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热脱附对多环芳烃和重金属复合污染土壤的影响

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 121-129页

作者：吴秉泽张文文刘昭玥马福俊李海波谷庆宝东北大学资源与土木工程学院中国环境科学研究院土壤污染防治技术研究室

热脱附技术被广泛用于污染场地修复,但其对多环芳烃(PAHs)与重金属复合污染土壤的综合影响仍不清楚。选用PAHs和重金属复合污染模拟土壤,探究热脱附温度(220~400℃)和停留时间(5~60 min)对土壤中PAHs的影响,分析空气与氮气气氛下热脱附... 详细信息

热脱附技术被广泛用于污染场地修复,但其对多环芳烃(PAHs)与重金属复合污染土壤的综合影响仍不清楚。选用PAHs和重金属复合污染模拟土壤,探究热脱附温度(220~400℃)和停留时间(5~60 min)对土壤中PAHs的影响,分析空气与氮气气氛下热脱附温度(310、340和370℃)对土壤中重金属Cu、Pb、As和Cd形态分布的影响。结果表明:随热脱附温度和停留时间的增加,土壤中PAHs去除率显著增加;低环PAHs占比逐渐减少,而高环PAHs占比逐渐增加。在2种气氛热脱附后,Cu、Pb和As弱酸提取态占比略有增加,而Cd弱酸提取态占比显著降低;可还原态和可氧化态的转化趋势具有差异性。随着热脱附温度的升高,Cu、Pb、As和Cd 4种重金属的残渣态占比均逐渐增加,说明热脱附有利于4种重金属的固定。相较于空气,氮气条件下4种重金属可氧化态和残渣态占比均增加;Cu和Pb可还原态占比显著降低,而As可还原态占比有所降低,Cd可还原态占比变化不大。氮气更有利于Cu、Pb和Cd的稳定;相反,空气更有利于As的稳定。

关键词：热脱附多环芳烃(PAHs) 重金属形态转化

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数字孪生驱动的桥梁智能建造方法

遥感学报 2024年第5期28卷 1340-1349页

作者：朱军朱庆祝兵王波梁策西南交通大学地球科学与工程学院成都611756 西南交通大学土木工程学院成都610031 中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

智能化是桥梁建设的重要方向,数字孪生是实现桥梁智能建造的有效途径。数字孪生将现实环境中桥梁的结构、状态和行为等映射到虚拟环境,为透彻理解和精准控制桥梁建造过程提供新手段。本文首先分析了桥梁及其环境高精度数字孪生与桥梁智... 详细信息

智能化是桥梁建设的重要方向,数字孪生是实现桥梁智能建造的有效途径。数字孪生将现实环境中桥梁的结构、状态和行为等映射到虚拟环境,为透彻理解和精准控制桥梁建造过程提供新手段。本文首先分析了桥梁及其环境高精度数字孪生与桥梁智能建造背景及发展趋势,然后提出了桥梁建造全过程数字孪生构建方法,探讨了空天地一体化监测数据关联融合、数字孪生场景智能构建与增强可视化、过程动态仿真与智能预测等关键技术,最后以复杂艰险山区大型桥梁建造为例开展案例应用分析,本文方法可望为复杂环境大型桥梁工程智能建造提供有效的理论指导和关键技术支撑。

关键词：遥感虚拟地理环境桥梁智能建造数字孪生仿真预测智能建模

单向冻结粉质黏土已冻区分凝冰分布规律试验研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 407-416,432页

作者：王震朱珍德胡家豪周子玉汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究所江苏南京210098

在单向冻结中,已冻区分凝冰的产生和发展是影响冻融土结构性特征的重要因素。选取降温速率(0.5~0.005℃/s)、冷端温度(–30~–70℃)、暖端补水(无补水、恒压补水)等3种单向冻结边界条件,探究其对已冻区分凝冰发育的影响规律。基于光学... 详细信息

