FUZZY MATHEMATICAL EVALUATION FOR MASONRY STRUCTURE BUILDINGS' DAMAGE GRADE CAUSED BY COAL MINING

Coal mining under buildings certainly causes surface movement and deformation, therefore, it brings about deformation even fracture for buildings. It is an important task to evaluate correcly the buildings’ damage grabe caused by coal mining. Fuzzy comprehensive evaluation,considering some factors of buildings’ fracture, has been applied to analyze the masonry structure buildings’ damage grade affer coal mining in this paper. It provides a scientific basis for buildings’reidercement before mining and maintenance or compensation after mining.

Damage statistical mechanics model of top coal in steep top caving coal

Damage statistical mechanics model of horizontal section height in the top caving was constructed in the paper. The influence factors including supporting pressure, dip angle and characteristic of coal on horizontal section height were analyzed as well. By terms of the practice project analysis, the horizontal section height increases with the increase of dip angle β and thickness of coal seam M. Dip angle of coal seam β has tremendous impact on horizontal section height, while thickness of coal seam M has slight impact. When thickness of coal seam is below 10m, horizontal section height increases sharply. While thickness exceeds 15m, it is not major factor influencing on horizontal section height any long.

江南华南茶树高温热害等级指标及分布特征

利用1961—2022年江南和华南茶区510个气象站的日最高气温数据和历史茶树高温热害灾情数据,采用灾情反演和K-Means聚类分析方法,构建并验证江南和华南茶区茶树高温热害等级指标,分析茶树高温热害时空分布特征。结果表明:江南和华南茶区茶树轻度、中度、重度高温热害指标为连续14 d日最高气温的滑动平均值T14≥34.5℃的持续日数分别为1~17 d、18~38 d和超过38 d,验证样本完全符合的准确率为73.9%,基本符合的准确率为91.3%;江南和华南茶区茶树高温热害总次数呈波动变化,分别在1999年和1997年达到最低值,并在2021年达到最高值;华南茶区相对于江南茶区高温热害次数更多,尤其是轻度茶树高温热害,且近62年华南茶区茶树高温热害次数增加趋势显著。

卸荷损伤砂岩的分级加载三轴蠕变力学特性试验研究

为探究含初始卸荷损伤砂岩的三轴蠕变力学特性,借助MTS816岩石力学试验系统通过控制卸荷量制备了不同初始卸荷损伤程度的砂岩试样,开展了卸荷损伤砂岩分级加载三轴蠕变力学试验,分析了初始卸荷损伤程度对砂岩应变特征、蠕变速率、变形模量、长期强度及破坏模式的影响规律。研究结果表明:(1)分级蠕变条件下,不同初始卸荷损伤程度砂岩的轴向和环向应变均呈阶梯式增长,轴向瞬时应变随载荷水平的增加呈近线性增长趋势,而环向瞬时应变呈非线性增长趋势,且随初始卸荷损伤程度的加剧,增加单位荷载引起的轴向瞬时应变增量不断增加;(2)卸荷损伤砂岩在非破坏阶段经历了瞬时变形、减速蠕变和稳态蠕变3个阶段,稳态蠕变速率随初始卸荷损伤程度的增加呈指数增长趋势;砂岩在破坏阶段经历了瞬时变形、减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变4个阶段,其中加速蠕变阶段用时极短,却能产生较大的扩容变形,导致岩样发生失稳破坏;(3)砂岩蠕变总时长、平均变形模量和长期强度均随初始卸荷损伤程度的增加呈非线性减小趋势,当初始卸荷损伤程度超过70%后,砂岩蠕变总时长、平均变形模量和长期强度降幅急剧增加,最高可达24.77%、33.28%和21.79%;(4)随着初始卸荷损伤程度的增加,砂岩蠕变破坏模式由单一的剪切破坏逐渐向复杂的张拉-剪切混合式破坏转变。

不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

水下爆炸冲击波载荷作用下钢筋混凝土板毁伤特性分析

钢筋混凝土板是各种水工结构中的重要部件。因此,进行水下爆炸载荷作用下钢筋混凝土板结构的毁伤模式研究具有重要的战略意义。本文采用Abaqus声固耦合法对钢筋混凝土板在水下爆炸载荷作用下的毁伤模式进行研究,分析影响钢筋混凝土板毁伤的主要参数,总结钢筋混凝土板的几种典型毁伤模式,确定钢筋混凝土板的毁伤等级,包括轻微毁伤、中等毁伤和严重毁伤;建立Kriging模型,对钢筋混凝土板的毁伤模式进行预测,并通过算例验证预测方法的准确性。研究工作可为水下爆炸载荷作用下钢筋混凝土结构毁伤的深入研究提供参考。

