基于XGBoost算法的可恢复耕地宜耕性评价——以湘阴县为例

为科学有序开展可恢复耕地资源的整治,本研究提出一种基于XGBoost算法的可恢复耕地的宜耕性评价方法。选取自然条件、区位条件、社会经济状况以及工程条件等4个方面的因素,涉及海拔高程、坡度级别、国家自然等、集块面积、国家经济等、地块形状等36项影响因素为自变量,以现状可恢复耕地和耕种耕地二分类为因变量,分析各项影响因素对耕地宜耕性评价的重要程度,并进一步结合皮尔逊共线性分析和指标关联性分析,最终得到21项影响因素及其权重P值,优化后影响因素的权重P值相对稳定,其中自然因素对可恢复耕地宜耕性的影响权重最大,区位因素和工程因素权重次之,社会经济因素的权重最小。经过验证发现,预测耕种情况与实际耕种情况的符合率高达91.87%,且具有良好的泛化能力和鲁棒性,预测效果良好。借助上述模型预测得到的湘阴县可恢复耕地地块的宜耕潜力,形成如下认识:全县中西部平原区可恢复耕地宜耕潜力明显优于东部丘陵山区;可恢复耕地中未耕种和即可恢复地块的宜耕潜力高于工程恢复类地块,这些地块均属于良好的整治地块,可优先整治恢复为耕地;从可恢复耕地具体地类来看,坑塘和养殖坑塘类可恢复耕地的宜耕潜力最大,其次为其他林地类可恢复耕地;在耕地整治过程中,应结合可恢复耕地的宜耕性评价,合理有序地开展可恢复耕地的整治;此外,应开展精细化的耕地“非粮化”监测,实施差异化补偿政策,以遏制耕地“非粮化”。

功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

功能可恢复强脊框架结构抗震性能研究

基于强脊机制、损伤控制和可更换等理念,提出新型震后功能可快速恢复强脊框架结构体系。为考察功能可恢复强脊框架结构抗震性能及震后可恢复性能,运用Sap2000软件对5个结构模型进行推覆分析,重点研究强脊框架结构的损伤机制、损伤演化、变形特征、抗震性能和震后可恢复性能等。提出不同水平地震作用下结构残余变形两阶段计算分析方法,以此评估结构震后的可恢复性能。计算结果表明,强脊系统可有效控制结构侧向变形,结构的层间位移角和损伤分布均匀,有效避免薄弱层破坏机制的形成,提升结构的抗震性能和抗倒塌性能。强脊系统能有效调动整体结构部件的能力储备,使结构具有更好的整体性。设置强脊系统的框架结构刚度、承载力、耗能能力等均得到明显提升,推覆曲线未出现承载力软化行为。经合理分级损伤设计,在强脊框架中设置可更换耗能件在地震中起到第一道防线作用,有效减小主体结构损伤和残余变形,显著提升结构的震后可恢复性能。

可恢复功能装配式钢框架梁柱节点力学性能研究

装配式钢结构具有施工快、工期短、污染小的优点。基于此,提出一种由方钢管柱、H型钢梁、保险丝、高强螺栓和现浇楼板组成的可恢复功能装配式钢框架梁柱节点,并变换保险丝处梁间缝隙宽度、保险丝长细比和保险丝屈服强度三个参数,共建立了13个有限元模型进行分析。研究结果表明:保险丝能够实现损伤控制,保护主体结构免受损伤;保险丝处梁间缝隙宽度大于5mm时,可以保证梁段不发生碰撞,损伤集中在保险丝处,工程应用中建议采用10mm的缝隙宽度;保险丝长细比为43时,能够保证可恢复功能装配式钢框架梁柱节点具有足够的承载能力;当主体结构选用Q345B钢材时,保险丝宜采用Q235B钢材,以实现保险丝的损伤控制。