在单向冻结中,已冻区分凝冰的产生和发展是影响冻融土结构性特征的重要因素。选取降温速率(0.5~0.005℃/s)、冷端温度(–30~–70℃)、暖端补水(无补水、恒压补水)等3种单向冻结边界条件,探究其对已冻区分凝冰发育的影响规律。基于光学显微数字拍摄,自主研发了裂纹显微测量系统,为分凝冰裂纹的原位、无接触式测量提供了便利。试验研究发现:(1)不仅是温度梯度、暖端补水条件,单向冻结冷端降温速率对已冻区分凝冰分布也会产生影响,传统模型(如分凝模型)计算的水分迁移量难以准确反映已冻区冰裂纹分布特征;(2)冻结锋面移动速率对已冻区分凝冰宽度的影响大于温度梯度;(3)冻结过程中已冻区分凝冰宽度随0℃线移动速率呈指数形式变化。最后基于0℃线移动速率提出了已冻区分凝冰宽度预测的经验公式,为工程中评估变降温速率条件下黏土的单向冻胀破坏提供了参考。

关键词：单向冻胀降温速率黏土分凝冰裂纹超低温

耦合统计方法、机器学习模型和聚类算法的滑坡易发性评价方法

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 620-637页

作者：王启盛熊俊楠程维明崔兴洁庞全刘俊陈文杰唐浩然宋南霄西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中山大学地理科学与规划学院广州510275 四川省安全科学技术研究院成都610046 四川安信科创有限公司成都610041

我国西部山区滑坡灾害频发,精确评估滑坡易发性对地质灾害防治至关重要。结合统计方法与机器学习模型的集成模型已广泛的应用于滑坡易发性评价,然而对其结果的进一步优化仍值得考虑。本文提出一种耦合统计方法、机器学习模型以及聚类算... 详细信息

我国西部山区滑坡灾害频发,精确评估滑坡易发性对地质灾害防治至关重要。结合统计方法与机器学习模型的集成模型已广泛的应用于滑坡易发性评价,然而对其结果的进一步优化仍值得考虑。本文提出一种耦合统计方法、机器学习模型以及聚类算法的综合评价方法,以宁南县为例,研究其对滑坡易发性评价精度的提升效应。该方法首先将信息量法(Information Value, IV)、确定系数法(Certainty Factor, CF)和频率比法(Frequency Ratio, FR)分别与随机森林模型(Random Forest, RF)结合,得到三种集成模型(IV-RF、CF-RF、FR-RF)。此后,引入ISO聚类算法对三种集成模型的结果进行分级,得到三种耦合模型(IV-RF-ISO、CF-RF-ISO、FR-RF-ISO)。AUC值(Area Under the Curve)、准确率、F1分数和种子单元面积指数(Seed Cell Area Indexes,SCAI)被用于评估模型的精度。结果显示,集成模型性能均优于单一模型,其准确率和F1分数均大于0.85,AUC值均大于0.9。其中FR-RF模型表现最优,准确率(0.911)、F1分数(0.912)和AUC值(0.965)较FR模型分别提升了0.095、0.096和0.074。与自然断点法和Kmeans聚类法相比,引入ISO算法的耦合模型FR-RF-ISO分级效果最优,其高低易发区SCAI值的差异更为显著。本研究成果表明,耦合统计方法、机器学习与聚类算法的综合评价方法具有较高精度,为提高滑坡易发性评价精度提供思路。

关键词：滑坡易发性信息量确定系数频率比随机森林聚类算法宁南县

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融合InSAR与机器学习的滑坡易发性评价

大地测量与地球动力学 2024年

作者：贾应吴彩燕王立娟应欣翰蒙齐袁怡廖军马世乾西南科技大学环境与资源学院西南科技大学四川天府新区创新研究院四川省安全科学技术研究院西南科技大学土木工程与建筑学院四川安信科创科技有限公司

综合运用InSAR和机器学习技术，对四川省金阳县进行滑坡易发性评价。通过解译滑坡更新滑坡数据集，基于12个评价因子，使用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和极端梯度提升(XGBoost)三种模型在Python环境下进行训练，完成滑坡易发性制图... 详细信息