循环损伤后全级配混凝土断裂过程声发射特征

为研究初始循环损伤对全级配混凝土断裂损伤特性的影响,对承受不同初始循环损伤的全级配混凝土梁进行三点弯断裂试验研究,并结合声发射(acoustic emission,AE)技术对预损伤后断裂过程进行监测。结果表明:初始循环荷载增幅越大,混凝土梁在初始循环阶段累积的损伤越大,损伤后再加载的峰值荷载越小,脆性特征更明显;对比分析多个AE损伤指数发现,在加载中后期,全级配混凝土的断裂特性受初始循环损伤的影响逐渐变小,此时试件的受损主要受到内部大骨料分布的影响;对预损伤后加载过程中RA-AF值(RA value-average frequency value)分析可知,剪切裂纹占比随加载进程的推进递增,但拉伸裂纹占比始终占主导地位,且随着初始循环增幅越大,破坏时剪切裂纹占比越大。研究成果对预测分析混凝土大坝断裂破坏具有较好的实际应用价值。

低等级公路货车路侧事故乘员伤害评估方法

为定量评估低等级公路货车路侧事故风险,降低路侧事故损失,使用PC-Crash软件进行仿真试验,研究在不同圆曲线半径、边坡坡度、驶出速度和路基高度的条件下轻型货车和重型货车驶入路侧的事故严重程度。以加速度损伤指标ASI作为乘员伤害评估指标,分别建立了低等级公路直线段和曲线段货车路侧事故乘员损伤程度计算模型。利用Fisher最优分割法,根据ASI有序数据样本,划分了低等级公路货车路侧事故严重度等级并计算了加速度损伤指标ASI阈值,提出了低等级公路货车路侧事故严重度评价标准。研究结果表明:加速度损伤指标ASI与车速和路基高度之间体现出类似于正线性变化趋势;加速度损伤指标ASI与边坡坡度之间体现出类似于指数函数变化趋势;加速度损伤指标ASI与圆曲线半径之间体现出类似于幂函数变化趋势;相比于车速和路基高度,边坡坡度的增加更容易导致车辆冲出路外发生路侧事故,增加路侧事故严重程度;圆曲线半径的增大虽然可以减少路侧事故的严重程度,但其影响相对较小。

“三软地层”超前探放水综合控制技术

“三软地层”探放水钻孔孔口管固管安装困难、顶板遇水塌陷渗水、疏放水钻孔坍塌堵孔以及钻孔缩颈的施工技术一直难以解决。通过理论计算与工程实践,摸索了一套探放水创新施工工艺,进行了优化钻孔参数设计,11701工作面大部分顶板疏放水钻孔垂高取200 m,终孔孔距不大于60 m,富水区域进行加密。技术上攻克了套管加长后固结难的技术难题,研发出一套“分级注浆固管法”,将整个套管牢固安装在设计位置,实现了在软岩区域快速固结安装超长孔口套管的新工法。针对“三软地层”的钻孔探放水,为了解决“三软地层”的探放水钻孔在成孔后坍塌堵塞的技术难题,创造性的研发出三级注浆以及“全孔花管护壁新工艺”;工程实践证明该套技术方案很好地解决了“三软地层”探放水钻孔施工难题。

基于时热积温的水稻热害影响模型及等级指标研究

【目的】构建基于时热积温的水稻热害影响模型和等级指标,为精细化水稻热害减灾服务提供依据。【方法】于2021—2022年在湖南怀化开展水稻透明薄膜盖棚增温大田试验,以Y两优911为供试品种,结合逐小时气温数据,采用二次方程拟合、LSD方差显著性分析法、相关分析法,筛选构建基于不同高温阈值时热积温的一季稻孕穗期至成熟期结实率高温影响定量评估模型及等级指标,并进行独立样本验证。【结果】结实率减少值与35~40℃高温阈值的时热积温关联紧密,其中,以35℃高温阈值相关性最高(P<0.001),其次为36℃(P<0.005)、37℃(P<0.010)阈值。结实率减少2%、4%、8%分别为轻、中、重热害的致灾临界值,各高温阈值及其对应轻、中、重热害时热积温下限分别为35℃,146℃·h、196℃·h、365℃·h;36℃,112℃·h、176℃·h、334℃·h;37℃,85℃·h、140℃·h、270℃·h。模型和指标验证结果与实测值的一致性较好,其中,以35℃高温阈值的模型具有相比最低的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)及最高的相关系数(r),且指标验证与实际数据符合程度最高。【结论】基于时热积温的水稻热害模型及等级指标能较好反映结实率受高温影响程度,可应用于水稻生产热害监测预警、防灾减灾服务。

