美国力学—经验法(MEPDG)与中国沥青路面结构规范对比研究

对比研究美国力学经验(MEPDG)与中国JTGD50—2017《公路沥青路面设计规范》沥青路面结构设计方法,从路面结构组合、路面结构设计指标、交通参数、路面结构材料参数、可靠度等方面进行对比,研究表明两国规范都将力学与经验法相结合,路面结构相关设计参数的原理大体类似。其中MEPDG规范中有全厚式沥青路面,并考虑了路面结构平整度IRI和整个沥青路面结构的永久变形路面结构设计指标,有4种车轴型,13种车辆类别,并考虑车辆每日(月)调整系数,采用加权法换算受季节影响的有效土基模量,而我国规范有水泥混凝土基层沥青路面,考虑了路基防冻深度指标,有7种车轴型,11类车辆,采用系数法干湿与冻融循环作用后的土基顶面当量回弹模量,考虑了温度,湿度对路基模量的影响。最后利用路面结构永久变形以及路面结构平整度两个设计指标介绍了MEPDG规范路面结构设计软件基本原理,为后续进一步研究提供了参考。

经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络分析方法

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络(knowledge-guided neural network,KGNN)分析方法。首先,建立了包含761组RC墩柱拟静力试验样本的数据库;随后,基于经验知识分析了RC墩柱主要特征对其力学性能的影响规律,构建了相应的数学表征方法;最后,将RC墩柱试验数据及经验知识融入人工神经网络架构和训练过程,建立了高精度、可解释、可通用且不依赖大量训练数据的RC墩柱力学性能KGNN分析模型。本文提出的KGNN分析方法与纯数据驱动神经网络(BPNN)的结果对比表明:BPNN在测试集上表现更好,在分析墩柱承载力时均方根误差(E)和拟合系数(R^(2))分别为0.070和0.978,KGNN模型的E和R^(2)分别为0.108和0.942;但由于BPNN所预测的墩柱特征对承载力的影响规律与经验知识并不吻合,即未能准确反映墩柱特征与其力学性能间的关系,BPNN模型发生了过拟合;而KGNN方法不仅可以快速准确获得RC墩柱力学性能,且预测规律与经验知识吻合较好,具有更高的可靠性和实用性。因此,融合试验数据与经验知识的神经网络有望成为一种新的RC结构力学性能分析方法。

基于近场动力学的船用钢受破片冲击研究

为了研究船用钢在非接触式爆炸产生破片冲击下的相关响应模式,更好地提高舰船船体抵抗破片冲击能力,基于近场动力学方法对船用钢受立方体破片冲击的工况进行研究。首先,结合近场动力学理论改进损伤数指标,建立符合船用钢材料规范的船用钢受立方体破片冲击模型;其次,对船用钢在受到不同速度和冲击方式的立方体破片冲击的工况进行物理冲击试验和近场动力学数值模拟,结合数值模拟后的优化损伤图和物理冲击试验后的失效图分析各工况下钢板的失效模式,同时选取船用钢被贯穿失效后的应力图进行各贯穿阶段应力变化分析;最后,使用无量纲法结合线性回归法分析船用钢受破片冲击的临界贯穿速度影响规律。在破片冲击方式对船用钢影响程度方面,立方体破片以棱边对船用钢冲击的工况中钢板损伤程度比以面和尖角冲击的工况分别高出44.6%和29.9%;在破片临界贯穿速度影响规律研究方面,分别得出误差率小于4%的立方体破片以棱边、面、尖角冲击钢板的极限贯穿速度经验公式,并得出在同样条件下立方体破片以棱边对船用钢冲击所需临界贯穿速度最小。采用该近场动力学方法进行破片冲击船用钢的数值模拟研究具有高适用性和准确性,在对船用钢板强度分析时应注重研究立方体破片以棱边冲击钢板的工况。

