不同结构参数下的半U形地下空间烟气运动参数的机器学习预测

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差仅集中在20%以内,显著优于SVR方法。通过shap值解释机器学习模型,并结合FDS数值模拟的结果,揭示坡高是影响烟气回流长度的决定性因素,且坡高的增大、宽度的减小或热释放速率增大均会缩短烟气回流。同时,热释放速率是影响烟气最高温升的主要因素,受坡高影响较大,而宽度的减小虽能在一定幅度上降低最高烟气温升,但效果并不显著。该研究拓展了地下空间火灾烟气运动参数的预测方法,为地下空间火灾动力学行为预测及通风排烟系统的优化设计贡献了创新性的方法。

小麦叶片和冠层尺度气体交换模型关键参数的季节变化特征

本文从叶片和冠层尺度入手,采用手持式光合仪和涡动相关法,分析确定C3作物春小麦和冬小麦气体交换模型关键参数随季节变化的特征。结果表明:春小麦叶片尺度最大羧化速率和最大电子传递速率在生育末期快速减小,其他阶段差异不显著,但二者之比随发育期变化相对稳定,均值为2.2;春小麦生长季叶片气孔导度模型斜率在9~11间变动,均值为9.7。冬小麦冠层尺度最大羧化速率和最大电子传递速率随发育期呈抛物线变化,但二者之比相对稳定,均值为1.43;冬小麦冠层导度模型斜率在不同年份不同季节变化无明显规律,整个生育期围绕均值12波动。本研究论证了表征作物光合能力的参数随生育期变化以及气孔导度模型斜率相对稳定的特征。可为陆气相互作用过程分析以及生态系统碳—水循环模拟提供参数化依据。

扭王字块体斜坡堤单波越浪量的数值研究

国内现行规范中未提供有胸墙斜坡堤最大单波越浪量的计算方法。基于FLUENT软件,运用多孔介质区模拟斜坡堤上的扭王字块。借助惯性阻力系数C、等效波陡、相对块体尺寸、相对坡肩宽度、相对胸墙高度、相对水深、相对堤顶超高等影响因素,开展扭王字块体斜坡堤单波越浪量的数值试验。给出不同坡度下单位堤宽的最大单波越浪量的系数C计算关系式。验证结果表明,该公式具有较好的精确性,这使得扭王字块护面斜坡堤单波越浪量的数值模拟可以独立于物理模型试验进行,从而丰富了规范内容,为扭王字块体斜坡防波堤工程设计提供了参考。

昆仑山北坡高山流域洪水变化特征

洪水作为最具破坏力的自然灾害之一,在全球变暖背景下,高海拔山区洪水发生的强度和时间已经发生了显著变化,对人类社会和生态系统造成了深远的影响。因此,利用MissForest方法填补昆仑山北坡6大流域的出山口日流量序列,分析6条源流6个出山口站点1961—2022年的洪水强度、发生时间、起涨消退时间以及年最大洪水日平均流量的变化趋势。结果表明:(1)97%的年最大1日流量(AMF)事件发生在夏季,乌鲁瓦提和同古孜洛克站的AMF呈增加趋势,而皮山、策勒、努努买买提兰干和且末站呈减少趋势,除皮山和乌鲁瓦提站外,其余站点AMF变化均显著。所有站点的春季最大1日流量(AMFSp)均呈增加趋势,其中,乌鲁瓦提、同古孜洛克和努努买买提兰干站显著增加。洪水发生时间方面,除皮山站的年最大1日流量发生的日期(AMFD)呈现出显著延迟趋势外,其余5个站点的AMFD显示出不显著的提前趋势;对于春季最大1日流量发生的日期(AMFDSp),6个站点均呈现出不显著提前的趋势。(2)在洪水起涨时间上,同古孜洛克和且末站延长,皮山等4个站点缩短;洪水消退时间上,皮山和策勒站延长,其他站点缩短,整体变化趋势不显著。年最大洪水日平均流量方面,皮山站显著增加,努努买买提兰干和且末站显著减少,其他站点减少趋势不显著。研究成果对提升干旱区水文生态效益、防洪减灾及区域水管理和灾害风险评估具有重要意义。