基于机器视觉的桥梁路面破损率评估方法

针对桥梁路面破损率难以准确评估的问题,提出了基于机器视觉的桥梁路面破损率评估方法。利用机器视觉采集了桥梁路面的数字图像,并进行图像的转换和调整,确定桥梁水泥混凝土路面的破损类型,识别路面破损;计算桥梁路面的竖向弹性支撑刚度和横向冲击支撑刚度,构建冲击碾压荷载分布计算模型;在分析桥梁路面破损级别的基础上,评估了桥梁路面破损率。实验结果表明,本文方法在评估桥梁路面结构类损坏和功能性损坏时,可以将评估精度提高到85%以上,为桥梁路面破损养护策略提供新思路。

红花草莓‘托斯卡纳’盐胁迫下的生长发育及生理响应

以红花草莓品种‘托斯卡纳’匍匐茎苗为试材,采用盆栽法研究盐胁迫对草莓生长状况及生理特性的影响,测定3个NaCl浓度处理后第7、14、21天和第28天的株高、根长、叶面积及耐盐性指数等生长指标,确定其盐害级别,同时测定电导率(REC)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性7个生理指标,研究盐害对‘托斯卡纳’植株生长、质膜透性、渗透调节物质、抗氧化酶活性的影响,以期探究红花草莓对盐胁迫的生长发育和生理响应,并为红花草莓生理响应盐胁迫提供参考依据。结果表明:红花草莓‘托斯卡纳’叶片的盐害症状随NaCl浓度的升高而越显著。100 mmol·L^(-1)NaCl处理下,14 d时叶片出现轻度盐害症状,盐害等级Ⅰ级,表现为叶片边缘呈萎蔫状,但未失绿,植株生长正常;200、400 mmol·L^(-1)NaCl处理下,叶片在第14天时开始出现中度盐害症状,盐害等级达Ⅱ级,株高、叶面积的生长均受到显著抑制;盐处理显著引起了红花草莓的生理变化,‘托斯卡纳’的REC前1周内剧烈上升;各盐胁迫浓度下MDA含量差异显著,也呈上升趋势;叶片SS、SP、Pro含量与SOD、POD活性均随胁迫时间延长呈先上升后下降的趋势。相关性分析表明,REC与MDA含量、SOD活性呈显著正相关,与植株生长指标呈显著负相关;Pro含量与SS、SP及植株生长指标均呈显著正相关,与REC和MDA含量呈显著负相关。

基于模态应变能与频率融合方法的功能梯度铁木辛柯梁损伤识别研究

基于模态应变能和固有频率融合,提出识别功能梯度铁木辛柯梁损伤的新方法。由功能梯度铁木辛柯梁理论给出有限元计算公式,在此基础上计算得出梁结构的固有频率和阵型模态参数。由模态应变能与固有频率融合构造模态频率应变能的计算公式。基于模态频率应变能变化率,定义功能梯度铁木辛柯梁的损伤识别指标。数值算例表明,模态应变能和固有频率融合的损伤识别方法能够有效识别出结构的损伤单元,并且具有较好的抗噪声性能。

不同分级循环加卸载模式下六边形蜂窝能量演化规律

为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律,设计了3种不同分级循环加卸载试验,揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系,研究结果表明:不同分级循环加卸载作用下,蜂窝的初始峰值强度和平台应力与卸载过程蜂窝弹性能的释放程度有关;3种不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、蜂窝的弹性变形能和塑性变形能随着加卸载梯级增大呈现非线性增加的趋势,耗散能在前三级循环作用下随着加载次数增加而减小,在最后一级循环中循环载荷上限较大,扰动效应强于强化效应,耗散能呈现相反趋势;提升循环载荷上限,蜂窝内部损伤增加,且越接近蜂窝初始峰值强度,蜂窝的损伤越严重;同时提升循环载荷下限,蜂窝弹性能释放较少,损伤加剧。

