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不同防护敷设材料对钢筋混凝土板抗动力冲击性能影响的试验研究

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爆破 2024年

作者：黄秋月钟冬望李腾飞杨志龙何理武汉科技大学理学院湖北省智能爆破工程技术研究中心

钢筋混凝土结构通常会受到爆炸冲击载荷的作用，导致其发生严重破坏。为了提升钢筋混凝土板的抗爆炸性能，通常在钢筋混凝土板敷设不同防护材料。采用落锤冲击试验系统，开展了敷设不同防护材料的钢筋混凝土板抗冲击性能试验研究，使用... 详细信息

钢筋混凝土结构通常会受到爆炸冲击载荷的作用，导致其发生严重破坏。为了提升钢筋混凝土板的抗爆炸性能，通常在钢筋混凝土板敷设不同防护材料。采用落锤冲击试验系统，开展了敷设不同防护材料的钢筋混凝土板抗冲击性能试验研究，使用加速度传感器测试了钢筋混凝土的动力响应，并利用嵌入式压电智能骨料对钢筋混凝土板在落锤冲击荷载作用下的内部损伤信号进行了监测。试验结果表明，在单层加强结构中，碳纤维增强基复合材料（CFRP）和聚脲均能够有效保护试件，相对钢筋混凝土加速度降幅平均值分别为78.20%、79.05%；冲击应力峰值降幅平均值分别为40.98%、65.79%。在复合防护结构中，聚脲-混凝土-CFRP（IPC）、聚脲-CFRP -混凝土（ICP）和CFRP-混凝土-聚脲（CIP）相较于钢筋混凝土板加速度降幅平均值分别为70.29%、77.46%、79.85%，冲击应力峰值降幅平均值分别为32.73%、56.32%、51.07%，均能有效保护试件，提高混凝土板的抗冲击性能，可为相关工程应用提供参考。

关键词：钢筋混凝土板落锤冲击 CFRP 聚脲复合防护结构

抵抗线对水下台阶爆破效果影响的模型试验及其数值分析

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爆破 2024年

作者：吴亮刘琳余创周俊汝武汉科技大学理学院湖北省智能爆破工程技术研究中心

抵抗线作为爆破设计中的核心参数，与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系，从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性，影响水下爆破效果的因素错综复杂，因此，探究抵抗线参数对水下台阶爆... 详细信息

抵抗线作为爆破设计中的核心参数，与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系，从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性，影响水下爆破效果的因素错综复杂，因此，探究抵抗线参数对水下台阶爆破的影响规律是必不可少的。通过设置不同抵抗线参数的水下台阶钻爆试验，并采用FLUENT-EDEM耦合方法对抵抗线为2cm、4cm、5cm、6.5cm四种情况下的爆破试验进行数值模拟，将试验与数值模拟相结合综合评估了抵抗线参数对水下台阶爆破效果的影响。结果表明：抵抗线参数增加初期，用于破碎岩石的有效能量占比增加，且爆破漏斗体积也进一步增大，但随着抵抗线的进一步增加，岩体单位体积所承担的爆炸能量反而降低，另外应力波反射作用强度也减弱了，因此爆破块度的不均匀性呈现出随抵抗线先减小后增大的规律。此外，数值计算能较好地对模型试验的爆破效果进行模拟且结果一致，说明运用FLUENT-EDEM流固耦合方法来探究水下台阶爆破块度破碎问题是切实可行的。

关键词：水下爆破流固耦合 FLUENT EDEM 抵抗线

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MXene在压力传感中的研究进展

无机材料学报 2024年第2期39卷 179-185页

作者：尹建宇刘逆霜高义华华中科技大学物理学院武汉430074 华中科技大学武汉光电国家研究中心纳米表征与纳米器件中心武汉430074

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛... 详细信息

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛的可修饰性,是理想的压力传感材料。因此,近些年研究者们对MXene在压力传感器中的设计和应用进行了大量探索和研究。本文总结了MXene的制备技术和抗氧化方法。同时介绍了基于MXene的微结构设计,包括气凝胶/多孔结构材料、水凝胶、柔性衬底和薄膜。该类设计有利于提高压力传感器的响应范围、灵敏度和柔韧性,促进了压力传感器的快速发展。此外,进一步探讨了MXene压力传感器的工作机制,包括压阻式、电容式、压电式、摩擦电式、电池式和纳米流体式等。MXene以其优异的特性而在各种机制的传感器中得到了广泛应用。最后,对MXene材料的合成、性质以及其在压力传感方面的机遇和挑战进行了展望。