考虑电动自行车骑行的非机动车道最大纵坡探讨

现行规范要求非机动车道的最大纵坡不超过3.5%,但要在山地城市、跨江桥梁两岸慢行系统衔接等场景下满足该要求存在工程占地大、造价高、可实施性差等问题,考虑到电动自行车在非机动车出行方式中占比越来越高的实际情况,以《电动自行车安全技术规范》(GB 17761-2018)规定的国标电动自行车为研究对象对骑行过程进行受力分析,提出了可满足电动自行车骑行要求的非机动车道最大纵坡参考值,可供电动车骑行占比高的类似项目参考。

单坡度V字形隧道火灾中等效纵向风速及温度场研究

火灾发生在水下隧道的变坡点附近时,隧道结构可简化为单坡度V形隧道。在单坡度V形隧道发生火灾时,烟气运动会受到一侧倾斜隧道烟囱效应的影响。采用FDS数值模拟研究方法,对自然通风状态下单坡度V形隧道火灾中的等效纵向风速以及隧道温度场进行研究,并建立了预测模型。结果表明,火灾产生的等效纵向风速与隧道坡高和热释放速率有关,其数值大小与热释放速率的1/3次幂和无量纲坡高成正比;单坡度V形隧道顶板下烟气的最大温升随着坡度的增加而线性递减,整个火灾下游的烟气温度分布呈指数衰减,且坡度越大,纵向烟气温度在火源周围的衰减越明显,衰减曲线也更陡峭。

基于模型履带板的斜坡最大剪应力计算模型构建与验证

在山地斜坡路面工况下,履带拖拉机行走系对土壤施加的最大剪应力是拖拉机高效行驶的动力基础,由于经典的库伦公式未考虑履带剪切速率、斜坡角度、土壤含水率等实际因素的影响,不能直接应用于履带拖拉机在斜坡路面工况下的行驶力学计算。针对该问题,在不同土壤含水率条件下进行了直剪试验,得到土壤抗剪强度参数随含水率变化的数学模型。采用二次旋转正交组合试验,探究了履带板在不同剪切速率及斜坡角度下对土壤最大剪应力的影响规律,并对经典库伦公式进行修正。验证试验表明,在不同土壤含水率、剪切速率和斜坡角度条件下,最大剪应力试验值与理论值之间的相对误差均<5%,表明修正后的库伦公式可准确反映各因素对最大剪应力的影响,可为履带拖拉机在斜坡路面工况下的行驶力学计算、性能分析提供理论依据。

高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及其影响因素——以天山南坡为例

季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13个气象站点1958年以来季节冻土冻融参数(最大冻深、冻结期、始冻日、解冻日)、气温、地表温度、降雨和积雪等数据,使用空间分析和多元线性回归统计等方法对冻融参数的时空变化特征进行分析,量化不同气候因素对季节冻土冻融变化的影响权重。结果表明,季节冻土最大冻深在(48.5±11.4)~(96.8±8.5)cm之间,冻结天数在(102±10)~(141±14)d之间,多年平均始冻日在11月7日至19日之间,多年平均解冻日在3月1日至28日之间。1950年代至2010年代期间,始冻日逐渐推迟,解冻日逐渐提前,冻结天数缩短。空间分布上,最大冻深有“海拔高,最大冻深大”的规律;空间变化趋势上,最大冻深在研究区中部显著增加;冻结天数在研究区内大范围显著缩短。季节冻土冻融变化与气温相关性最强,温度(气温和地表温度)是季节冻土冻融变化的主导因子。定量评价发现,气温影响占比(24.1±3.6)%,地表温度影响占比(12.1±3.1)%,降雨影响占比(9.6±1.7)%,积雪影响占比(5.1±1.5)%。

