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。

Effect of Berm Width and Elevation on Irregular Wave Run-Up

This paper discusses the effect of berm width and elevation of composite slope on irregular wave run-up. Based on the data obtained from model tests, the formula and distribution of irregular wave run-up on composite slope are derived. The changing of wind speed, width and elevation of the berm are considered comprehensively. The wave run-up with various exceedance probability can be es-timated utilizing the distribution curves of irregular wave run-up.

地震作用下非等宽平台路堑边坡的动力响应研究

非等宽平台设计是提高碎裂岩体路堑高边坡动力稳定性的有效方法之一,在规范平台宽度不小于2 m背景下,研究该类型边坡的动力响应特征具有重要工程应用价值。通过FLAC3D有限元软件计算三级台阶式边坡平台位置的PGA放大系数、塑性变形区和最大剪应变,然后基于数值模拟结果设计大型振动台物理模拟试验开展非等宽台阶式边坡变形失稳特征和PGA放大系数变化研究,对二级平台宽度引起的边坡破坏程度进行分析,提出路堑边坡工程设计建议。数值模拟表明,随着中间平台宽度增加PGA放大系数先减后增,考虑平台的分割效应下建议该工程二级平台宽度为4 m;物理试验表明,边坡易在平台处产生应力集中,平台分割效应使边坡逐渐分解为局部破坏,地震作用下发生累进变形破坏,分为缓慢变形、加速变形和失稳破坏阶段。研究成果为该类型路堑边坡平台的设计提供了依据。

宁夏罗山松阿扁叶蜂幼虫发生的关键影响因子

【目的】研究松阿扁叶蜂Acantholyda posticalis幼虫的发生与林分因子和立地因子的关系,筛选影响松阿扁叶蜂幼虫发生的关键因子。【方法】2022—2023年,在宁夏罗山国家级自然保护区松阿扁叶蜂主要发生区域设立21块样地,调查松阿扁叶蜂幼虫虫口密度和林分因子及立地因子。应用逐步回归分析法筛选出影响松阿扁叶蜂幼虫平均虫口密度的关键因子;采用方差分析和相关性分析法得出松阿扁叶蜂幼虫平均虫口密度与关键因子之间的关系。【结果】逐步回归法筛选出草本盖度、冠幅、郁闭度和坡位是影响松阿扁叶蜂幼虫发生的关键因子。根据关键因子建立了幼虫平均虫口密度的线性预测方程。筛选出的4个关键因子中,草本盖度和坡位对松阿扁叶蜂幼虫的发生有抑制作用,冠幅和郁闭度对松阿扁叶蜂幼虫的发生有促进作用。【结论】松阿扁叶蜂幼虫在林下草本盖度低、林分郁闭度和冠幅大的上坡位林地易发生。建议将这些林地作为防治重点区域,调整位于上坡位的林木草本盖度至0.3以上,冠幅至2.5 m以下,郁闭度至0.7以下,实现对宁夏罗山松阿扁叶蜂幼虫种群数量的生态控制。

新疆西天山峡谷不同坡位野核桃冻害特征

严重的冻害影响核桃生长发育甚至导致植株死亡。采用样方法调查新疆西天山峡谷野核桃自然保护区不同坡位野核桃的冻害情况,分析了野核桃冻害的分布特征,树高、冠幅和坡位对野核桃冻害的影响。结果表明:(1)野核桃总冻害率87.1%,其中,2级冻害株的比例最大(43.4%),其次为1级(22.5%)、3级(17.5%),4级最少(3.7%)。(2)野核桃冻害株以坡中比例最大(46.5%),其次坡底(35.9%),坡顶最少(4.7%);未受冻害株以坡顶比例最大(7.4%),其次坡底(3.3%),坡中最少(2.2%)。(3)6个树高级(H)冻害株的比例依次为:H1(43.4%)>H4(19.5%)>H6(17.0%)>H5(15.7%)>H3(4.3%)>H2(0.1%)。(4)6个冠幅级(CW)冻害株的比例依次为:CW1(43.4%)>CW4(22.1%)>CW3(20.3%)>CW5(9.5%)>CW2(2.9%)>CW6(1.8%)。(5)同一坡位不同树高级和冠幅级冻害株比例差异显著(P<0.05);1级和2级冻害株主要发生在坡中和坡底,3级和4级冻害株主要发生在坡中。(6)冻害株与胸径呈显著相关(P<0.05),与冠幅呈极显著负相关(P<0.01)。保护区的野核桃植株大部分遭受冻害,野核桃植株冻害等级比例在不同坡位、不同树高级和不同冠幅级之间差异较大。本研究结果为保护区的管理和野核桃冻害的预防提供科学参考。

