深松铲对砖红壤扰动行为影响的仿真与试验

针对香蕉地深松作业相关研究较少,深松铲-土壤耦合机理尚未明确等问题,结合海南热区香蕉地砖红壤土的物理特性,利用离散元虚拟仿真试验,堆积生成了耕作层、犁底层和心土层3层土壤模型,建立了滑切深松铲-土壤耕作模型,并通过对比虚拟仿真试验,研究了滑式深松铲和国标深松铲对海南香蕉地土壤的扰动情况。结果表明:在相同的作业条件下,滑式深松铲作用下的土壤颗粒在x、y和z方向的最大运动速度均明显大于国标深松铲对土壤颗粒的作用,且滑式深松铲的扰动轮廓要明显大于国标深松铲作业的扰动轮廓,同时滑式深松铲作用下土壤蓬松度和土壤扰动系数均大于国标深松铲作用产生的深松效果,进一步验证了所设计的滑式深松铲更适用于海南香蕉地的深松作业。

基于深度学习的桥梁表观裂缝检测算法研究

针对在复杂背景条件下难以直接对桥梁表观裂缝进行检测的问题,文章提出一种基于深度学习的桥梁表观裂缝检测算法。首先利用滑动窗口算法将采集到的桥梁表观裂缝图像切分为小尺寸的桥梁裂缝面元图像和桥梁背景面元图像,并根据对面元图像的分析,提出一种基于Inception网络和残差网络(ResNet)的桥梁裂缝分类模型,用于桥梁裂缝面元和桥梁背景面元的识别;然后结合桥梁裂缝分类模型与滑动窗口算法对桥梁表观裂缝图像进行检测;最后利用数字图像处理技术测量裂缝宽度。结果表明:该文算法对桥梁表观裂缝有超过99%的分类精度,可满足实际工程需要;实现了裂缝的提取并能准确地定位出裂缝在图像中的位置;根据成像原理能测量出裂缝宽度。与传统的深度学习模型相比,该模型拥有更高的执行效率,可用于大规模检测,更易于应用在桥梁健康检测中。

基于分区刚体-界面元方法的重力坝深层抗滑稳定分析

将坝体及坝基系统分界为可变形滑动界面、刚性滑动块体和刚性基床三部分,建立了基于滑动界面应力变形协调、分区刚体静力平衡的分区刚体—界面元分析方法,其未知量仅包含分区刚体变形及滑动界面上的接触力。结合基于极限平衡方程的迭代解法,可快速准确求解重力坝深层抗滑稳定安全系数。对局部滑面未知情形,可通过搜索求解最危险滑动面。该方法可同时满足上限极限分析的运动许可条件和下限极限分析的应力许可条件,克服了现有规范分析方法通过假定来满足下限极限分析条件的缺点。最后通过某重力坝深层抗滑稳定分析算例验证了该方法的准确性。

顺层深路堑边坡滑带土强度特性和基底预留厚度预警分析

含软弱夹层的顺层深路堑边坡在边坡工程中普遍存在,滑带土强度和基底预留厚度(开挖边坡基底到软弱夹层的距离)是影响其稳定性的2个关键性因素。以杨宣(杨柳-宣城)高速K42路堑边坡为例,分析了边坡变形演化过程和基底隆起变形特征,通过适合研究大剪切位移下土体抗剪强度的环剪试验揭示了边坡深部滑带土的特性,应用滑带土的饱和残余强度参数进行了边坡开挖基底预留厚度分析。结果表明:K42滑带土有明显的应变软化特性,且法向应力越小滑带土应变软化特性表现越明显;由峰值抗剪强度到残余抗剪强度,黏聚力和内摩擦角均表现出衰减效应,且黏聚力衰减程度大于内摩擦角;滑带土残余抗剪强度参数中的残余黏聚力随剪切速率的变化很小,而残余内摩擦角和剪切速率呈对数函数φ=0.1303ln v+7.3197关系变化,当剪切速率<2 mm/min时,滑带土残余抗剪强度参数对剪切速率较为敏感,反之敏感性较差;最后,依据边坡不同临界状态的回归方程h_(1)、h_(2)、h_(3)将不同坡率下的基底预留厚度分成A(失稳)、B(欠稳定)、C(基本稳定)以及D(稳定)4个区,并且在此基础上建立了基底预留厚度判据和边坡开挖基底预留厚度预警模型。

