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基于多源数据的大城市公共服务设施空间分异及影响因素研究——以武汉市中心城区为例

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湖北大学学报(自然科学版) 2024年

作者：邹游瓦瑞昕贺瑜陈锦仪赵倩李桂媛湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北工业大学河湖健康智慧感知与生态修复教育部重点实验室中国城市规划设计研究院西部分院

研究城市公共服务设施的空间集聚特征和影响因素,对于改善公共服务设施的空间分布和调整城市空间结构有重要意义。目前,关于大城市单一种类公共服务设施的分布及优化研究较多,但有关多种公共服务设施的集聚中心及空间特征的研究较为有... 详细信息

研究城市公共服务设施的空间集聚特征和影响因素,对于改善公共服务设施的空间分布和调整城市空间结构有重要意义。目前,关于大城市单一种类公共服务设施的分布及优化研究较多,但有关多种公共服务设施的集聚中心及空间特征的研究较为有限。本文中基于武汉市主城区公共服务设施多源数据,考虑不同类型和等级设施的服务范围,通过加权核密度、信息熵与等值线分析等技术方法确定该区域内公共服务设施的集聚中心,并对武汉市主城区公共服务设施集聚度的影响因素进行定性定量分析,结果表明:1)不同类型的公共服务设施在热点区域的分布模式有所不同,但都大体呈现出中心边缘结构;2)研究区域内集聚强度和混合度展现出不同的空间特征,分别表现为“一核多点”与“多中心”的结构特点,共识别出104个不同等级的设施集聚中心;3)路网密度、公服投资和旅游景点密度是公共服务设施集聚中心形成的主要影响因子。为加强武汉市主城区公共服务设施的空间公平性发展,本文中提出应适度增加二环以外公共服务设施集聚中心的等级规模和三环以外集聚中心的数量,以促进主城区功能产业和人口向城市外围转移等空间优化对策。

关键词：公共服务设施空间分异集聚中心影响因素武汉市主城区

交汇角和流量比对干支流交汇区水流结构影响模拟研究

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中国农村水利水电 2024年第4期 15-23页

作者：吴菲刘瑞芬白凤朋尹炜湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 长江水资源保护科学研究湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 长江水利委员会智慧长江创新团队湖北武汉430051

弱混合条件下下干流对支流入汇区水流结构影响显著,支流入汇区水流特性复杂,弄清支流入汇区水动力特性对河流的生态修复、水环境治理等问题具有重要意义。研究采用物理模型和数值模拟结合的方法,构建并验证明渠干支流交汇RNG k-ε紊流模... 详细信息

弱混合条件下下干流对支流入汇区水流结构影响显著,支流入汇区水流特性复杂,弄清支流入汇区水动力特性对河流的生态修复、水环境治理等问题具有重要意义。研究采用物理模型和数值模拟结合的方法,构建并验证明渠干支流交汇RNG k-ε紊流模型,根据不同交汇角弱混合多种汇流比工况计算结果,详细分析了交汇角和汇流比的变化对支流入汇区流速分布特性和环流结构的影响,并计算分析得出不同交汇角支流入汇区发生回流汇流比的临界值。结果表明:干支流交汇弱混合条件下,干流对支流入汇区水流结构影响显著。支流水流在入汇区在右岸出现回流形成回流区,并右岸壁面处形成最大回流流速区;支流入汇区表中层形成大尺度的横向涡结构,出现了明显回流区和环流结构,环流结构尺度随着汇流比的增大而减小,与交汇角的相关关系表现为150°大于30°大于90°;纵向涡量峰值与汇流比均呈负相关关系,汇流比越大,涡量峰值越小;交汇角30°、90°和150°支流入汇区发生回流,出现环流结构的汇流比γ临界值分别为0.013、0.011、0.031。

关键词：干支流交汇弱混合数值计算水动力特性

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地下水封洞库帷幕灌浆试验与渗控效果分析

隧道与地下工程灾害防治 2024年第1期6卷 64-72页

作者：丁长栋张宜虎李领罗荣范雷丁祥曹磊长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010 中国安能集团第一工程局有限公司广西南宁530221 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

以某地下水封洞库为背景,针对工程区内导水构造发育引起的洞室渗涌水问题,引入帷幕灌浆技术进行封堵,并通过现场试验和数值模拟等手段研究帷幕灌浆对岩体渗透性的影响规律及其在洞库工程中的渗控效果。结果表明:帷幕灌浆分序实施过程中... 详细信息

以某地下水封洞库为背景,针对工程区内导水构造发育引起的洞室渗涌水问题,引入帷幕灌浆技术进行封堵,并通过现场试验和数值模拟等手段研究帷幕灌浆对岩体渗透性的影响规律及其在洞库工程中的渗控效果。结果表明:帷幕灌浆分序实施过程中,经Ⅰ序孔灌浆后,Ⅱ序孔部位岩体的渗透性减弱,灌前透水率和单位耗灰量的分序递减规律较好。岩体渗透性较大时,其可灌性好、耗灰量大,在Ⅱ序孔灌浆时透水率和单位耗灰量降低明显,岩体降渗效果较显著。帷幕灌浆Ⅰ序孔的灌前透水率与灌浆孔段埋深有关,在爆破影响范围以外,应适当提高灌浆压力,增大耗灰量,达到更好的灌浆效果。渗流场分析揭示防渗帷幕对于降低灌浆范围内导水构造的渗透性具有积极作用,可以部分截断天然地下水沿主要导水构造向洞室内渗漏,在一定程度上控制洞室整体渗水量。