可恢复功能装配式剪力墙抗震性能试验研究

提出一种由预制混凝土剪力墙和钢制耗能连接组成的可恢复功能装配式剪力墙结构(Recoverable precast shear wall with steel energy-dissipator,RPSW-SE),对其进行低周往复荷载试验,对比该装配式剪力墙与现浇混凝土剪力墙的破坏过程、抗剪承载力、滞回性能和性能退化特征等。在第一次试验的基础上仅更换钢制耗能连接区中受损的钢制连接件进行受损试件的修复,再次进行低周往复加载试验,研究修复前后试件的滞回性能、抗剪承载力和耗能能力等抗震性能,分析该装配式剪力墙抗震性能的可恢复能力。研究结果表明:装配式剪力墙具有较好的整体性和抗剪性能,试件滞回曲线较为饱满,钢制耗能连接区先于混凝土墙体发生屈服并进行耗能,提高了结构的变形能力和耗能能力;改善了剪力墙的应力分布和损伤演变,试件的失效破坏由剪切连接板开缝处的小钢柱断裂引起,混凝土墙体中无明显塑性损伤;剪力墙中90.7%以上的耗能集中在钢制耗能连接区中,实现了损伤和耗能可控;受损试件修复后各项性能指标与原试件相近,说明钢制耗能连接装配式剪力墙具有较好的可恢复功能。

新型可恢复功能组合柱设计及其抗震性能研究

为实现框架结构震后性能的快速恢复,提出了一种有良好自复位能力且易于修复的新型可恢复功能组合柱。考虑钢绞线滑移及无粘结钢绞线的受力特征,采用OpenSees对柱抗震性能进行验证及参数分析。对不同设防烈度普通钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架、钢绞线混凝土框架及应用可恢复柱的可恢复框架进行静力推覆及地震荷载下的残余位移及最大位移响应分析,得出各框架层间最大位移与残余位移的关系,并对比分析各框架在不同地震强度下的可恢复性能。结果表明:钢绞线配置率对可恢复柱的抗震性能有重要影响;7度设防RC框架应用可恢复柱后,底层梁柱塑性铰发展大幅减轻,延迟了框架的破坏,且其承载能力与自复位能力均高于8度设防RC框架;在地震作用下可恢复框架的失效概率最低,可恢复性最高,且地震作用越大,其相对于普通RC框架可恢复性的提升越为明显。

基于抗震韧性的功能可恢复防屈曲支撑-框架结构设计方法研究

为解决大震后传统防屈曲支撑-框架结构残余位移较大和修复难度大、成本高等问题,基于抗震韧性的思想,对传统防屈曲支撑-框架结构进行优化设计,提出功能可恢复防屈曲支撑-框架结构体系的设计方法,提升建筑的抗震能力和震后可修复性。以实际工程为例,采用传统防屈曲支撑-框架结构和基于抗震韧性的功能可恢复防屈曲支撑-框架结构对其进行抗震设计,对比分析了两种方案的结构抗震性能和抗倒塌易损性。结果表明:大震下传统防屈曲支撑-框架结构最大残余位移角为1/15,超过《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591—2020)中建议的可修复范围限值1/200;功能可恢复防屈曲支撑-框架结构最大残余位移角为1/207,处于可修复范围,且倒塌概率远低于10%,具有良好的抗倒塌能力。功能可恢复防屈曲支撑-框架结构体系对于实现建筑震后快速修复或继续使用具有良好的可行性。

新型可恢复功能半刚性节点抗震性能试验研究

为了实现建筑功能的震后快速恢复,提出新型可恢复功能半刚性节点.新型节点主要由T形耗能板、带铰的预制梁柱和高强螺栓群组成.对4个该新型节点试件及1个同尺寸的焊接节点对比试件进行往复加载试验,考察新型节点的抗震性能,分析耗能区截面面积、长度、截面惯性矩对新型节点滞回性能的影响.结果表明:新型节点比焊接节点具备更好的承载能力、耗能能力和延性.在试验中,非弹性变形主要集中在耗能板,主体结构基本无损伤,更换T形耗能板能够快速恢复结构功能.不同耗能区长度、惯性矩表现出不同的破坏特征与抗震性能.提出简单的新型节点设计计算方法,可以有效预测各类新型节点在往复荷载作用下的受力性能与破坏特征;对比采用所提方法计算与试验记录得出的屈服载荷、极限载荷,两者最大误差分别为2.5%、12.8%.

