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联合FOD-sCARS的土壤有机质高光谱机器学习估测模型

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 204-212页

作者：吴梦红窦森林楠姜然哲陈思李佳璇付佳伟梅显军吉林农业大学资源与环境学院吉林长春130118 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院吉林长春130118 吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130115

土壤有机质(SOM)含量是表征土壤质量的关键指标,在全球碳循环系统中发挥重大作用。快速准确的SOM估算和空间制图对土壤碳库估算、作物生长监测和耕地规划管理具有重要意义。利用传统方法监测区域性SOM含量耗时费力,基于高光谱遥感影像建... 详细信息

土壤有机质(SOM)含量是表征土壤质量的关键指标,在全球碳循环系统中发挥重大作用。快速准确的SOM估算和空间制图对土壤碳库估算、作物生长监测和耕地规划管理具有重要意义。利用传统方法监测区域性SOM含量耗时费力,基于高光谱遥感影像建立SOM估测模型是现在较为合理有效的方法。为探索解决目前高光谱遥感影像建立SOM含量估测模型存在光谱数据冗余、光谱数据特征提取精度低、小样本模型泛化能力不强的问题,选择位于青海省湟中县的研究区,共采集67个土壤样本。获取资源1号02D(ZY1-02D)高光谱遥感影像并进行预处理得到样点像元光谱数据,采用分数阶微分变换(FOD)方法挖掘与SOM含量具有响应关系的敏感波段,以0.2为一个步长,利用相关性阈值法对比分析不同阶次微分处理数据挖掘能力;运用稳定性竞争性自适应重加权采样算法(sCARS)去除高光谱冗余数据获取建模特征波段,选择随机森林(RF)、极端梯度提升树、极限学习机和岭回归机器学习作为建模算法,以全波段和特征波段光谱数据分别作为模型输入变量构建SOM估测模型进行高光谱反演研究工作;最后根据最优特征变量和建模算法,基于ZY1-02D遥感影像进行了SOM空间分布制图。结果表明:采用FOD变换相比整数阶可以大大提高波段与SOM含量间的相关性,挖掘出更多细微的与SOM含量产生响应关系的光谱波段,其中0.8阶微分变换效果最优,较原始波段相比相关系数最大值提高了0.546;相较于全波段光谱数据,采用sCARS特征提取方法获取特征波段构建模型的估测精度得到较大提升,说明sCARS可以有效提升建模数据的质量,提升模型预测精度。建模算法中RF表现最优,R_(p)^(2)(模型决定系数)达到0.766,RPD达到1.86,较全波段建模结果R_(p)^(2)提升约7.58%;基于FOD-sCARS和RF实现了区域SOM含量估测制图。研究进一步验证利用星载高光谱遥感影像是实现区域SOM估测制图的可靠途径,研究结果可为估测区域SOM含量提供新思路,为利用星载高光谱遥感影像绘制SOM含量空间分布图提供了数据支持。

关键词：高光谱遥感影像分数阶微分变换稳定性竞争性自适应重加权采样算法土壤有机质随机森林

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高延性水泥基复合材料拉伸开裂行为多尺度模拟研究进展

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硅酸盐学报 2025年第01期 173-189页

作者：雷东移武志盈贾昊瑄于龙王冰汤金辉李莹李炎隆刘加平青岛理工大学土木工程学院海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心东南大学材料科学与工程学院西安理工大学水利水电学院

高延性水泥基复合材料(ECC)克服了普通混凝土延性差、裂缝控制能力弱的缺点，当前针对混凝土断裂力学的机理分析主要依据微、宏观试验数据进行，但该过程耗时耗力且无法直观展示开裂过程中纤维–基体间的应力传递及异相物质间的分子或... 详细信息

