碳纤维长度对三层梯度孔碳纸性能的影响研究

为研究不同长度的碳纤维配抄制备的梯度孔碳纸性能,本研究选取3种长度(2、4和8 mm)的碳纤维原料,探讨不同分散剂类型和纤维长度配比对单层碳纸和三层梯度孔碳纸的匀度、电阻率、抗张强度、孔隙率和透气度的影响。结果表明,卡波姆(Carbomer)作为分散剂得到的碳纤维分散效果最佳,分散稳定性指数为4.04。匀度指数在10~13之间的单层碳纸性能较好,其电阻率为90 mΩ·cm,抗张强度为0.250 kN/m,孔隙率为92%,透气度为1 200 L/(m^(2)·s)。与单层碳纸相比,三层梯度孔碳纸的抗张强度(0.410 kN/m)和透气度(1 230 L/(m^(2)·s))有所增加,且碳纤维长度配比对三层梯度孔碳纸的孔隙形貌影响显著;长度4和8 mm的碳纤维配抄制备的三层梯度孔碳纸的性能优于其他2组(2和4 mm配抄及2和8 mm配抄),其电阻率低至19.53 mΩ·cm,孔隙率为92%。

祁连山内部门源盆地地貌特征及构造意义

祁连山位于青藏高原东北部边缘,是青藏高原向北东方向挤压扩展的前缘部位,其典型流域地貌特征记录了该地区的新构造活动和地貌发育演化过程。门源盆地是位于祁连山中段内部的一个典型的山间盆地,其发育模式和地貌特征与构造活动有着直接的关系。为探究门源盆地北缘断裂及其不同区段构造活动性的差异及其成因,文中基于30m分辨率数字高程模型(DEM)数据,采用ArcGIS空间分析技术,提取了盆地北缘横穿山体的15条河道的面积-高程积分(HI)和积分曲线(HC),再利用克里金插值法得到HI值在盆地空间上的分布特征。结果表明,以门源盆地北缘断裂走向转折处——老虎沟为界,其西侧河道流域的HI值整体较高,东侧HI值普遍较低;结合野外活动构造调查结果,发现老虎沟东侧断裂已经挤压扩展到盆地内部,并发育一系列的活动逆断层-褶皱带,由此推断断裂走向变化及北东向断裂导致了流域HI值的分布差异。同时,盆地内部青石嘴镇附近出现一处HI高值异常,结合大地电磁探测结果推测盆地内部存在一条隐伏断层。另外,多数河道在主断裂通过上游一定位置时出现了河长坡降指数(SL)峰值波动,说明SL波动位置与断裂通过河道位置具有良好的相关性,即构造活动可以对SL产生显著影响;而处于岩性变化位置附近的波动异常,可能表明局部河段的岩性变化对SL也有一定影响。综合分析表明,门源盆地北缘东、西段的地貌发育具有显著差异,主要受该区域活动构造即门源盆地北缘断裂的控制和影响,上述地貌参数是较为敏感的构造活动性评价指标。

基于红外热成像的地下管线质量检测方法

由于地下管线深埋地下,不利于日常检测,为实时了解地下管线质量情况,研究基于红外热成像的地下管线质量检测方法。基于红外热像仪工作原理采集地下管线红外热像图,当地下管线有裂纹时,热量在裂纹处聚集,使地下管线的红外热像图中出现温差,将地下管线热像图中的温差变化转化为图像的边缘信息,利用增加方向模板和改进阈值的索伯算子(Sobel)边缘检测算法检测地下管线红外热像图的边缘梯度信息,衡量红外热像图的色差,通过色差检测结果识别出图像中存在的质量问题,实现地下管线质量实时检测。实验表明:地下管线管裂纹长度及厚度越大,地下管线红外热成像的温差越大;该方法在高噪声环境下的地下管线质量检测结果依然准确,该方法具备较好的质量检测抗噪能力。