全视野数字病理图像智能分析

随着数字组织病理学的快速发展,全视野数字病理切片(whole slide imaging, WSI)在医疗领域得到了广泛应用。近年来,深度学习算法的飞速发展为WSI的研究提供了新契机。为更好地分析WSI,充分利用其中丰富的细节信息,通过深度学习算法提取WSI图像特征,进而完成各种下游任务已成为当前的研究热点。本文对WSI图像的智能分析作了综述,首先介绍了利用深度学习进行颜色归一化的方法,随后回顾了不同研究在输入数据筛选方面采用的不同策略。最后,本文总结了深度学习在WSI的分割、分类、预测三大任务中的应用,并探讨了其在WSI应用中面临的挑战和未来的发展方向。

韶惠高速公路隧道口深层滑动面综合处治分析

为全面探究隧道洞口深层滑动面形成的机理,提高边坡滑坡处治水平,保证隧道建设及运营安全,文中结合韶惠高速公路施工实践,根据场区内地质、水文及滑动面基本特征,系统分析了隧道口仰坡开裂的具体原因;通过对隧道口边坡稳定性的计算分析,确定了各阶段滑动面的分布范围;提出了针对性处置措施,取得了显著成效。

SLIDE在深基坑支护可靠性分析中的应用

基于可靠性分析理论,利用SLIDE软件,对某深基坑复合土钉支护进行了数值模拟,计算了安全系数和可靠性指标。结果表明:SLIDE是基坑可靠性分析的一种有效工具,可在考虑土层参数不确定性的条件下,得出基坑支护的可靠性指标。

基于改进Transformer模型的多声源分离方法

目前主流的语音分离算法模型都是基于复杂的递归网络或Transformer网络,Transformer网络复杂度高导致训练难度大以及音频的高采样率导致在样本级别上使用超长输入从而获取不完全特征,不能直接对长语音特征序列进行直接建模出现特征丢失问题。对此,该文提出了一种基于Transformer的改进网络模型。首先,在原有Transformer网络模型编码器里新添加下采样块,计算不同时间尺度上的高级特征同时降低特征空间复杂度;其次,在Transformer网络模型的解码器里添加上采样层与编码器下采样层特征融合保证特征不丢失,提高模型分离能力;最后,在模型分离层里引入一种改进的滑动窗口注意力机制,滑动窗口使用循环移位技术,新的特征窗口中包含老的特征窗口特征同时融合特征边缘信息完成了特征窗口之间的信息交互,获得特征编码以及特征位置编码同时提高特征信息之间的相关系数。实验表明,使用SI-SNR评价标准达到13.5 dB,使用SDR评价指标达到14.1 dB,分离效果优于之前的方法。

拖木沟深厚覆盖层形成机理分析

在典型红层地区内,深厚覆盖层成因往往成为水利工程选址、选线的制约因素。在四川省亭子口灌区勘察阶段,发现拖木沟两岸覆盖层厚度大、分布广。为查明该区域深厚覆盖层成因,进行了地质测绘与钻探,并对岩体、土体取样试验。区内无泥石流发育,上部岸坡无覆盖层,该处为覆盖层滑坡堆积可能性不大;结合试验成果与工程类比计算,边坡垂向破碎带内地下水可能瞬时达hcr(13.7 m),岸坡岩体被推至河床内堆积,形成基岩平推式滑坡;临河岸坡差异风化明显,表面风化强烈,随着河床下切,岸坡多次崩塌堆积,可形成现有覆盖层结构。结果表明,该处物理地质现象发育,进行水利工程勘察工作时应充分考虑其不利因素。

深水导管架滑移装船技术研究

该研究以“海基一号”导管架为例对深水导管架滑移装船进行技术研究,从设备选型布局、拖拉点设计、滑道铺设、码头强度校核、驳船系泊及驳船调载等多个方面进行技术分析,为深水导管架装船提供较为合理的滑移装船技术方案。该项技术能够指导深水导管架滑移装船设计与施工,为深水油气开发建设大型结构物装船领域提供技术基础。

超深碳酸盐岩裸眼分段完井可溶球研究与应用

针对顺北油田5号条带超深碳酸盐岩储层裸眼分段完井工艺特点,研究设计了一种可控溶解的压裂球,主要用以解决“高耐酸腐蚀性、高速溶解特性、耐高压性能”等3个问题。可溶球采用“基体+涂层”结构,基体材料采用镁铝合金,涂层优选改性聚四氟乙烯+酚醛树脂纳米材料,并使用有机涂层对镁铝合金进行表面处理。对新研制的可溶球分别进行了承压数值仿真分析、耐酸承压测试和高温溶解测试,最后在顺北4-13H井进行了现场应用。研究结果表明:新研制的可溶球能够承受高温160℃、高压70 MPa、耐酸且能高速溶解,平均溶解速率为7.19 g/h,完全溶解只需12 h左右,实现了压裂时承压、生产时快速溶解不堵塞通道的双重要求,能有效提高可溶球在顺北区块裸眼分段完井工艺中的适用性和有效性,满足现场使用需求。研究结果可为油田现场水平井分段完井工艺提供参考。