高延性水泥基复合材料(ECC)克服了普通混凝土延性差、裂缝控制能力弱的缺点，当前针对混凝土断裂力学的机理分析主要依据微、宏观试验数据进行，但该过程耗时耗力且无法直观展示开裂过程中纤维–基体间的应力传递及异相物质间的分子或原子交互作用，而计算机模拟技术凭借高效、可视化、低成本的优势为精准预测、深入分析试验结果提供了强力支撑。为全面了解当前ECC拉伸开裂行为多尺度模拟的研究现状，将分子动力学、数值模拟(有限元模拟)、近场动力学和人工神经网络按纳、介、宏观3类尺度、4类方法分类概述其对ECC拉伸开裂行为的模拟。纳观尺度方面，分子动力学从分子或原子层面出发，着重分析未改性及改性纤维对ECC变形过程中纤维–基体界面结合性能的影响机理。介观尺度方面，数值(有限元)模拟重点关注纤维、基体及其界面特性等宏、细观因素对ECC拉伸应变硬化行为的影响规律。宏观尺度方面：近场动力学模拟针对ECC多缝开裂特性研究较少，其主要基于非局部作用分析了普通及纤维增强混凝土在不同方向荷载下的开裂演化行为；人工神经网络对ECC的力学性能预测有一定研究，但该方法主要通过建立预测模型，实现混凝土配合比设计并预测相关参数与力学性能之间的关联性。同时，论述了4种模拟技术在ECC拉伸开裂行为中的不足及发展趋势。

关键词：高延性拉伸应变硬化分子动力学数值(有限元) 近场动力学人工神经网络

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新发展阶段大学生成长为新型职业农民的影响因素评价

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西北农林科技大学学报（社会科学版） 2025年第1期25卷 140-150页

作者：张成凤谢治国李洁西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 陕西省林业科学院西安710082

乡村振兴战略的总目标是农业农村现代化,涉农高校肩负着为国家发展战略提供人才支持的重要使命。基于563份问卷数据和30份访谈资料,运用层次分析法与Matlab软件对涉农高校大学生成长为新型职业农民影响因素进行建模并求解。结果显示,涉... 详细信息

乡村振兴战略的总目标是农业农村现代化,涉农高校肩负着为国家发展战略提供人才支持的重要使命。基于563份问卷数据和30份访谈资料,运用层次分析法与Matlab软件对涉农高校大学生成长为新型职业农民影响因素进行建模并求解。结果显示,涉农高校大学生成长为新型职业农民影响因素一级指标相关性排序为:社会因素>个体因素>家庭因素>学校因素;二级指标分析结果表明,职业收入、职业发展、家庭经济状况、职业人格特征、职业兴趣、职业价值观与专业背景对涉农高校大学生成长为新型职业农民的影响较大。基于此,提出建议。一是政府和社会要营造良好的舆论,改善工作环境及生产条件,提高新型职业农民经济收入;二是涉农高校应转变教育理念,以学生“个性发展”为取向,精准培养新型职业农民;三是家庭应优化教育环境,提升对乡村振兴战略的认识,支持大学生追求自己的职业理想;四是个人要提升乡村就业认识,存储就业创业知识,提高服务乡村振兴的能力。

关键词：涉农高校大学生新型职业农民影响因素评价

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螺牙高度对螺纹桩竖向承载特性的影响

土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 36-45页

作者：徐丽娜齐晨晖郑俊杰黄占芳孙爽武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 中铁十一局集团有限公司武汉430061 吉林建筑大学交通科学与工程学院长春130118 吉林建筑大学土木工程学院长春130118 山东理工大学建筑工程与空间信息学院山东淄博255000

为探明竖向荷载作用下螺牙高度对螺纹桩承载特性及桩周土体的影响,通过室内半面模型桩试验,结合数字图像相关技术(DIC),研究了不同螺牙高度、不同荷载条件对桩身承载性能、桩周土体破坏特征、桩周土体位移场的影响。采用ABAQUS数值模拟... 详细信息