基于ArcGIS模型构建器的坡度坡长因子提取工具的实现与应用

在区域尺度的土壤侵蚀计算中,常使用数字高程模型(DEM)提取坡度坡长因子(LS)。但常规的人工计算方法不仅计算过程复杂,步骤烦琐,还易出现错误。为此,本文提出了基于ArcGIS模型构建器计算LS的方法,将一系列地理处理工具串联在一起,构建LS提取工具,并应用于生产实践。结果表明,与人工提取方法相比,该提取工具可以实现数据自动化和流程化处理,省去中间的数据输入、输出环节,简化烦琐的操作步骤,有效提高了数据处理的效率和质量。

北天山流域河长坡降指标与Hack剖面的新构造意义

在构造运动活跃地区的流域范围内,构造运动及地貌特征能有效地反映在河流纵剖面、河流坡度等因素上。针对北天山地区10条河流,提取河流Hack剖面、河长坡降指标(SL)以及标准化坡降指标(SL/K)等地形指标,进行量化分析。研究表明北天山地区河流受到持续且快速的构造抬升运动影响,Hack剖面呈上凸形态,并且与河长坡降指标峰值、河流纵剖面变化具有很强的关联性。北天山地区河流标准化坡降指标(SL/K)以依连哈比尔尕断裂带和准噶尔南缘断裂带为界限呈带状(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ区)的分布,在构造运动影响下,流经两大断裂带的河长坡降指标明显升高,揭示了在河流剖面坡度变化较大且河长坡降指标大的地区多为构造运动活跃的区域。同时,在小流域尺度内,岩性改变与支流汇入也容易使局部地区出现河长坡降指标的峰值。

渭河上游流域河长坡降指标SL参数与Hack剖面的新构造意义

基于DEM提取了渭河上游8条支流的Hack剖面、河长坡降指标SL参数以及标准化坡降指标(SL/K),对该区构造活动进行了分析.结果显示该区河流的Hack剖面皆呈上凸形态,表明第四纪以来位于青藏高原东北缘的渭河上游整体上处于构造抬升状态,且抬升速率较快.同时Hack剖面的凸度有所区别,说明该区构造活动存在着区域差异,其中西秦岭北麓和六盘山南段地区的构造活动较为强烈,而北部的黄土高原构造活动相对较弱.SL参数证实了第四纪以来青藏高原东北缘的西秦岭北缘断裂、六盘山东缘断裂和会宁断裂存在构造活动.

东昆仑山昆仑河纵剖面形貌分析及构造涵义

青藏高原东昆仑北部地区新构造活动强烈,存在一系列活动断层,控制了该地区的地貌格局和水系的发育.其中大部分活动断层是已经确定下来的,还有一些活动断层还处在定性推测阶段.引进河流长度-坡度参数(以下简称"SL参数")和Hack剖面2个能够有效反映区域新构造活动的地质参数,对昆仑河纵剖面坡度变化进行详细刻画和研究,并对昆仑河河流阶地进行空间对比分析.研究结果表明,昆仑河河流的Hack剖面与SL参数存在形貌上的对应关系,SL参数的突变主要是受断裂构造活动控制;证实了昆仑河-野牛沟断裂和东昆中断裂第四纪以来存在构造活动性;第四纪以来强烈的构造差异隆升作用控制了东昆仑地区的地貌水系发育格局,并将产生更深远的影响.

黄土裸坡降雨产流过程试验研究

采用人工模拟降雨试验法对黄土裸坡降雨产流过程进行了研究.结果表明: (1) 坡面径流强度随降雨过程的变化可用对数相关方程进行描述,10～15 min是径流强度随降雨过程变化的转折点; (2) 坡度对坡面径流深的影响可用抛物线相关方程进行描述,25°左右是径流深随坡度变化的转折点; (3) 坡长对坡面径流深的影响可用对数相关方程进行表述,80 cm是径流深随坡长变化的转折点; (4) 雨强对径流深的影响可用线性相关方程进行描述,雨强与坡度2个因子共同作用时,坡度的作用几乎完全被雨强所掩盖; (5) 坡度、坡长及降雨强度对坡面径流深的综合影响可用多元线性相关方程进行描述,其中,降雨强度对坡面径流深的影响远大于坡长及坡度因子.