关键词：地下水封洞库帷幕灌浆渗流场控制导水构造渗控效果

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初期雨水调蓄池单位面积调蓄深度数值模拟

水电能源科学 2024年第4期42卷 43-46页

作者：周毅周云笛武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室(武汉大学) 湖北武汉430072 河海大学环境学院江苏南京210098

单位面积调蓄深度决定了初雨调蓄池的设计容积和截污效果,但仅仅根据规范的推荐取值缺少对后果的量化判断。忽略管道中的沉积和冲刷,分别以单子汇水区和多子汇水区排水系统为例,针对不同下垫面特征和降雨特征,在SWMM模型中进行多降雨条... 详细信息

单位面积调蓄深度决定了初雨调蓄池的设计容积和截污效果,但仅仅根据规范的推荐取值缺少对后果的量化判断。忽略管道中的沉积和冲刷,分别以单子汇水区和多子汇水区排水系统为例,针对不同下垫面特征和降雨特征,在SWMM模型中进行多降雨条件模拟,计算得到产流和悬浮固体(SS)的冲刷情况。结果表明,单子汇水区单次降雨初期冲刷主要受污染物积累程度、初雨峰值雨强和初雨总量控制,对多场降雨的初雨SS控制率均很高;多子汇水区系统不同场次降雨SS削减率可能有明显差异,SS控制率随调蓄深度增加而增加且差异减小,单位面积调蓄深度取2 mm时SS控制率已达较高水平,但4 mm以上时SS控制率增速明显减慢;初期雨水调蓄池是否达到了污染控制目标,不应只看是否位于系统的上游,也不只限于根据技术规范的推荐取值,需通过模型计算判断。

关键词：初期雨水初期冲刷径流污染初期雨水调蓄池单位面积调蓄深度

三峡工程运行背景下洞庭湖及鄱阳湖湿地类型动态变化规律

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湖北工业大学学报 2024年第5期39卷 115-120页

作者：何子建辛小康朱惇雷俊山刘瑞芬湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051

洞庭湖、鄱阳湖湿地是长江中下游的两个天然通江湖泊湿地,具有重要的生态服务功能。总结三峡工程运行背景下两湖枯水期湿地类型动态变化规律及两湖水文情势变化规律,并分析两湖水文情势的改变对两湖湿地类型动态变化的影响。结果表明:... 详细信息

洞庭湖、鄱阳湖湿地是长江中下游的两个天然通江湖泊湿地,具有重要的生态服务功能。总结三峡工程运行背景下两湖枯水期湿地类型动态变化规律及两湖水文情势变化规律,并分析两湖水文情势的改变对两湖湿地类型动态变化的影响。结果表明:两湖区域湿地类型及格局发生明显变化,2003-2009年水域及泥沙滩地面积呈减少趋势,植被呈扩张趋势,2009年后水域面积开始增加;三峡工程运行后两湖区域水文情势变化趋势相同,均为入湖水量、沙量减少,泥沙淤积明显趋缓,湖区枯水期水位下降;两湖水文情势的改变对两湖区域湿地类型及格局产生影响,2003年三峡工程首次实验性蓄水使两湖湖区枯水期水位显著下降,造成两湖区域水域面积的减少及洲滩暴露,2009年中小洪水调度后枯水期水位开始回升,水域面积呈增长趋势,对两湖区域越冬水禽生境造成较大影响。分析结果为三峡工程运行背景下两湖湿地的保护和生态恢复提供了理论基础。

关键词：三峡工程水文情势洞庭湖湿地鄱阳湖湿地湿地类型动态变化

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基桩承载力反向自平衡试桩法模型试验研究

港口航道与近海工程 2024年第4期61卷 36-43页

作者：李永刘志杰刘永莉中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津300220 天津市海岸与近海工程岩土与结构重点实验室天津300222 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

针对反向自平衡试桩法在工程实践中可能存在的问题,应用室内模型试验对该方法的可操作性进行研究。首先,设计并浇筑完成了反向自平衡试桩法模型试验装置;其次,分别进行桩身加载和桩顶加载试验,得到试验数据;最后,将试验结果和经验公式... 详细信息

针对反向自平衡试桩法在工程实践中可能存在的问题,应用室内模型试验对该方法的可操作性进行研究。首先,设计并浇筑完成了反向自平衡试桩法模型试验装置;其次,分别进行桩身加载和桩顶加载试验,得到试验数据;最后,将试验结果和经验公式法计算结果进行对比分析。研究结果表明:反向自平衡试桩法荷载箱位置难以同时满足两次加载所需平衡力的要求,且结果还受加载顺序和上下段桩之间预留间距影响,还需对最优加载顺序确定、荷载补偿、上下段桩间预留距离确定等问题进行研究。