双排桩护岸在高边坡航道“三改二”工程中的应用

双排桩具有施工方便、受力条件好、变形小等优点,广泛应用在各类临时工程和永久工程中。本文以某高边坡航道“三改二”工程为例,基于施工过程对双排桩护岸进行有限元分析,探求合理的桩长和桩距,并以此分析航道开挖过程中双排桩位移和弯矩的变化情况。计算结果表明:1)桩长的增加会明显降低双排桩的最大水平位移,但对双排桩最大正、负弯矩影响较小。2)桩距的增加将略微增大双排桩的最大水平位移,但显著增大双排桩最大正、负弯矩。3)综合考虑结构位移、结构内力和工程造价等因素,该工程前、后排桩的桩长均为22.0 m,前、后排桩的桩距分别为1.0和3.0 m。4)随着开挖深度的增大,前、后排桩的最大水平位移和最大正、负弯矩均显著增加。

基于能量耗散的Q460焊接接头疲劳强度评估

传统基于温度数据的疲劳强度预测方法,无法揭示疲劳过程背后的不可逆能量耗散机理.针对Q460焊接接头疲劳强度,提出一种新的基于不同载荷等级下能量耗散斜率转折的疲劳强度预测方法,即最大斜率法.采用红外热像仪测得的试件表面实时热像数据,建立高周疲劳过程能量耗散模型,并计算不同载荷等级下的Q460焊接接头能量耗散值.借助不同载荷等级下的能量耗散随载荷等级增加时其值存在转折点这一理论,将能量耗散作为疲劳强度的预测参量,实现其疲劳强度的快速预测.为验证模型的准确性,将由最大斜率法得出的疲劳强度估计值分别与传统双线法和升降法的计算值进行对比.结果表明,由最大斜率法得到的疲劳强度预测值与通过双线法和升降法得到的预测值较为接近,误差分别为0.04%和7.40%,能够为焊接接头疲劳强度预测提供一定的参考.

胰腺局灶性实性病变CT灌注参数特征及不同算法的比较

目的总结胰腺局灶性实性病变CT灌注参数的特征,评估Deconvolution和Maximum slope+Patlak方法所测得的灌注参数之间的一致性及两种测量方法之间是否可相互替换。方法 2015年12月至2016年11月在北京协和医院行全胰腺CT灌注检查、经术后及穿刺病理证实为胰腺癌(PAC)患者22例和胰腺神经内分泌瘤(p NET)患者22例(共37个病灶),全胰腺CT灌注检查采用管电压80kV、管电流100m A,进行28次连续动态体积扫描,静脉注射45ml碘普罗胺,速率5ml/s,随后追加40ml盐水,速率5ml/s。由1名经验丰富的放射科医师在西门子后处理工作站上分别用Maximum slope+Patlak及Deconvolution method方法进行数据分析,测量并记录其灌注参数。结果 Wilcoxon非参配对秩和检验结果显示,PAC(BFM比BFD,Z=-3.263,P=0.001;BVD比BVP,Z=-3.978,P=0.000)和p NET(BFM比BFD,Z=-5.212,P=0.000;BVD比BVP,Z=-2.633,P=0.008)两种方法所测得的灌注参数之间差异均有统计学意义。Spearman’s相关系数分析结果显示,PAC(BFM与BFD,r=0.845,P=0.000;BVD与BVP,r=0.964,P=0.000)和p NET(BFM与BFD,r=0.759,P=0.000;BVD比BVP,r=0.683,P=0.000)两种方法所测得的灌注参数间均有显著相关性。PAC的BFM/BFD和BVD/BVP几何均数及其95%一致性界限(LOA)分别为0.77(0.61~0.99)和1.42(1.13~1.79),p NET的BFM/BFD和BVD/BVP几何均数及其95%LOA分别为0.66(0.51~0.86)和1.15(0.88~1.50)。结论无论在PAC还是p NET中由Deconvolution和Maximum slope+Patlak方法所测得的灌注参数BF、BV存在显著性差异,两种测量方法之间具有显著相关性,并且两者之间的转换范围较窄,所以两种测量方法之间可以相互替换。