黄土坡面细沟流速随细沟发育的特征

研究细沟流速特征是对细沟侵蚀发育机理探讨的必要方面,通过不同雨强(1.5,2.0,1.0mm/min)连续室内纯净水人工模拟降雨试验,分析不同坡度(10°,15°,20°,25°)、不同坡长(5,10m)条件下细沟流速随细沟发育的变化特征。结果表明,坡面发生细沟侵蚀且再降雨小于前降雨强度的条件下,细沟流速随时间变化的差异极小,可以利用坡面平均细沟流速进行此阶段的相关研究分析;相同降雨条件下,坡长对细沟流速的影响不显著,细沟流速与细沟流路之间的关系应作为进一步研究对象;细沟流速与坡度呈负相关关系,随着降雨进行,细沟的发育,相关程度逐渐增大。

基于河长——坡降指数的滑坡堵江事件自动识别

由于本身特征的复杂差异性和背景环境信息干扰,目前地质灾害自动识别难度较大,尚无法满足应用需求。利用算法自动提取某类地质灾害普遍具备且明显区别于周围地物的特征,是实现地质灾害自动识别的有效途径。一定规模的滑坡堵江事件常通过链式过程在山间河谷形成裂点等诸多微地貌特征,成为其遥感解译和现场调查的重要标志。本文从河流地貌演化角度出发,以河流裂点作为滑坡堵江的普遍地貌特征,提出了基于河长-坡降指数(Stream Length-gradient index,SL)的滑坡堵江事件自动识别方法,并通过GIS程序设计和编写提供了相应功能模块。以DEM、遥感影像和区域地质图为数据源,利用该方法在西藏亚东县康布麻曲上游流域开展应用分析,得到以下结论:针对1︰5万DEM数据,采样点计算间隔设定为300m比较合理,能够同时满足降低数据误差和突出地形差异的要求;研究区中不同因素按照对河流地貌的改造程度,排序为滑坡堵江>基岩变化>构造活动;经验证研究区滑坡堵江事件自动提取的正确率达85.71%,表明在高山峡谷地区,基于河长—坡降指数开展滑坡堵江事件自动识别具有可行性,效果理想。

基于SRTM的地形因子提取方法研究

地形是影响土壤侵蚀的重要因子,在侵蚀估算模型中常用坡度和坡长(LS)来衡量,在大区域上常基于数字高程模型(DEM)提取。SRTM作为大区域尺度上质量高、易获取的高程数据,在全球土壤侵蚀评价中得到广泛应用。但现有地形因子提取算法要求高程和栅格单元的单位(通常为m)一致,需对SRTM进行坐标变换才能使用。针对大区域上SRTM坐标转换时间开销大的问题,提出了一种直接基于SRTM提取地形因子的算法(LSA-SRTM)。该算法利用地理坐标系下的经纬度信息计算栅格单元长度及单元坡长,结合最陡坡降策略获得坡度及流向,进而提取汇水面积,根据坡度设置坡度截断点,根据汇水面积阈值设置沟道截断点,经正、反遍历后获得累积坡长,采用CSLE的分段公式计算LS因子。以Himmelblau-Orlandini数学曲面、5个典型样区的1″SRTM作为数据源,将LSA-SRTM、投影坐标系下的LS算法(LSA-DEM)与手工测量的结果进行对比。LSA-SRTM方法与测量值在数学曲面和典型样区,坡长的R^(2)分别为0.8552、0.7788、0.7269、0.7024、0.6909、0.7255,LS因子的R^(2)分别为0.8907、0.8209、0.8213、0.7142、0.7145、0.8212。在运行时间方面,LSA-SRTM方法具有较高的效率。结果表明,LSA-SRTM算法计算精度、效率更高,可为大区域地形因子提取的研究提供支撑。