爆炸冲击波对大型复杂舰船结构毁伤效应数值模拟研究

采用有限元软件针对大型复杂舰船在战略武器大当量爆炸冲击波作用下的毁伤效应进行数值模拟研究.建立某航母结构1∶1有限元模型,采用CONWEP方法施加爆炸载荷,研究舰船的动态响应特征,主要分析爆炸当量、冲击波强度等因素对舰船毁伤模式和甲板变形破坏等级的影响.研究结果表明,随着爆炸冲击波传播距离增加,其强度沿飞行甲板表面以指数形式衰减,沿不同层甲板则呈现近似线性衰减特征.随着爆炸当量和冲击波强度的增加,舰船甲板变形破坏等级逐渐增加,舰船毁伤模式由局部塑性变形毁伤逐渐转变为总纵强度毁伤模式,接触爆炸时还会发生结构破损总纵剩余强度毁伤.在小当量爆炸且冲击波强度超过1.0 MPa时,飞行甲板、吊舱甲板和机库甲板会随着冲击波超压强度的增加而逐渐失效;在中等当量且冲击波超压强度超过0.2 MPa时,飞行甲板、吊舱甲板在爆炸后基本失效,机库甲板的功能将受到严重影响;在大当量爆炸且冲击波超压强度达到0.2 MPa时,三层甲板均发生局部区域完全失效.相关研究方法有助于大型复杂舰船结构在大当量爆炸冲击波作用下的毁伤效应评估.

采动覆岩离层注浆地表沉陷“四区”控制模型及应用

覆岩离层注浆技术已被证实是一种能够满足矿井无损开采与固废减排的新方法。为了有效控制采动引起的地面构筑物沉降,以关键层理论为基础对离层注浆开采全过程进行稳态分析。首次提出了采动覆岩离层注浆地表沉陷“四区”控制模型,分别为常规区、过渡区、注浆区和控制区,并推导出“四区”范围的计算公式。以3501工作面控制地面焦化厂沉降为工程背景,结合相似模拟与现场实测的沉陷观测数据对提出的“四区”模型进行验证,结果表明:相似模拟离层注浆地表沉陷曲线呈不规则的“V”字形,工作面地表下沉量先快速增大,到达最大下沉点后,地表下沉量先快速减小,随后减小速率逐渐变缓,沉陷曲线表现出明显的“四区”分布,最大下沉量为1589 mm,出现在常规区与过渡区的接触边界,过渡区与注浆区接触边界下沉量为497.94 mm,控制区内基本无下沉;基于概率积分法预测的注浆条件下采动引起的地表下沉量、水平变形、倾斜和曲率与现场实测结果相符,但明显小于未注浆条件下的预测值,确定了注浆条件下地表变形满足构筑物Ⅰ级损坏等级的要求;结合矿井的实际工程地质及实际观测数据,得到常规区范围为261.19 m,过渡区范围为246.09 m,注浆区范围为655.25 m,控制区范围为199.53 m。提出的“四区”控制模型为研究离层注浆开采沉陷问题提供了基础理论依据。

岩石中平面装药爆炸作用下不同高跨比结构抗爆性能试验研究

通过平面装药加载试验,研究了平面装药爆炸荷载作用下不同高跨比结构的抗爆性能。结合历次强爆炸结构效应试验,分析了强爆炸作用下硬岩中支护结构不同破坏等级对应的破坏特征。详细描述了不同高跨比结构的宏观破坏形态,揭示了结构的破坏机制。试验表明:3种不同高跨比结构在荷载环境相同情况下,结构的破坏特征和破坏等级不同,高跨比为1.17的结构试验段,拱部产生挤压、压剪破坏,坑道内呈现中等堵塞,属于严重破坏;高跨比为1.50的结构试验段,拱脚产生贯穿压剪破坏带,直墙受拉伸剥离破坏,坑道内呈现中等剥离,剥落混凝土在底板形成大量堆积,属于中等破坏;高跨比为1.00的结构试验段,主要受劈裂剥离破坏,坑道内呈现轻微剥离,剥落混凝土在底板形成局部堆积,属于中等破坏。综合分析可知,高跨比为1.00的结构型式整体抗爆性能最佳。