综合运用InSAR和机器学习技术，对四川省金阳县进行滑坡易发性评价。通过解译滑坡更新滑坡数据集，基于12个评价因子，使用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和极端梯度提升(XGBoost)三种模型在Python环境下进行训练，完成滑坡易发性制图，并采用ROC曲线等验证模型预测性能。对负样本进行优化，使用机器学习得到样本优化后的滑坡易发性评价结果，利用地表LOS向形变速率更新滑坡易发性结果。结果表明，3种机器学习模型均具有较好的分区效果，采用XGBoost模型制图效果最佳，样本优化后模型精度最高，AUC值达到0.95，通过SBAS-InSAR技术获取地表形变速率可以减少分区错误，同时赋予滑坡易发性评价时效性。

关键词：滑坡易发性评价 SBAS-InSAR 机器学习样本优化

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一种用于层状结构模型的先进计算方法

计算力学学报 2024年第1期41卷 167-177页

作者：潘爾年周江存林志平张智卿阳明交通大学土木工程系防灾与水环境研究中心中国台湾新竹300 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430077 温州理工学院建筑与能源工程学院温州325035

提出一种针对层状结构模型的先进计算方法。研究的层状结构通常为水平层状板或者层状半空间,结构由横观各向同性(TI)材料组成,材料对称轴指向分层方向。本文方法可以考虑材料的多场耦合特性,即热弹性、多孔弹性和磁电弹性耦合。基于最... 详细信息

提出一种针对层状结构模型的先进计算方法。研究的层状结构通常为水平层状板或者层状半空间,结构由横观各向同性(TI)材料组成,材料对称轴指向分层方向。本文方法可以考虑材料的多场耦合特性,即热弹性、多孔弹性和磁电弹性耦合。基于最近提出的傅立叶-贝塞尔级数(FBS)向量函数系和双变量/位置(DVP)方法,建立了本文的先进计算方法。DVP能够无条件稳定地将层矩阵从一层传播到下一层。FBS向量函数系具有以下特点,(1)反映了具有明确类型的广义变形/波,(2)将展开系数预先计算为Love数,然后将其用于涉及问题的模拟。层状地球中的断层(或位错)作用、土-结构相互作用以及近地表地球剖面中的瞬态波等三个典型算例,证明了提出方法的准确性和有效性。

关键词：分层介质横向各向同性傅立叶-贝赛尔级数系统双变量位置法多场耦合勒夫数

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智能化露天矿的核心概念与建设战略

中国矿业大学学报 2024年第1期53卷 23-33页

作者：孙健东张瑞新白润才李慧智刘光孙效玉王忠鑫赵奎陈结华北科技学院河北省矿山智能化开采技术重点实验室河北廊坊065201 北京中矿露采科学技术研究院科技研发中心北京100083 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123032 煤炭科学研究总院沈阳露天采矿技术研究分院辽宁沈阳110066 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710065 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110167 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 重庆大学资源与安全学院重庆404100

从信息论、系统论、控制论角度,对智能化露天矿的概念与定义进行了阐述,提出智能化露天矿的核心在于基于信息技术获取量化数据的规律,并据此做出科学决策、进而对大系统进行精准的控制.针对传统的露天矿信息化建设工作中“信息化、数字... 详细信息

从信息论、系统论、控制论角度,对智能化露天矿的概念与定义进行了阐述,提出智能化露天矿的核心在于基于信息技术获取量化数据的规律,并据此做出科学决策、进而对大系统进行精准的控制.针对传统的露天矿信息化建设工作中“信息化、数字化、自动化、智能化”等关键术语给出了定义,对其逻辑关系进行了剖析.提出露天矿“数字化、自动化、智能化”同步建设原则,归纳了各阶段主要建设内容.提出智能化露天矿建设应采取“应用一代、布局一代、探索一代”的发展战略,当前矿山企业在整体投入比重上,要确保“应用一代>布局一代>探索一代”.