三峡库首区河长坡降指标及其地质构造意义

利用数字高程数据和空间分析方法,提取三峡库首区长江支流的河长坡降指标(SL)以及标准化坡降指标(SL/K),对该区构造活动进行分析。结果显示,研究区水系发育主要受断裂构造、地层岩性和新构造运动的影响,在空间上存在一定差异性,说明研究区构造活动存在区域性差异。在不同岩性地区,特别是三叠系地层区,水系响应较为明显,这与地层的抗水流侵蚀强度有关。该区水系发育受断裂构造控制作用较小,但受新构造抬升影响较大。

火电站负荷调度混沌变步长混合遗传算法

结合混沌运动的遍历性和遗传算法的群体搜索性，提出一种基于混沌变尺度梯度下降的混合遗传算法，应用于电厂负荷优化调度。算法采用梯度下降法对遗传变异获得的优良个体进行局部搜索，引导种群的进化。结合混沌优化策略产生自适应步长，在搜索初期加快寻优速度，随着搜索逐渐接近最优点，混沌产生的小步长实现在最优解所在的小范围内进行精确搜索。对电站负荷优化调度的应用发现，相比传统的遗传算法和值长分配法，该混合遗传算法对机组负荷调度优化具有更高的效率。通过该混合遗传算法进行机组负荷分配寻优后，全厂发电煤耗率相比于实际的值长制降低了0.29～1.07-（kW·h），为电厂带来可观的经济效益。

植被对风沙土风蚀作用的影响

以植物模型、风沙土为实验材料，以风洞模拟实验为研究手段得出初步结论：地表粗糙度为植被特征参数的函数，随植被盖度的增加呈幂函数增加；随植被作用区面积的增大呈线性增加；与行状植物的排列方向和主风向夹角的平方根成正比。在盖度相同的条件下，均匀分布较丛状分布可产生较大的粗糙度。风蚀率随植被盖度的减少呈指数增加。植被盖度对风沙土风蚀作用的影响可划分为３种程度类型：大于６０％为轻度风蚀和无风蚀；６０％—２０％为中度风蚀；小于２０％为强烈风蚀。此外，在植被盖度变化过程中，气流特征，地表粗糙度及风蚀性质之间存在着较好的对应关系。

降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响

通过室内模拟降雨试验,研究降雨强度和地形因子（坡度和坡长）对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响。试验处理包括2个降雨强度（50、100mm/h）,2个坡度（5°、10°）,2个坡长（5、10m）。结果表明：不同试验处理条件下,当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h,坡面径流量增加1.4～12.4倍;当坡长由5m增加到10m,坡面径流量增加0.1～3.1倍;坡度对坡面径流量的影响较复杂,受降雨强度和坡长的综合影响。降雨强度、坡度和坡长皆对坡面侵蚀量有重要影响。当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h时,坡面侵蚀量增加4.2倍;当坡度由5°增加到10°时,侵蚀量增加0.4倍;当坡长由5m增加到10m时,侵蚀量增加0.5倍,表明降雨强度增加对黑土区坡面侵蚀量影响最大。而当降雨强度、坡度和坡长均增大时,坡面侵蚀量增加18.0倍,说明这3个因素交互作用对坡面侵蚀的影响远大于各因素的单独影响或2个因素交互作用的影响。坡面径流量与降雨强度的关系最密切,其次是降雨强度-坡长交互作用和降雨强度-坡度-坡长交互作用;坡面侵蚀量与降雨强度-坡度-坡长交互作用的相关关系最显著,其次是降雨强度和降雨强度-坡长交互作用。分别建立了坡面径流量和侵蚀量与降雨强度、坡度和坡长的经验关系式。

坡度、坡长变化与水土流失量之相关性分析

通过对天然径流小区的观测试验,研究了坡度、坡长与水土流失间的关系。结果表明试验区径流冲刷量、养分流失量、农作物产量与坡度和坡长存在着密切的关系。同时对该地区水土流失的成因进行了一定的分析,并提出了一系列水土流失防治措施,以便为当地的水土流失整治工作提供一定的科学依据。