高级别胶质瘤组织中MDC1高表达和miR-590-5p低表达促进胶质瘤细胞凋亡

目的探讨miR-590-5p、DNA损伤检查点蛋白调节子1(mediator of DNA damage checkpoint 1,MDC1)在高级别胶质瘤(high-grade glioma,HGG)组织中的表达及与胶质瘤病人术后放疗效果的关系,并明确二者对胶质瘤细胞增殖、凋亡的影响。方法选取2019年1月至2021年2月河北北方学院附属第一医院64例HGG患者,评估放疗效果。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法检测miR-590-5p水平,免疫组织化学染色检测MDC1表达情况,分析miR-590-5p、MDC1表达与胶质瘤病人术后放疗效果的关系,多因素Logistic回归分析影响HGG患者术后放疗效果的因素;体外培养胶质瘤U87MG细胞,并分别转染miR-590-5p mimic、MDC1-shRNA及其阴性对照,CCK-8法和流式细胞术分别检测细胞增殖和凋亡;构建裸鼠移植瘤模型,观察过表达miR-590-5p和敲低MDC1对肿瘤生长的影响。结果MDC1在HGG组织中的表达较正常脑组织中升高,mi R-590-5p表达较正常脑组织降低,二者表达水平呈负相关;MDC1表达升高、miR-590-5p表达降低,其放疗效果越差;Logistic回归分析显示,MDC1高表达、miR-590-5p低表达均是影响HGG患者放疗效果的危险因素。过表达miR-590-5p和敲低MDC1后,U87MG细胞增殖力降低,凋亡率升高,移植瘤体积和重量下降,Ki-67阳性细胞比例减少。过表达miR-590-5p后MDC1蛋白表达明显下降。结论HGG组织中miR-590-5p呈低表达,MDC1呈高表达,二者表达与HGG的发生和患者术后放疗效果关系密切;过表达miR-590-5p和敲低MDC1表达可抑制胶质瘤细胞增殖并促进凋亡。

耕地破坏程度鉴定标准对比研究

耕地破坏程度鉴定是我国土地执法监察和司法诉讼的现实需求。由于耕地破坏类型复杂多样,加之鉴定标准可操作性不足,大量耕地破坏鉴定结论的公正客观受到质疑,进而影响司法鉴定公信力。本文对比了国家及省市出台的20个相关政策文件,分析其在鉴定程序、内容、指标体系、关键环节等方面的差异,并提出相关建议。对比可知:《耕地破坏程度鉴定办法》与《耕地破坏程度鉴定技术规范》分别聚焦于鉴定工作机制和鉴定规程,两者在内容上有少量交叉。各规范对鉴定单元划定、对照区选取仅作原则性规定。地类查证依据、鉴定指标体系存在显著差异。监测方法的系统性、全面性尚存不足,部分规范同一指标的采样方法、检测方法不同。各标准一般采用极限条件法确定破坏等级。种植条件严重毁坏的标准值存在显著差异,土壤严重污染的标准值基本一致。建议各地立足区域耕地种植条件,结合耕地破坏的类型与特点,本着“宜简不宜繁”的原则构建科学、合理有效、结果准确的鉴定指标体系。鉴定指标应与国家、行业标准相衔接,重点关注破坏主导因素,鉴定指标包括但不限于破坏面积、深度、坡度、裂缝密度,土壤容重、pH、有机质、含盐量、砾石含量,农作物种类变化度、农产品产量及质量,土壤微生物种类变化度,配套条件(灌溉、排水、道路、采光通风等),恢复成本等。同一指标应统一监测方法。建议利用层次分析法计算各指标权重,提高标准的科学性。

不同功率密度1064 nm激光辐照下小鼠皮肤热损伤研究

通过实验和理论分析研究1064 nm激光不同输出功率对小鼠皮肤的热损伤规律。利用皮肤镜与光学相干断层成像(OCT)评估小鼠皮肤组织热损伤程度;参考Arrhenius热损伤方程进行理论分析,并与实验结果对比。结果显示,当激光连续辐照时间为400 ms时,激光输出功率密度小于958 W/cm2时,激光辐照处泛红;激光输出功率密度为958~1160 W/cm2时,损伤呈白色水疱状;激光输出功率密度为1160~1370 W/cm2时,损伤呈浅坑状焦黄斑,损伤斑周围伴一圈鼓起的白色皮肤水疱;激光的功率密度在1370~2190 W/cm2,损伤呈红色坑状斑,损伤斑周围伴黑黄色焦痂。