关键词：基桩经验公式法自平衡试桩法反向自平衡试桩法模型试验装置 Q-s曲线

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基于模式识别的结构健康监测异常数据诊断

建筑结构学报 2024年第3期45卷 113-122页

作者：高珂翁顺陈志丹朱宏平夏勇华中科技大学土木与水利学院湖北武汉430074 华中科技大学控制结构湖北省重点实验室湖北武汉430074 国家数字建造技术创新中心湖北武汉430074 香港理工大学土木与环境工程系中国香港999077

实际结构监测中不可避免出现异常数据,干扰结构的安全评估并引起误判。针对实际监测中多类型异常数据检测效率低和检测结果不准确的问题,提出一种基于特征提取和模式识别神经网络(PRNN)的多类型异常数据识别方法。针对不同类型异常数据... 详细信息

实际结构监测中不可避免出现异常数据,干扰结构的安全评估并引起误判。针对实际监测中多类型异常数据检测效率低和检测结果不准确的问题,提出一种基于特征提取和模式识别神经网络(PRNN)的多类型异常数据识别方法。针对不同类型异常数据的特点建立特征指标集合,通过特征提取将冗长原始样本转化为简短特征向量,显著提高了数据处理和异常检测的效率;进一步引入极坐标化AUCs曲线对多种异常的识别效果进行精确描述,提高了特征指标选取和网络参数调节的优化效率。建立武汉长江航运中心(335 m)健康监测系统,采用该超高层建筑的监测数据对所提方法的精度和效率予以验征。结果表明,基于特征提取和PRNN的多类型异常数据识别方法对6种数据异常的识别准确率达到99.7%,且运算时长仅为深度学习方法的数十分之一。

关键词：结构健康监测异常数据检测模式识别神经网络特征提取极坐标化AUCs曲线

埋置移动荷载作用下三维黏弹性半空间的动力响应

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 145-149页

作者：李怡君胡安峰李聪马玉喜徐浩武汉轻工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430048 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058

采用积分变换方法对埋置移动荷载作用下三维黏弹性半空间地基振动的衰减规律进行了理论研究。首先,基于理想弹性介质的动力Navier方程,利用Helmholtz分解定理及傅里叶变换方法,在直角坐标系中求得了变换域内弹性介质动力响应分量的表达... 详细信息

采用积分变换方法对埋置移动荷载作用下三维黏弹性半空间地基振动的衰减规律进行了理论研究。首先,基于理想弹性介质的动力Navier方程,利用Helmholtz分解定理及傅里叶变换方法,在直角坐标系中求得了变换域内弹性介质动力响应分量的表达式。结合相应的边界条件及连续条件,得到了埋置移动荷载作用下黏弹性半空间地基动力响应的积分形式解。当荷载埋深为零时,埋置移动荷载退化为地表移动荷载,对比发现退化解结果与已有结果吻合较好。最后,采用IFFT法对地基土体动力响应进行数值求解,分析了移动荷载埋深、速度等因素对地基振动的分布衰减规律以及频谱分布的影响。

关键词：埋置移动荷载黏弹性半空间动力响应振动衰减

基于DIC及CPG技术的热冷循环后花岗岩Ⅰ型断裂特性

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3102-3117页

作者：吴秋红夏宇浩赵延林翁磊王世鸣冯淦湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 湖南科技大学土木学院湖南湘潭411201 四川大学水利水电学院四川成都6100652

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),... 详细信息

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),然后开展3点弯Ⅰ型断裂韧度特性试验。基于裂纹扩展计(CPG)和数字图像相关(DIC)测试技术,研究了热冷循环作用下花岗岩Ⅰ型断裂韧度、断裂过程区(FPZ)、裂纹扩展速率及断裂轮廓特征的影响规律。试验结果表明:当热冷循环次数达到10次以上,花岗岩试样脆性明显减弱,而峰前软化特性和峰后延性增强;花岗岩的断裂过程区由裂缝尖端开始逐步孕育,断裂过程区长度随荷载增大呈先增大后减小的趋势,Ⅰ型断裂韧度、最大断裂过程区长度及裂纹平均扩展速度随热冷循环次数增大而指数减小,Ⅰ型断裂面随热冷循环次数增大越来越不平整。最后,基于X-ray衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试技术,研究了热冷循环作用对花岗岩矿物成分及微观结构的影响规律,结果表明花岗岩4种矿物成分的峰值衍射强度及矿物质量分数均随热冷循环次数增大而降低,而微裂纹大小及数量随热冷循环次数增大而增大。热冷循环作用下花岗岩的损伤劣化机理包含了多次高温热损伤、水冷冲击及水弱化等3方面的联合作用结果。

关键词：热冷循环断裂韧度断裂过程区裂纹扩展速度裂纹扩展计(CPG)技术数字图像相关(DIC)技术