纸尿裤吸水动力学模型构建与研究

纸尿裤产品开发和质量安全监控中,迫切需要开发一种准确的预测方法来快速评估纸尿裤的吸水性能。然而,纸尿裤的吸水性能受时间、pH、温度和盐浓度等因素的影响。为此,基于先前建立的二阶导数吸水动力学方程,结合溶液pH、温度和离子浓度的影响规律,建立了一种新的半经验模型来预测纸尿裤的吸水性能。结果表明,该模型能较好地预测纸尿裤在不同条件下的吸水率,其实际吸水率与预测吸水率的相对差异在4.5%以内。因此,该模型可为纸尿裤的质量控制提供良好的科学指导。

基于聚己内酯的固相反硝化工艺处理低碳污水动力学特性及经验模型

经验模型是指导固相反硝化(solid-phase denitrification,SPD)工艺进行应用的重要理论基础,完善其相关理论体系有助于指导实际应用。采用批式试验研究了基于聚己内酯(polycaprolactone,PCL)的SPD工艺硝化反硝化动力学性能、碳源静态释放性能,并基于Eckenfelder方程推导出经验模型。结果表明:基于PCL的SPD工艺的硝化速率为1.317g NH^(+)_(4)-N/(g VSS·h),反硝化速率为2.650 NO^(-)_(3)-N/(g VSS·h),总的反硝化性能优于硝化性能;该工艺在启动初期碳源快速释放导致化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)值达到最高,工艺运行过程中不存在碳源释放超标的问题;COD浸出规律符合方程y_(0)=-23.32lnx_(0)+104.46;该工艺连续运行过程符合一级动力学方程y=48.723e^(0.083x),引入碳源模型常数n=2.2719,基于此获得的SPD工艺经验模型为ln(S_(e)/S_(0))=-615.55·H/(qS_(0)^(2.2719));该模型预测值与实测值的最大相对误差为15.8%,模型灵敏度分析显示,NO^(-)_(3)-N浓度在60 mg/L以内时模型灵敏度较高,对于工艺实际应用具有一定的指导意义。

力学-经验路面设计指南(MEPDG)简介

主要介绍美国力学一经验路面设计指南(MEPDG)的背景、设计主要步骤、输入参数、材料特性、柔性路面分析和性能预测及MEPDG推广应用,可为道路工程人员参考和借鉴。

第六届特殊土力学与工程实践青年学者论坛(一号通知)

论坛简介:在中国岩石力学与工程学会指导下,由学会青年工作委员会发起的特殊土力学与工程实践青年学者论坛迄今已经举办了五届(2016年徐州、2017年哈尔滨、2019年南昌、2021年徐州、2023年石家庄),为我国从事特殊土力学与工程实践相关研究的青年学者提供了自由融洽的学术交流平台。借鉴前五届的成功经验,第六届特殊土力学与工程实践青年学者论坛拟于2024年4月19日至21日在北京西郊宾馆召开,本届论坛主题为“极端复杂环境下的特殊土力学研究和工程挑战”。

高温下掺再生骨料及纤维混凝土物理力学性能研究

目前关于可再生纤维混凝土的性能研究较为充分,但对其高温处理后性能变化认识不足。为此,针对超高性能混凝土(UHPC)、50%粗骨料替代超高性能混凝土(50%R-UHPC)以及50%粗骨料替代-1.0%钢纤维超高性能混凝土(50%R-1.0%S-UHPC)进行高温处理(200℃、400℃、600℃、800℃),研究高温对它们力学性能(单轴抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗弯强度等)、抗渗性能以及导热性能的影响,并建立了各项性能指标与孔隙率之间的经验预测模型。研究结果表明:再生粗骨料的添加会弱化UHPC的力学性能、抗渗性能和导热性能,导致抗压强度、抗拉强度和抗弯强度降低,提高UHPC的孔隙率和渗透率;钢纤维的添加会提升UHPC力学性能和导热性能,但会弱化UHPC的抗渗性能。高温处理后UHPC的力学性能、抗渗性能和导热性能会逐渐减弱,并呈现出明显的温度门槛值效应,即400℃之前UHPC力学性能、抗渗性能和导热性能的弱化效应不明显,一旦超过温度门槛值后它们会迅速减弱;对于UHPC和50%R-UHPC来说,随着处理温度的升高,它们的力学性能和导热性能之间的差距会逐渐减小。