关键词： MXene 压力传感器合成方法传感机制专题评述

通信受限条件下多无人机协同环境覆盖路径规划

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 273-281页

作者：陈洋周锐武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

多无人机协同覆盖旨在有效分配多个无人机任务,实现给定区域的快速、高效全覆盖。然而,在现实应用场景中常常因为无人机之间距离超出通信范围,信号传输受阻,导致无人机之间的协作和信息交互面临极大挑战。为此,提出一种基于Deep Q Netwo... 详细信息

多无人机协同覆盖旨在有效分配多个无人机任务,实现给定区域的快速、高效全覆盖。然而,在现实应用场景中常常因为无人机之间距离超出通信范围,信号传输受阻,导致无人机之间的协作和信息交互面临极大挑战。为此,提出一种基于Deep Q Networks(DQN)的多无人机路径规划方法。采用通信中断率和最大通信中断时间两个指标来评价路径质量,通过构建与指标相关的奖励函数,实现了无人机团队的自主路径决策。仿真实验表明,所提方法在最短路径上可以与传统优化算法效果保持一致,权衡路径下在增加20%路径长度的情况下可以降低80%通信中断率,在全通信路径下则可以实现100%的全过程连接通信,因此可以根据不同的通信环境生成高效覆盖所有环境节点的路径。

关键词：环境覆盖多无人机通信约束深度Q网络路径规划

基于神经网络词嵌入的大数据关注热点和词嵌入概貌比较研究

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现代情报 2024年第1期44卷 37-47页

作者：周爱霞严亚兰查先进武汉科技大学管理学院湖北武汉430065 武汉科技大学服务科学与工程研究中心湖北武汉430065 武汉大学信息管理学院湖北武汉430072

[目的/意义]大数据对社会和经济发展产生了重大影响,本研究结合我国学术平台和社会化问答平台对大数据关注热点和词嵌入概貌进行比较,旨在推动我国大数据研究和实践。[方法/过程]Word2vec是新兴的神经网络词嵌入算法,具有计算成本低、... 详细信息

[目的/意义]大数据对社会和经济发展产生了重大影响,本研究结合我国学术平台和社会化问答平台对大数据关注热点和词嵌入概貌进行比较,旨在推动我国大数据研究和实践。[方法/过程]Word2vec是新兴的神经网络词嵌入算法,具有计算成本低、准确度高等特点,能够同时在语义层面和语法层面有效测度词语的相似度。首先,结合中国知网和知乎平台分别搜集了数据,构建出学术平台和社会化问答平台的语料库,再基于这两个语料库分别训练了Word2vec模型;其次,结合最相似词语分析对学术平台和社会化问答平台的大数据关注热点进行了比较;最后,利用降维技术和数据可视化方法对两个平台词语的词嵌入概貌进行了比较。[结果/结论]研究结果显示了我国学术平台和社会化问答平台在大数据方面的差异。本研究创新地利用Word2vec神经网络词嵌入算法,结合我国学术平台和社会化问答平台对大数据进行了比较分析,为大数据研究提供了新的视角。

关键词：大数据比较研究学术平台社会化问答平台 Word2vec

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基于RBF的油气水段塞流流型超声识别方法

化工进展 2024年第2期43卷 628-636页

作者：苏茜夏志飞刘振兴武汉科技大学信息科学与工程学院/人工智能学院湖北武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081

石油管道内的多相流流型识别主要集中在气液两相流和油水两相流方向且准确识别流型范围有限,为了解决油气水段塞流流型识别问题,本文提出一种基于RBF神经网络和超声传播规律的油气水段塞流流型识别方法。根据油气水段塞流的相分布特点,... 详细信息

