应急响应时间估算结果,提出引江补汉工程龙潭溪取水口水源保护区范围建议,为将来保护区划定提供技术支撑。计算结果表明,以龙潭溪取水口为中心划分饮用水水源保护区的径向距离应≥1.3 km。

关键词：水源保护区划分水动力模型溢油事故应急响应引江补汉工程

C_(6)F_(12)O混合气体与三元乙丙橡胶的相容性研究

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 106-116页

作者：田双双刘本立邓广宇张晓星李慧慧刘伟豪陈辉湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖北武汉430068 襄阳湖北工业大学产业研究院湖北襄阳441000 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430000

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与... 详细信息

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与气体绝缘设备中常用的三元乙丙橡胶(EPDM)的相容性和O_(2)对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与EPDM相容性的影响。本文搭建了气固相容性实验平台,并结合实际运行温度进行不同温度下C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM的相容性实验,测试了实验后EPDM的表面形貌、表面元素、力学性能和气体成分的变化,以确定C_(6)F_(12)O混合气体与EP-DM的长期相容性。同时,构建了C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM分子链的仿真模型,基于分子动力学(MD)理论计算了C_(6)F_(12)O、CO_(2)与EPDM之间的扩散系数、相互作用参数和混合能。结果表明:在110℃热加速实验后EPDM表面产生鳞状结构,并在EPDM表面检测到C—F键、有机氟化物和金属氟化物,EPDM的力学性能降低,实验后主要气体产物为C_(3)F_(6)和C_(3)F_(7)H。加入O_(2)后,EPDM在90℃时表面出现凸起,并且有大量O、F元素积累在表面,EPDM力学性能下降,气体产物增多。理论计算也表明升高温度和加入O_(2)会加速C_(6)F_(12)O混合气体在EPDM中的扩散,导致气体分子与EPDM相容性变差。本文的研究成果将为C_(6)F_(12)O气体绝缘设备的设计和制造过程提供参考。

关键词： C_(6)F_(12)O混合气体三元乙丙橡胶相容性分子动力学模拟

深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究

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煤炭科学技术 2024年第7期52卷 23-36页

作者：孟庆彬宋子鸣刘滨黄炳香浦海王从凯辛学奎中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国科学院武汉岩土力学研究所岩石力学与工程国家重点试验室湖北武汉430071

收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程... 详细信息

收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程,理论计算获得了喷射混凝土、锚杆(索)、U型钢支架等支护结构的支护特征曲线,分析了支护结构的几何尺寸(直径、长度)、间排距、材料强度等参数对支护压力的影响特征;随着喷射混凝土厚度及强度等级的增加,喷射混凝土提供的支护刚度和支护压力逐渐增大;随着锚杆(索)直径、长度、杆体材料强度的增加及间排距的减小,锚杆的支护压力显著增加;U型钢支架的排距越小及材料强度越大,其提供的支护压力越大。采用FLAC^(3D)内嵌的莫尔库伦应变软化本构模型,建立了考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的深部软岩巷道数值分析模型,计算获得了不同应力状态下巷道纵剖面变形曲线、围岩特征曲线,分析了锚喷、锚杆(索)喷、锚喷U型钢等3种联合支护技术对深部巷道围岩大变形控制的适用性,验证了锚喷U型钢联合支护技术应用于深部巷道支护工程的可行性。考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的应变软化本构模型和经典的莫尔库伦本构模型的数值模拟结果相差较大,采用莫尔库伦本构模型的数值模拟结果保守,支护结构提供的支护压力无法满足深部巷道稳定性控制要求,支护后巷道围岩变形较大甚至会发生冒顶、片帮等安全事故。

关键词：深部巷道收敛-约束法围岩-支护相互作用巷道支护