滇西北森林郁闭度估测模型——基于全球生态系统动力学调查多波束激光雷达数据

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM⁃RFE)、随机森林(RF)和Pearson分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO⁃RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO⁃GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2:0.20—0.92,RMSE:0.004—2812.912,MAE:0.003—1996.258,MRE:0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM⁃RFE法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM⁃RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM⁃RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以RF方法中的BO⁃GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO⁃GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。

基于改进的半经验超高性能混凝土配合比设计方法研究

超高性能混凝土(UHPC)优异的耐久性及力学性能受到了国内外学者的广泛关注,但目前暂无UHPC配合比的相关标准设计规范。本文使用半经验方法,采用数学软件Matlab拟合复合胶凝材料的28 d抗压强度与各胶凝材料掺量之间的关系,得出公式f_(c)=(1-0.5547X-0.9489Y+0.0941Z)·1.4089·f_(ce);拟合水胶比、复合胶凝材料、UHPC之间的关系,得出公式f_(cu)=0.3487f_(c)(B/W-0.1142);拟合钢纤维掺量与UHPC的28 d抗压强度之间的关系,得出公式f-f_(cu)=1430.4395k;最后根据紧密堆积理论确定骨料的粒径及掺量。通过以上拟合出的公式,在已知水胶比、钢纤维掺量、各胶凝材料掺量的条件下,可预测出UHPC的28 d抗压强度。验证结果表明:拟合后得出的公式准确性高,其预测结果与UHPC的实际抗压强度误差较小,可为今后UHPC的配合比设计提供依据。

张振宇精点力学手法治疗胸长神经卡压综合征的临床经验

胸长神经卡压综合征临床表现不典型,患者常以颈椎病、心绞痛等其他疾病进行就诊,极易被临床医生所忽视。张振宇教授应用解剖学与运动康复理论相结合,在复杂症状中善抓主证明确诊断,依据现代解剖学定位精准治疗。本文列举其精点力学手法治疗以心脏疾患、心理疾患及颈椎病、带状疱疹后遗神经痛、肩周炎就诊,但实则为胸长神经卡压综合征的4则验案,为同仁提供明确诊断及精点定位手法的心得。诊断是基础,手法是关键,在临床诊病中应结合现代解剖学及诊断技术准确诊断,精准定位作用点,合理施以手法,才是抓住辨证论治的精髓。

基于系统动力学的安全经验仿真试验研究

为了指导企业的安全监管部门和人力资源部门制定有关企业人员变动的相关安全措施,以使员工个体和企业安全经验增强,达到降低安全生产事故的目的。运用系统动力学方法和Vensim软件,建立了安全经验与员工人数关系的仿真模型,对企业员工雇佣率和十万人死亡率这两个调控变量分别采取不同的参数进行仿真试验,设计了6种仿真试验方案,从安全经验微观的员工个体总有效经验和宏观的企业平均安全经验两个角度,对安全经验随着企业员工雇佣率和十万人死亡率这两个因素变动的趋势进行了分析和预测,从而得出企业降低员工死亡率是根本,控制新进员工人数的同时选择安全经验丰富的员工进厂,对企业提高宏观和微观的安全经验都有着积极深远的影响。

鱼雷推进性能的经验公式与计算流体力学预测

采用理论预测和计算流体力学（CFD）2种方法对某型导管推进器的鱼雷推进性能和雷体、推进器的水动力性能进行预测分析．结果表明：在航速10．29～25．72m／s条件下，通过CFD计算的无附体雷体阻力系数与平板摩擦阻力系数和剩余阻力系数之和相差5．2％，即适用于雷型特征的阻力经验公式的精度较高；在进速系数为1．6～2．0时，导管推进器敞水性能曲线的CFD计算值与实验值较吻合，误差小于5％；通过CFD法计算的雷体尾流中推进器的推力、力矩和推进效率与适用于对转桨推进鱼雷经验公式的计算值相差均小于5％，说明适用于对转桨推进鱼雷的推进性能经验公式也适用于导管推进器．