石油管道内的多相流流型识别主要集中在气液两相流和油水两相流方向且准确识别流型范围有限,为了解决油气水段塞流流型识别问题,本文提出一种基于RBF神经网络和超声传播规律的油气水段塞流流型识别方法。根据油气水段塞流的相分布特点,建立了流型识别超声测试仿真模型。采用超声透射衰减技术和反射回波技术研究水平管道油气水三相段塞流超声响应特性,提取透射衰减信号区分段塞流液膜区、气泡夹带区和稳定液塞区。利用反射信号时间序列数据中的回波能量等统计特征,通过RBF神经网络对油气水段塞流进行流型识别。结果表明,基于超声传播机理以及RBF神经网络三相段塞流流型识别率为95.7%。基于RBF神经网络的流型识别算法研究为超声技术实现水平管油气水段塞流流型识别提供了理论基础。

关键词：多相流瞬态响应油气水段塞流超声衰减 RBF网络流型识别

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油气水三相流相含率超声测试模型优化

化工进展 2024年第2期43卷 791-799页

作者：苏茜邓翔天刘振兴武汉科技大学信息科学与工程学院(人工智能学院) 湖北武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081

油气水多相流广泛存在于油气工业过程。针对现有油气水多相流相含率模型对超声换能器测量信息利用有限这一问题,提出了一种水基分散分层流相含率超声测试模型的优化方法。利用最大粒径模型,研究了水基分散分层流中分散相粒径变化规律,... 详细信息

油气水多相流广泛存在于油气工业过程。针对现有油气水多相流相含率模型对超声换能器测量信息利用有限这一问题,提出了一种水基分散分层流相含率超声测试模型的优化方法。利用最大粒径模型,研究了水基分散分层流中分散相粒径变化规律,确定粒径-波长比的范围处于中波长区。根据超声脉冲回波法,采用“一发三收”超声换能器测试系统,提出了水基分散分层流中超声扩散衰减的测试方法。在此基础上,结合Faran弹性散射理论,建立了油水分散流含油率超声测试模型。利用换能器渡越时间测量信息,提出了声程波动修正参数,改进了油水分散流中混合声速测试模型,并进一步优化了含气率测试模型。仿真结果表明,水基分散分层流含气率预测平均相对误差和均方根误差分别为0.43%和0.23%,含油率预测平均相对误差和均方根误差分别为3.30%和0.28%,验证了所提出的基于混合声速的相含率测试优化模型的有效性和准确性,为油气水多相流超声测试方法提供理论依据。

关键词：分散系相含率模型优化脉冲回波法

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宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究

爆破 2024年第1期41卷 1-7页

作者：吴亮张澳周俊汝陈明武汉科技大学理学院湖北省智能爆破工程技术研究中心武汉430065 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室武汉430072

针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破... 详细信息

针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。

关键词：近场动力学宽孔距爆破裂纹扩展密集系数

极小净距隧道先行洞振动响应特性及衰减规律研究

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爆破 2024年

作者：彭悦森钟冬望王朝振白文良赵云鹏陆洪平李洪林杨志龙武汉科技大学理学院武汉科技大学湖北省智能爆破工程技术研究中心中国铁建大桥工程局集团有限公司中国能建易普力有限公司

隧道是铁路等交通设施的重要组成部分，研究隧道爆破开挖过程中的振动响应和衰减规律对隧道建设具有重要意义。以渝昆高铁线路建设为背景，研究了高铁隧道爆破开挖时面临极小净距问题的爆破方案，提出了将掘进断面分为左右两侧交替爆破... 详细信息

隧道是铁路等交通设施的重要组成部分，研究隧道爆破开挖过程中的振动响应和衰减规律对隧道建设具有重要意义。以渝昆高铁线路建设为背景，研究了高铁隧道爆破开挖时面临极小净距问题的爆破方案，提出了将掘进断面分为左右两侧交替爆破的开挖方式，并对双线隧道进行了爆破振动速度监测。对先行洞振动速度分析表明：隧道内最大振动速度主要由掏槽孔及拱顶辅助孔爆破产生，并且径向振动速度最大；横断面上，迎爆侧边墙拱腰振速为拱脚振速的1.3倍至2倍，且由掏槽孔起爆引起的该振速倍率相对较小；纵断面上，掌子面前方各测点振动速度大于后方相对位置处振速，而后方振速衰减速率相对更高。研究结果已成功应用于现场工程实际，相关隧道小净距段已安全贯通，可对类似极小净距隧道工程提供一定的借鉴参考意义。

关键词：极小净距隧道先行洞爆破响应振速监测振动规律