人工降雨条件下云南红土坡面土壤侵蚀特性

[目的]揭示降雨强度、坡度和坡长与云南红土坡面土壤侵蚀之间的关系,为云南红土地区土壤侵蚀的防治提供依据。[方法]采用室内人工模拟降雨试验及理论分析相结合的方法。[结果](1)红土坡面侵蚀模数与降雨强度、坡度和坡长的相关关系显著(R2>0.95)。(2)在相同坡度、坡长条件下,红土坡面侵蚀模数与降雨强度呈幂函数关系;(3)在相同降雨强度、坡长条件下,红土坡面侵蚀模数与坡度呈二次多项式关系;(4)在相同降雨强度、坡度条件下,红土坡面侵蚀模数与坡长呈二次多项式关系。[结论]云南红土坡面侵蚀模数随降雨强度的增大而增大;当坡度小于临界坡度21.4°时,坡面侵蚀模数随坡度的增大而增大,当坡度大于临界坡度21.4°时,坡面侵蚀模数随坡度的增大而减小;坡面侵蚀模数随坡长的增大而增大。

公路纵坡坡度和坡长限制指标的确定

针对我国的主流货运车型与载重吨位,根据实车装载上坡试验,研究车辆在上坡行驶时,纵坡坡度与车辆行驶速度以及速度随坡长的变化规律,确定典型货车在不同坡度下的上坡性能曲线;通过速度折减量与坡长之间的关系曲线,提出基于运行速度差和满足公路服务水平要求的各级公路最大纵坡坡度与坡长限制值。

间隔子长度对美丽箬竹克隆分株水分生理整合效应的影响

克隆植物分株间隔子长度(即相邻分株间距离)可能对生理整合产生显著的影响,其抗氧化系统与光合色素的变化可能影响植物对水分异质性的响应能力。该研究以克隆植物美丽箬竹(Indocalamus decorus)为材料,设高[H,(90±5)%]、中[M,(60±5)%]和低[L,(30±5)%]3个基质相对含水率和2个水势梯度(H-L和M-L),测定了3种间隔子长度(10、25和40cm)根状茎相连克隆分株叶片抗氧化酶活性、相对电导率以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和光合色素含量,分析美丽箬竹水分生理整合的水分梯度效应、间隔子长度效应与时间效应。结果显示:(1)随处理时间的延长,分株叶片CAT活性、相对电导率及MDA含量均先升高后降低,而叶片SOD活性则与之相反;叶片POD活性和光合色素含量总体上呈"N"型变化,而可溶性蛋白质含量的变化趋势与POD活性呈倒"N"型。(2)水分梯度和间隔子长度均会对美丽箬竹分株间水分生理整合产生影响,随分株间隔子长度增大和水势梯度差减小,低水势受体分株叶片抗氧化酶活性、可溶性蛋白质含量和光合色素含量明显降低,而其相对电导率和丙二醛(MDA)含量明显升高;供体分株水势越高,分株间间隔子越长,供体分株叶片抗氧化酶活性、可溶性蛋白质和光合色素含量越高,而其相对电导率和MDA含量明显降低。研究表明,在异质水分环境下美丽箬竹克隆系统发生了从高水势向低水势分株的水分转移,分株间水势梯度差越大、间隔子长度越短,水分传输的整合强度越高,低水势受体分株获益越明显;随着处理时间的延长,分株间水分生理整合强度在处理前期增强,而在处理后期减弱,反映出供体分株与受体分株间损耗-受益在时间序列上是有变化的,且处理前期损耗-受益表现更为明显。

铁路纵断面最小坡段长度

本文在“铁路线路相邻坡段坡度代数差值及列车纵向力的研究”基础上，采用列车纵向非稳态运动模型，通过数字仿真，计算列车以不同工况在不同线路纵断面上运动时产生的纵向力，研究纵断面连接中的最小坡段长度对列车纵向力的影响规律，据此对《铁路线路设计规范》中相关规定提出了修改建议。