山区高速公路车辆上坡最大纵坡及坡长限制

为实现山区高速公路路线设计安全、经济和保护环境,以高速公路交通调查资料为基础,应用汽车动力学原理,提出对山区高速公路车辆上坡行驶的最大纵坡按照理想最大纵坡、缓和坡段纵坡和一般最大纵坡划分的概念,并对纵坡及坡长限制提出建议值。该成果可以指导山区高速公路纵断面设计,并为技术标准的制定提供参考依据。

双临空面岩质边坡滑动与倾倒破坏的运动学分析

临空面的几何形状在边坡破坏模式与稳定性分析中起着举足轻重的作用。运动学分析是确定边坡破坏模式与评价边坡稳定性的一种有效方法。目前基于运动学分析的边坡稳定性研究主要集中于单临空面边坡的破坏模式与最大安全开挖边坡角的确定。本文将此项研究扩展至双临空面边坡,将其破坏模式细分为4种,分别为沿结构面发生单平面滑动、沿结构面发生楔形体滑动、沿两个结构面的交线发生楔形体滑动以及倾倒破坏。在立体投影中得出,平滑滑动与楔形体滑动的滑动区为双临空面真倾向线与摩擦圆所组成的区域,单个结构面倾角矢量与两个结构面交线矢量位于该区城内;倾倒破坏区为双临空面真倾向线、摩擦圆与基圆所组成的区域,结构面的法向矢量位于该区城内。提出了双临空面边坡最大安全开挖边坡角的确定方法及边坡设计原则。最后将上述方法应用于三峡库区湖北省秭归县郭家坝镇郭家坝村生基坡高边坡,研究了该双临空面边坡的破坏模式并给出了最大安全边坡角的建议值。

山区高速公路车辆下行最大纵坡及坡长限制分析

山区高速公路建设中 ,路线最大纵坡与工程量、工程造价的矛盾十分突出 ,若严格执行标准会出现大量高填、深挖路基、长大桥梁及隧道。从车辆动力学角度对山区高速公路车辆下行的最大纵坡和坡长进行了分析 ,提出了下行理想最大纵坡、一般最大纵坡、极限最大纵坡和坡长限制分析值 ,供公路设计人员及标准修订时参考。

超声图像熵特性的肌肉疲劳进程评估

肌肉疲劳是一种由运动引起的肌肉最大随意收缩力减小的现象,处理不当,可能会产生严重的运动损伤。本研究利用自行设计的肌肉组织超声图像检测系统,以超声图像熵表征肌肉超声图像纹理灰度分布的空间特征,探讨肌肉组织疲劳过程中其超声图像熵的演变规律。采集10名受试者在不同负荷(20%MVC、30%MVC、40%MVC、50%MVC)时肱二头肌的超声图像,分别就每一负荷下图像熵随时间的变化进行直线拟合,并对其斜率进行随机区组方差分析。结果表明,不同的受试者之间其肌肉疲劳图像熵随时间变化的斜率差异显著(P=0.000 0);同一受试者不同负荷的超声图像熵随疲劳时间变化斜率也存在显著差异(P=0.040 0)。但是,同一受试者在不同负荷时超声图像熵随时间变化的拟合斜率的差异,远小于不同受试者在同一负荷水平拟合斜率值间的差异,提示个人的肌肉特性起到主要的作用。所进行的研究为肌肉疲劳进程的量化评估提供了依据。

青川县桅杆梁斜坡地震动响应监测研究

本文采用941B型超低频测振仪及G01通用数采仪,自2009年5月13~27日,在青川县桅杆梁监测到4次余震。对山体斜坡高程805m和875m的余震地震动峰值加速度响应监测结果分析表明：相对于805m高程,875m测点地震动峰值加速度在水平东西向以及垂向均呈减小趋势,而在水平南北向体现显著的放大效应,放大系数可达7~8倍,其FFT主频值主要集中为2~4Hz低频值。分析表明,所监测的微—有感地震震中位于测点北侧的青川断裂上,沿地震波传播方向斜坡体具有显著放大效应作用。