为探明竖向荷载作用下螺牙高度对螺纹桩承载特性及桩周土体的影响,通过室内半面模型桩试验,结合数字图像相关技术(DIC),研究了不同螺牙高度、不同荷载条件对桩身承载性能、桩周土体破坏特征、桩周土体位移场的影响。采用ABAQUS数值模拟方法对模型试验的结果进行验证,并扩展了螺牙高度的取值范围,分析螺纹桩桩身极限承载力与材料利用率、桩周土体应力场分布随螺牙高度变化的规律。结果表明:增加螺牙高度能提升桩身承载力,增大桩周土体位移影响范围,延缓桩侧土体剪切破坏的发展;随着桩身沉降量增加,桩顶荷载以桩侧阻力承受为主,逐渐演变为以桩端阻力承受为主;螺牙高度的增加虽然能提升桩身极限承载力,但桩身材料利用率存在峰值。

关键词：螺纹桩螺牙高度模型试验数字相关技术位移场

新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱抗震性能试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 152-166页

作者：郑立文李智赵亮胡少伟李景浩齐浩重庆大学土木工程学院重庆400045 郑州大学水利与交通工程学院郑州450001 中国电子科技集团公司第二十九研究所成都610036

为进一步提高用于钢-混凝土组合结构的柱构件的装配效率,并改善其抗震性能,降低生产成本,提出一种新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱设计方法。通过对缩尺比例为2的5个拼接柱构件和1个整浇柱构件开展拟静力试验,获得不同配筋率、配筋形式... 详细信息

为进一步提高用于钢-混凝土组合结构的柱构件的装配效率,并改善其抗震性能,降低生产成本,提出一种新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱设计方法。通过对缩尺比例为2的5个拼接柱构件和1个整浇柱构件开展拟静力试验,获得不同配筋率、配筋形式和柱-柱节点拼接部位的新型拼接柱的抗震性能。试验结果表明:新型拼接柱构件在低周期反复荷载下的破坏过程及其形态与整浇柱构件相似,其滞回曲线饱满,耗能能力、抗承载力退化和抵抗变形(刚度)能力均比整浇柱构件更加优良,特别是将柱-柱节点拼接部位设于柱间反弯点区域的P类型构件变形能力最佳,证明了该新型拼接柱设计方法的科学性,并对提高钢-混凝土组合框架结构的整体抗震性能具有应用潜力。

关键词：钢管混凝土柱浆锚连接拼接部位拟静力试验抗震性能

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基于Budyko理论的长江典型流域径流演变与归因分析

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水土保持研究 2025年第1期32卷 172-180页

作者：宋阁庆马晓燕王茂林袁春慧杨陈王飞邓悦甘肃省水文站兰州理工大学能源与动力工程学院扶风县水利工作站

[目的]探究变化环境下的长江典型流域径流演变和驱动因素，量化气候变化及下垫面变化对流域径流变化的贡献率，以期为白水江流域水资源优化配置和流域治理提供科学依据。[方法]采用Mann-Kendall趋势检验、交叉小波分析和Budyko理论等研... 详细信息

[目的]探究变化环境下的长江典型流域径流演变和驱动因素，量化气候变化及下垫面变化对流域径流变化的贡献率，以期为白水江流域水资源优化配置和流域治理提供科学依据。[方法]采用Mann-Kendall趋势检验、交叉小波分析和Budyko理论等研究方法，分析了白水江流域1970—2016年的年径流量演变规律及其影响因素。[结果](1)白水江流域年径流量呈显著(p<0.05)下降趋势，径流和降水突变年份均在1994年。(2)白水江流域年径流量与年降水量呈正相关性关系，径流深在影响期(1995—2016年)相比基准期(1970—1994年)对年降水量最敏感，其次为潜在蒸散发量和下垫面参数。(3)量化解析了下垫面、年降水量和潜在蒸散发量对白水江流域径流的贡献率，其中，下垫面贡献率为46.14%,降水量贡献率为41.02%,潜在蒸散发量贡献率为12.84%。[结论]1970—2016年白水江流域年径流量和年降水量均呈下降趋势，白水江流域径流的驱动因素是由于气候和人类活动的综合影响。降水是导致白水江流域径流减少的主要气候因素，下垫面变化是白水江流域径流减少的一个关键因素。