SW-SAN:基于Seq2Seq结合注意力机制与滑动窗口的车辆轨迹预测模型

针对长时间内4~5 s车辆轨迹预测精度较差的问题,提出基于Seq2Seq结合注意力机制与滑动窗口的车辆轨迹预测模型(SW-SAN)。首先,使用滑动窗口的方法更新历史轨迹状态集合,利用编码器对目标车辆的历史轨迹数据编码,得到历史轨迹特征向量;其次,经过注意力机制计算历史时间内各时刻的关联性得分、时间注意力权重因子和历史时间相关性特征向量;最后,解码器将历史时间相关性特征向量作为输入,多次循环解码层,输出目标车辆的未来预测轨迹。实验结果表明,SW-SAN模型在4 s和5 s时预测轨迹的RMSE误差为1.99 m和1.94 m,SW-SAN模型在较长时间4~5 s的预测误差更低,在车辆轨迹预测问题上性能更强。

一种基于深度学习的时序病变数据段分类方法

针对在大规模时序医疗数据的分析中现有检测方法检测精度低、检测速度慢等问题,文中提出了一种基于深度学习的时序病变数据段分类方法。该方法在TSTKS(Ternary Search Trees and modified Kolmogorov-Smirnov)算法和滑动窗口理论的基础上,利用深度学习技术实现了对病变数据段的快速准确分类。文中以利用该方法对病变数据段进行分类的结果作为依据,实现了滑动窗口大小的动态调整。通过对真实癫痫脑电信号(Electroencephalogram,EEG)进行分析,证明了所提病变数据段分类方法和基于该分类方法的滑动窗口动态调整机制具有检测速度快、精度较高等优点,可以为大规模时序数据的快速分析研究提供一种新选择。

某高速公路“充填式”滑坡变形特征分析

“充填式”滑坡是指古沟谷地貌被新沉积物充填覆盖,在开挖影响下,充填物沿新老界面发生滑动而形成的滑坡。本文研究对象为浅挖路段,地形平坦,最大挖深约17 m,开挖后两侧边坡土石界面呈典型的“V”字形,后缘约200 m处出现拉张裂缝,初步判断滑坡位于古河道上。为准确查明滑坡特征,在物探和钻探的基础上采用深部位移监测手段。结果表明,滑坡目前处于蠕滑阶段;滑坡前缘滑动面为土石界面,后段为风化岩层,滑动面与地下水位线基本一致,并非完全沿充填物界面发生破坏。

Path Following Control of A Deep-Sea Manned Submersible Based upon NTSM

In this paper, a robust path following control law is proposed for a deep-sea manned submersible maneuvering along a predeterminated path. Developed in China, the submersible is underactuated in the horizontal plane in that it is actuated by two perpendicular thrusts in this plane. The advanced non-singular terminal sliding mode （NTSM） is implemented for the design of the path following controller, which can ensure the convergence of the motion system in finite time and improve its robustness against parametric uncertainties and environmental disturbances. In the process of controller design, the close-loop stability is considered and proved by Lyapunov＇ s stability theory. With the experimental data, numerical simulations are provided to verify the control law for path following of the deep-sea manned submersible.

Study on determination of the stable slope configuration for deep open pit mine

The space effects of deep pit slope are analyzed by an elastic mechanics principle. The interaction among the critical slide angle, the friction coefficient, the cohesion, and the horizontal radius of the deep pits is derived in this paper. It indicates that the deeper the pit is excavated, the greater the critical slide angle is. Both the theory for reducing stripping waste rock in deep pit and the approach to determining the configuration of the stable slope are developed from the interaction. The theory in this paper comprises the preceding principles of stability analysis of slopes and is suitable for analyzing that of deep pit.