关键词：露天矿智能化基础概念建设原则发展战略

曲面碳/碳蜂窝制备及其均布载荷下的力学性能

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4932-4941页

作者：武豪李玮洁张中伟刘愚雷宇史文童董志超北京理工大学先进结构技术研究院北京交通大学土木建筑工程学院中南大学粉末冶金研究院山东理工大学材料科学与工程学院

精密仪器对承载平台结构的要求不断提高，蜂窝结构由于其轻质和超高稳定性的特点而受到广泛关注。为了满足异形复合材料承载平台的需求，本文采用热压成型和树脂浸渍碳化-化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)相结合的工艺制备... 详细信息

精密仪器对承载平台结构的要求不断提高，蜂窝结构由于其轻质和超高稳定性的特点而受到广泛关注。为了满足异形复合材料承载平台的需求，本文采用热压成型和树脂浸渍碳化-化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)相结合的工艺制备了不同规格曲面碳/碳蜂窝结构试样，而后根据曲面蜂窝的结构特点和服役环境，设计了均布载荷的测试方法对不同试样进行压缩试验，分析了蜂窝厚度、铺层角度、曲率半径等因素对曲面蜂窝力学性能的影响规律。结果表明：当蜂窝的径向厚度增大时，蜂窝壁屈曲程度增大，蜂窝双层壁处所受载荷增大，胶粘面开裂倾向更加显著；当蜂窝纤维取向由0°至45°转变蜂窝壁皱曲转变方式为不皱曲-韧性皱曲-塑性皱曲；当曲面蜂窝的曲率半径减小时，其破坏模式逐渐由双层壁脱粘开裂向蜂窝壁的屈曲断裂转变。本文制备的曲面碳/碳蜂窝压缩强度达到1.48 MPa，具备良好的力学性能，可以满足日益复杂化的航天结构承载需求。

关键词：碳/碳复合材料曲面蜂窝均布载荷破坏模式轻量化结构

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移动监测技术在大气环境研究中的应用

环境工程技术学报 2024年第3期14卷 826-835页

作者：朱明玉初红涛高元官李刚全权浩蔡爀基赵刚张浩杨小阳齐齐哈尔大学化学与化学工程学院中国环境科学研究院大气环境研究所韩国国立环境科学院

移动监测是把用于环境监测的设备安装在移动载体(汽车、自行车、无人机和船等)上,开展环境质量监测的技术。移动监测技术以其灵活、机动、及时等优势,近年来被广泛应用于大气环境监测中,但针对移动监测技术在大气环境研究中的应用场景... 详细信息

移动监测是把用于环境监测的设备安装在移动载体(汽车、自行车、无人机和船等)上,开展环境质量监测的技术。移动监测技术以其灵活、机动、及时等优势,近年来被广泛应用于大气环境监测中,但针对移动监测技术在大气环境研究中的应用场景及其存在的优缺点等缺少系统性研究。通过文献调研的方式对国内外移动监测技术在大气环境研究中的应用进行综述,重点讨论了监测设备及其搭载平台。将移动监测设备划分为传感器和大型设备2类,其中传感器以体积小、成本低等优势被大量应用在无人机、汽车等平台中。大型设备则包括监测仪和分析仪,但由于受到体积和成本的限制多被应用在飞机和船等面积较大的平台中。根据大气环境移动监测设备搭载的平台将其划分为车载移动监测、机载移动监测和船载移动监测三大类,其中车载移动监测主要用于环境质量监测、溯源分析和热点监测、汽车尾气排放监测及空气污染暴露监测等,机载移动监测主要用于环境空气质量监测、溯源分析和热点监测及大气污染物传输监测,船载移动监测主要用于海表大气组分、溯源分析和船舶尾气排放等研究。最后讨论了移动监测平台现有应用中存在的问题(例如覆盖率、续航、数据质量等),并对未来研究进行了展望。

关键词：气溶胶空气质量监测移动平台传感器研究进展