关键词： Budyko理论径流归因分析白水江流域

超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 1-10页

作者：仉文岗王云浩胡庆芳孙伟鑫金君良重庆大学土木工程学院重庆400045 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出... 详细信息

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出。以重庆市历年洪涝灾害事件为基础,梳理重庆市防涝减灾现状,分析水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响,结合这些洪涝灾害致灾因子进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行分析,提出针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现:重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响,特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性;重庆市河流纵横,山高谷深,完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件;应充分考虑气象水文和经济社会发展的新情况,根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状,及时优化城市洪涝灾害防御体系。

关键词：城市灾害洪涝灾害防灾减灾防洪规划

絮凝-固化-真空预压联合处理废弃淤泥(浆)试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 27-35页

作者：韩超俞越中柏彬董超强章荣军范舟吴巍孙科国网江苏省电力有限公司建设分公司南京210000 华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074

絮凝调理和化学固化改性处理能改善高含水率淤泥初始不良工程特性,将废弃淤泥(浆)资源化利用为路堤填料对淤泥强度有一定要求。已有研究证实了絮凝-固化-真空预压联合法(VPFSCM)可以有效处理高含水率淤泥浆(含水率>300%),且处理后的淤... 详细信息

絮凝调理和化学固化改性处理能改善高含水率淤泥初始不良工程特性,将废弃淤泥(浆)资源化利用为路堤填料对淤泥强度有一定要求。已有研究证实了絮凝-固化-真空预压联合法(VPFSCM)可以有效处理高含水率淤泥浆(含水率>300%),且处理后的淤泥强度满足路堤填料需求。通过室内模型箱试验探索VP-FSCM工艺处理废弃淤泥(含水率约为150%~300%)的可行性和高效性;优化VP-FSCM工艺在处理淤泥中的外加剂配方(类型和掺量等)。试验结果表明:VPFSCM处理废弃淤泥后土体28 d不排水抗剪强度为絮凝-固化法(FSCM)处理废弃淤泥后的2.76倍,证实了VP-FSCM处理废弃淤泥的高效、可行性。沉降脱水和力学等特性分析结果表明,VPFSCM工艺处理废弃淤泥的最佳外加剂种类为水泥(OPC)、高炉矿渣(GGBS)、生石灰(CaO)和聚丙烯酰胺(PAM),且最优掺量分别为5.0%、5.0%、1.5%、0.12%;在最佳外加剂类型和掺量条件下,真空压力越高,处理后的废弃淤泥不排水抗剪强度越高,养护后含水率越低。

关键词：废弃淤泥絮凝固化真空预压抗剪强度含水率

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玻纤网格布增强风积沙砂浆阻沙板性能试验

地震工程学报 2025年第1期 113-121页

作者：陈元庆程建军丁泊淞段彦福雷佳李宇鹏董宏光石河子大学水利建筑工程学院

为探究玻纤网格布对风积沙砂浆阻沙板抗弯及抗冻性能的增强效果，基于不同的玻纤网格布规格和铺设层数及不同的冻融循环次数，对风积沙砂浆阻沙板开展弯曲和冻融循环试验。研究结果表明：风积沙砂浆阻沙板的开裂弯矩随玻纤网格布规格和... 详细信息

为探究玻纤网格布对风积沙砂浆阻沙板抗弯及抗冻性能的增强效果，基于不同的玻纤网格布规格和铺设层数及不同的冻融循环次数，对风积沙砂浆阻沙板开展弯曲和冻融循环试验。研究结果表明：风积沙砂浆阻沙板的开裂弯矩随玻纤网格布规格和铺设层数的增加而增大；玻纤网格布风积沙砂浆阻沙板的抗弯受力破坏主要有脆性破坏、脆性破坏+单裂缝柔性破坏、多裂缝柔性破坏三种类型；随冻融循环次数的增加，玻纤网格布风积沙砂浆阻沙板的破坏逐渐加大，经25次冻融循环作用后，板材的质量损失率小于5%,强度损失率小于25%,满足冬寒夏热的实际工程环境使用要求。

关键词：玻纤网格布风积沙阻沙板性能试验