基于深度自编码器的钻井工况智能识别研究

由于钻井作业和地层的复杂性,钻井工况识别是钻井智能化中极具挑战性的问题之一。结合深度学习和自编码器技术,建立了基于深度自编码器的钻井工况智能识别模型,对钻进、循环、起钻、下钻、倒划眼、接单根、钻水泥塞、短起下钻和复杂情况九种工况进行实时识别。采用南海四口高温高压井的钻井数据,合计1470803组,生成九种工况的训练集、验证集、测试集,占比分别为51.74%、12.94%、35.32%。采用滑动时间窗口算法和归一化方法对输入特征进行处理,分别建立自编码器模型,然后对模型的激活函数等参数进行分析优选。结果表明,基于深度自编码器的工况识别模型的各工况识别准确率均达到了90%以上,与基于普通自编码器的工况识别模型相比,准确率提高了3.8%至23%不等。同时每组数据的平均识别时间仅为1.28 ms,符合工况实时识别的要求。

顺北油气田超深井分段完井技术

顺北油气田储层发育多条断裂,每个断裂内有一条或多条栅状储集体,储集体间分隔性强,需要通过分段改造动用多个断面储集体,提高油气井产能。为此,通过优化橡胶材料的配方、硫化工艺和完井工具的机械结构,研发了耐高温高压的大扩张比裸眼封隔器、投球分级滑套、压差滑套、完井封隔器等分段完井用关键工具。基于两性离子酸用稠化剂和有机–无机抗高温双重交联剂,研制了抗高温交联缓速酸;利用压裂液和酸液的黏度及密度差异,形成了远距离沟通深部酸压工艺。在研发关键完井工具、高温酸液、酸压工艺的基础上,基于地质工程一体化理念,研究形成了顺北油气田超深井分段改造完井技术。顺北油气田12口井应用了该技术,应用结果表明:裸眼封隔器、投球分级滑套和压差滑套耐温180℃、耐压90 MPa,分段级数可达5级;交联缓速酸耐温180℃,黏度提高2倍以上,酸岩反应速率降低20%以上,酸液穿透距离由100 m提高至120 m;现场应用分段级数最高达到4级,封隔器下深达8833 m,应用温度最高达182℃;压后折算产量同比邻井平均提高20%,SHB4-5H井等3口井达到日产油量超过千吨,实现了少井高产。

深井巷道滑移底鼓机理与钢管混凝土桩治理底鼓技术研究

深井巷道底鼓现象十分普遍,其中滑移型底鼓治理难度大。以羊东矿-850水平北翼轨道大巷为背景,研究了轨道大巷强烈大变形规律,分析了巷道底板滑移破坏机理,提出巷道底板钢管混凝土桩抗滑抑制底鼓技术,并利用数值模拟方法分析了不同支护密度下抗滑桩控制底鼓效果。结果表明:高应力场环境、岩石黏土矿物含量高、裂隙水与工程积水,是导致岩石崩解破坏、巷道围岩大变形及强烈底鼓的主要因素;控制底板岩层滑移面形成及增加滑移面抗剪切强度是抑制滑移型底鼓的关键;钢管混凝土桩兼具抑制滑移面形成和提高滑移面部位强度的作用;随着抗滑桩布置密度的增加,巷道底鼓量与巷道底板破坏深度随之减小,在一定支护密度下巷道底板破坏深度趋于稳定;抗滑桩由外至里受力呈拱形分布,桩支护密度大时桩受力小,巷道底板中部或里侧桩受力大于两侧桩。现场试验表明:巷道底鼓得到了有效控制,能够满足生产运输的正常使用。

直驱式永磁直线电机深度模糊滑模-自抗扰控制

针对直驱系统中各种非线性干扰直接作用下的永磁直线电机控制性能恶化的问题,提出一种深度模糊滑模-自抗扰控制方法。首先,通过非线性扩张状态观测器估计系统不确定扰动,在滑动面设计中引入跟踪误差的积分项,结合饱和函数sat(s)与位移误差的幂函数设计趋近律,从而改进滑模-自抗扰控制方法;其次,为避免设计过程中的主观影响,进一步提升直线电机在复杂工况下的适应能力,基于深度神经网络训练模糊规则,进而调节滑模控制的关键参数。采用所提方法在直驱泵性能测试平台进行了实验研究,结果表明:所提深度模糊滑模-自抗扰控制方法有效提高了直线电机控制精度、响应速度与鲁棒性,直线电机的阶跃响应时间相对于传统滑模控制方法提升了23.87%;正弦目标跟踪的ITAE指标改善是传统滑模控制方法的4.7%、是改进滑模-自抗扰控制方法的13.2%;在传感器白噪声干扰下,正弦目标跟踪的最大跟踪误差相对于改进滑模-自抗扰控制方法改善了一个数量级。