一种改进的公路边坡稳定性模糊评价方法研究

考虑影响公路边坡稳定性信息的不完整性、随机性和模糊性,以最大熵原理和工程模糊集理论为基础,并采用综合赋权法确定指标权重,提出了一种改进的公路边坡稳定性模糊评价方法。该模型充分利用影响因素的信息,以广义加权距离表示待评价样本与标准样本的差异,从优化条件中获得相对隶属度,并依据加权平均原则对边坡样本等级进行识别。该模型应用于常吉和吉怀高速公路边坡稳定性评价中,将评价结果与模糊综合模型和属性识别模型的结果以及边坡实际情况进行对比验证,体现了其较好的一致性,并且结果更合理。同时,该模型具有较小的信息熵值,表明其评价的不确定性小,可靠性较高,是一种边坡稳定性评价分析新方法,可在相关工程领域中应用推广。

最大剂量斜率法设定菌落总数辐照灭菌剂量的研究

选用对数去除率(log-reduction,LR)坐标研究非医疗保健产品菌落总数的辐照灭菌剂量设定问题。以具有标准抗性分布(Standard distribution of resistances,SDR)的菌落总数为研究对象,选择剂量范围从0-1至0-20k Gy,剂量间隔从1至10 k Gy的共56种实验剂量点选取方案,按照传统方法拟合出每个实验方案下的菌落总数"D10值",并计算出LR坐标下相应的灭菌剂量曲线。计算结果表明,传统线性拟合"D10值"法设定菌落总数灭菌剂量的有效范围为LR≤LRmax,其中LRmax为增量剂量实验中最大剂量点Dmax对应的LR值。在此有效范围内,采用最大剂量斜率Dmax/LRmax设定的菌落总数灭菌剂量比传统线性拟合"D10值"法设定的灭菌剂量更接近理论值。最大剂量斜率法与传统方法相比可以大大减少实验次数,并且所设定的菌落总数灭菌剂量更加准确,可以减少不必要的过量辐照,是对传统方法的一大改进。

悬挂式单轨纵断面设计标准取值研究

纵断面设计参数与工程规模、运输效率、建设成本、运营安全等密切相关,是选线设计的重要控制参数。以车辆性能为前提,从满足乘客舒适度角度对最小竖曲线半径、最大坡度、坡段长度进行理论计算分析。建议最大坡度不大于60‰,对于确因工程需要使用更大坡度的,应根据车辆厂家提供的具体技术参数进行研究计算确定。在设计过程中,需合理确定坡长与坡度之间的关系,必要时可结合车辆牵引制动特性曲线进行专题研究。悬挂式单轨的车体悬挂在轨道梁下方,重心较高,乘客对于竖向离心加速度的主观感受更加明显,应严格控制允许的竖向离心加速度,建议一般情况下取0.1 m/s^2、困难情况下取0.2 m/s^2。当设计速度为80 km/h时,一般情况下竖曲线半径不小于5 000 m、困难情况下不小于2 500 m;坡段长度一般情况下不小于340 m,困难情况下不小于190 m。

气候变化和早期成岩作用对南海北部陆坡沉积物Ba循环的影响

海底沉积物中的Ba具有多种来源。其中，生物成因Ba循环受气候变化和早期成岩作用的制约。南海北部陆坡ZHS-176站柱状沉积物无碳酸盐碎屑的Ba与陆源元素Ti的关系研究表明，南海北部陆坡沉积物中含有大量的生物成因Ba，在末次盛冰期，生物成因Ba占50％～60％。而自冰消期（15Cal．kaBP）以来，生物成因Ba的份额猛增至60％以上；在气候变冷事件发生期间（如Heinrichl，Younger Dryas和8ka冷事件），生物成因Ba骤然减少，体现了海平面变化和短时间尺度的气候对生物成因Ba对海底沉积物供应的制约；而在相对气候暖期Boiling-Allerod（B／A），发育明显的与浮游有孔虫碳同位素“负偏”相对应的生源Ba异常，很可能说明。