NiTi形状记忆合金在恒定应力和温度下保温过程中马氏体相变诱发的可恢复应变

研究NiTi形状记忆合金在应力下等温保温过程中的应变变化。为了研究可恢复应变,对Ni_(51)Ti_(49)和Ti_(40.7)Hf_(9.5)Ni_(44.8)Cu_(5)合金进行3种制度的保温处理,分别是:应力下冷却后在应力下保温(制度1);无应力和载荷下冷却后在应力下保温(制度2);具有双向形状记忆效应的样品在应力下保温(制度3)。结果表明,所有制度中,在应力下保温后样品均会发生应变变化。该应变在后续热处理或卸载后能恢复,因此表明应变变化是由等温马氏体相变引起的。这种等温应变取决于合金的化学成分、等温保温制度、应力和保温温度。Ti_(40.7)Hf_(9.5)Ni_(44.8)Cu_(5)合金(制度1)和Ni_(51)Ti_(49)合金(制度2)的最大等温应变分别为3.4%和6.1%。制度3中的保温伴随着较小的应变(小于0.3%)。讨论储存弹性能对等温马氏体相变的影响,结果表明,当相变伴随着较小的储存弹性能时,等温应变较大。

弹性可恢复防护结构研究

针对漂石、滚石以及漂浮物碰撞能量等级,设计一种桥墩防护结构,该结构以超弹性材料为主材的缓冲结构,结构内部填充发泡多胞超弹材料。研究时,首先了解材料本构关系,再对防护结构进行有限元分析,最后对结构整体进行冲击试验。冲击试验验证了该结构除了能明显起到缓冲降力作用同时,在冲击荷载卸除时,其结构能自动恢复,且力学性能稳定。用此结构进行防护的防护装置实现弹性可恢复的多次防护,降低结构维护成本。

新型自复位混合摇摆柱可恢复功能性能分析

目的 提出一种带有可更换软钢耗能器的新型自复位混合摇摆柱(RHD-RRC),以解决传统框架在震后易损坏且不易修复问题。方法 利用ABAQUS软件建立了RHD-RRC有限元模型,并进行低周循环往复加载试验。通过滞回曲线、骨架曲线等分析其自复位能力、刚度退化及耗能能力等,进而对比分析普通摇摆柱和RHD-RRC的地震可恢复功能性能的区别。结果 与普通摇摆柱相比,RHD-RRC的滞回曲线饱满且平滑,具有良好的耗能能力和自复位能力,强度和刚度更高、且刚度退化和强度退化较为缓慢。结论 RHD-RRC良好的耗能能力和自复位能力可以实现框架结构的可恢复变形能力,以有效解决传统框架柱震后易损坏且不易修复的问题。

地温规律及其可恢复特性增强传热研究

利用间歇过程 ,恢复地下温度 ,弥补土壤传热慢特点。在地源热泵地能应用中 ,提高地下换热能力 ,减少井数 ,最大地发挥每一换热单元的换热能力。实验是在建造的两口分别为 10 0m和 2 0 0m竖直换热井的地源热泵系统上完成 ,并分别进行了自然状况地下温度分布、连续运行地温变化规律和间歇性地温变化规律的试验研究工作。着重对间歇性恢复过程地温变化趋势进行了研究。间歇时间可以改变温度变化规律和趋势 ,实现更佳的热泵运行工况。因此 ,文中提出的可控间歇技术对未来发展利用地能供热供冷系统具有重要意义和应用价值。

可恢复功能抗震结构新体系研究进展

可恢复功能抗震结构成为近年来国际地震工程领域的研究热点,本文紧密结合国际研究动态,重点介绍了可恢复功能结构新体系上的探索与实践。在可恢复功能框架结构中,建立了放松柱端约束、以预应力筋实现自复位能力的结构体系,研发了保证局部转动能力的角钢-橡胶节点,以振动台试验和基于OpenSees平台有限元分析检验了新型体系与节点的可恢复功能能力。在可恢复功能剪力墙结构中,提出了可更换脚部支座的剪力墙和可更换连梁,通过低周反复荷载试验与精细有限元分析研究了可恢复功能剪力墙新体系的抗震性能,建立了可恢复功能剪力墙体系的设计方法,并在西安某高层建筑中应用了可更换连梁剪力墙。系列研究结果表明,结构体系清晰、节点设计合理、刚度阻尼并举的可恢复功能抗震结构体系,可以实现既定的地震可恢复功能能力,具有广阔的工程应用前景。

结构抗震设计的新概念——可恢复功能结构

可恢复功能结构是一种新型的减震控制结构,它不仅能在地震时保护人们的生命财产安全,也能帮助人们在大地震之后,尽快恢复正常生活,是结构抗震设计的一个理想的新方向.可恢复结构体系主要包括可更换结构构件,摇摆结构,以及自复位结构等.针对21世纪以来国内外可恢复结构体系的研究现状进行了综述分析,详细介绍了正在研究的两种双肢剪力墙可更换构件即可更换连梁与可更换剪力墙脚部构件的设计概念.