基于韩国经验的国家创新转型动力学模型体系构建

以金麟洙《从模仿到创新:韩国技术学习的动力学》一书为研究对象,运用扎根理论方法进行了概念编码分析.根据编码分析所得各级范畴之间的逻辑关系,构建了由"财团培育"、"经济引擎"、"创新引领"等3个模块构成的韩国创新转型动力学模型体系.基于编码分析和模型体系,归纳出韩国创新转型的三大典型经验:企业的危机构建意识强;企业的海外发展意识强;企业的独立创新意识强.韩国的创新转型经验,对于我国实施创新驱动发展战略具有重要的参考价值和借鉴意义.

基于系统动力学个体安全经验研究

安全经验作为约束员工不安全行为的非正式手段越来越受到安全管理人员的重视,该文主要围绕员工个体安全经验,运用复杂系统知识,利用系统动力学Vensim软件,建立了员工个体安全经验系统的因果关系,通过设计4组方案对比分析了员工接受安全培训的次数和员工适应岗位的时间这两个因素对员工个体安全经验和企业总安全经验的影响效果及程度,得出在员工刚入厂时不宜变换其工作岗位,一定时期后应以加强安全培训为主来提高员工的个体安全经验。预测与分析员工个体安全经验发展趋势,有助于企业安全监管部门对员工个体安全经验的提升进行规划指导,制定有关政策以保证员工个体安全经验的增长,从而达到提高员工自身防御风险的能力。

从水力学经验公式看泥沙运动基本理论的发展

水力学理论的学科发展是由数学推导为主导和以实验及经验公式工程应用为主导共同推动的结果,经验公式是水力学学科的重要组成部分。不应因为泥沙运动学科存在较多的经验公式、半经验半理论公式,而认为泥沙运动学科缺少理论或理论不完美。认为唯有严格的数学推导才能体现泥沙运动学科理论完美的观点恐怕过于理想。在学科发展的某些节点问题上,需要实验和经验公式发挥主导作用。与水力学相比,泥沙运动理论中的经验公式的适用范围还有待拓展,期待不久的将来能出现物理概念清晰、适用范围广、精度高的泥沙运动计算公式。

连通率法与Hoek-Brown经验估算法的力学参数估值比较

以镇安抽水蓄能电站上库边坡大理岩为例,分别运用连通率法和Hoek-Brown经验估算法对岩体力学参数进行分析计算。计算结果表明:连通率法计算的大理岩力学参数与Hoek-Brown经验估算法的估算值比较接近,后者稍小于前者,其中黏聚力约低13%,内摩擦因数约低3%,连通率法计算精度较高,是一种简便易行的计算岩体力学参数的方法。

在经验与理论交叉处认识流体力学

让学生建立起流体力学的认识方式是流体力学教学的深层目标.通过对比一个题目的 3种不同解法,剖析了它们的解题依据,探讨了3种方法的思考深度及其对应的普遍性.认识到,经验与理论的交叉处外接现象,内联认识,是改变学生思维方式的关键点.抓住这个关键点,可以顺利地让学生从经验认识逐步上升为理论认识,帮助学生建立流体力学的认识方式,有利于培养学生原始创新的意识和能力.

应用动力学拐角频率对经验格林函数法的改进

针对大小震拐角频率的差异,假设大震断层上每个子源的拐角频率与已破裂的子源个数平方根成反比,基于ω2震源谱模型,通过理论推导构建了一个函数,将动力学拐角频率引入经验格林函数法。以汶川地震余震记录为格林函数,分别用改进前和引入动力学拐角频率后的经验格林函数法合成5·12汶川大地震强地面运动。对比合成结果与观测记录,结果表明改进前经验格林函数法合成的地震动在低频部分相对实际记录偏低;引入动力学拐角频率之后的经验格林函数法合成的结果在高频基本保持不变,低频部分得到提高,并与实际记录符合。引入动力学拐角频率后,大部分合成结果很好地符合实际记录。说明动力学拐角频率可有效改善经验格林函数法的低频合成结果,同时验证了经验格林函数法对MW7.9特大地震地震动合成的有效性。