基于数据可恢复的AMI无线传感器网络安全数据聚合技术

为了减少高级量测体系(AMI)中无线传感器网络(WSNs)的数据传输量、提高传输效率、延长网络寿命,提出了一种基于数据可恢复的安全数据聚合方案。所提方案基于同态加密算法对采集数据进行加密、聚合操作,以确保数据的机密性,并基于一种合理的编码机制准确恢复各采集数据。为了确保数据传输的完整性,提出了一种基于中国剩余定理(CRT)的验证机制。通过分析聚合方案的性能,验证了所提方案具有较强的安全性,且只需较少的计算消耗和通信消耗。

震后可恢复功能的预应力钢结构体系研究展望

作者从震后可恢复功能的钢框架体系、钢框架-中心支撑体系、钢柱脚、钢支撑、钢板剪力墙等5个方面对国内外研究现状进行综述与分析,指出了震后可恢复功能的预应力钢结构需要进一步深入研究的结构体系、构件和节点构造等关键问题.

地震工程:从抗震、减隔震到可恢复性

近年我国地震工程研究的发展呈现从抗震、减隔震走向可恢复功能的趋势。地震可恢复功能可定义为:受到地震动输入扰动后,结构、系统、城市具有可恢复功能的能力。对于工程结构而言,地震可恢复功能结构不仅要求结构在地震作用下保护生命,而且要求结构在震后快速恢复,减少对正常使用的影响。该文首先介绍了地震可恢复功能的基本概念,围绕地震可恢复功能结构,从设防目标、规范标准、结构体系、设计方法、性能指标以及工程应用等方面阐述了可恢复功能结构的特点及其与传统抗震结构的区别,最后对可恢复功能结构的未来进行了展望。

可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究

针对高层建筑,提出了腹板摩擦耗能的可恢复功能装配式预应力钢框架结构体系和性能化设计目标。并设计了一个3×5跨4层原型结构,进行了0.75倍缩尺的子结构拟动力加载试验。试验结果表明:装配式预应力钢框架具有良好的开口闭合机制,震后能够自动复位和恢复结构功能。试验结束后,钢绞线索力损失在8%以内,说明钢绞线、锚具性能和钢预应力的施加方法是可靠的。结构实现了"多遇地震无开口、无损伤,设防地震开口耗能且主体结构无损伤、罕遇地震结构损伤很小能正常使用,超罕遇地震主体结构损伤较小且仍能正常使用"的性能化设计目标。

聚合物熔体复合挤出胀大过程的数值模拟及可恢复弹性形变分析

建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型,采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程,得到了速度场、压力场、应力场,并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场,分析了挤出胀大率以及可恢复弹性形变的变化过程。结果表明,在共挤出流动的胀大段,共挤出界面的形状和位置发生了改变;经矩形流道共挤出得到的挤出胀大末端截面形状为不对称的鼓形;在共挤出界面附近可恢复弹性形变值存在极值,运用数值方法计算可恢复弹性形变可以对流动过程中可能存在的缺陷进行预测。

可恢复功能的预应力装配式钢框架动力弹塑性分析

针对提出的可恢复功能的预应力装配式钢框架结构体系,采用ABAQUS软件对其整体结构进行了模态分析和动力弹塑性分析,并与刚接框架及可恢复功能的预应力钢框架在不同水准地震动下的楼层基底剪力、层间位移角、残余位移角、等效塑性应变以及结构耗能等性能进行对比分析。研究表明:可恢复功能的预应力装配式钢框架在8度多遇、设防地震作用下基本保持弹性,在8度罕遇地震时结构主要依靠阻尼耗能和摩擦阻尼器耗能,非弹性耗能相对较少,减少了主体结构的塑性发展和损伤程度,具有良好的抗震性能和恢复结构功能的能力。可恢复功能的预应力装配式钢框架在层间位移角控制和减少主体结构塑性性能方面优于可恢复功能的预应力钢框架。