不同坡型组合的混合土多级边坡稳定性研究

为合理开挖川西混合土路堑高边坡,文中以平台宽度、坡比和坡高3个几何参数作为影响因素,开展不同坡型组合的多级高边坡稳定性研究。研究结果表明,平台宽度、坡比和坡高对边坡稳定性安全系数影响显著,且稳定性安全系数与平台宽度呈线性正相关关系,与坡比和坡高呈负相关关系。研究结果对类似地区多级边坡设计具有一定的参考价值。

坡度点烧实验中床层宽度对林火蔓延的影响

本研究在实验室内构件目标林分下的可燃物结构床层并进行点烧试验,通过改变点烧平台的坡度与宽度值,分析有坡点烧实验中不同床层宽度对火线燃烧轨迹、林火蔓延速率的影响。实验包括四种床层坡度(0°、10°、20°、30°)和三种床层宽度(1、2、3 m),每场点烧进行两次共24场点烧实验。将本研究结果与现有相关经典模型预测值对比后,给出合理的床层宽度范围,在保证点烧实验精度的前提下,以期为今后的相关研究提供参考。

生态海堤设计方案研究

本文以深圳市前海海堤设计方案为基础,研究生态海堤迎水侧斜坡坡率、复式断面平台宽度以及平台水深对波浪爬高的影响,提出了前海海堤的设计方案。研究表明,斜坡坡率越大、平台宽度越宽、平台水深越深,波浪爬高越小,当趋于某一值时,波浪爬高趋于稳定。研究结论可应用在海堤设计中,使工程师快速设计出波浪爬高较小的设计方案,为生态海堤断面设计提供思路。

水流冲刷作用下单体土工袋稳定特性试验研究

【目的】为探究水流冲刷作用下单体土工袋在河流护岸结构中护底处的稳定规律,【方法】基于塔里木河土工袋护岸工程,搭建水槽模型试验平台,制作了不同规格土工袋模型。讨论Robin体积公式在实际工程应用中的不足。基于土工袋试验结果,分析了土工袋充填率、长宽比、下垫面糙率、摆放形式等实际工程中重点关注因素与稳定性的响应规律。【结果】试验结果显示:土工袋所受推力FD随充填率的增加而逐渐增大,升力FL随充填率的增大先增大后减小;长宽比大于2.33时,土工袋顺水流放置时稳定性逐渐降低,而垂直水流放置时,土工袋稳定性随长宽比的增加一直降低;通过改变土工袋与下垫面的糙率可有效提高土工袋的稳定性。【结论】结果表明:充填率通过直接影响装填后土工袋有效受力面积,进而影响使土工袋失稳的FD和FL的大小;土工袋的稳定不仅与充填率有关,还受土工袋长宽比设计的影响,较大的长宽比不利于土工袋的稳定,且顺水流、垂直水流放置时稳定能力差别很大;实际工程中可在护底处土工袋下方铺设土工布,一方面可提高土工袋的摩擦稳定能力,另一方面也可起到一定的反滤作用。

多级边坡平台宽度对边坡地震动力响应及破坏机制的影响

以典型工程边坡为原型,利用FLAC3D有限差分软件建立一个三维土坡模型,分析地震作用下多级边坡平台宽度对边坡动力响应特性和动力失稳机制的影响。计算结果表明,边坡设置平台可以有效地提高地震动力条件下边坡的稳定性,且平台宽度越大则稳定性越显著;PGA放大系数随着平台宽度的增大而减小。结合频谱分析得到第一级边坡坡顶的动力响应较第二级边坡坡脚的大,边坡岩土体剪应变增量和位移响应也减小;地震作用下边坡塑性区从坡脚部位向坡体内部发展,随地震持时的增加,坡顶出现拉张变形,坡面及其浅表层发生拉张剪切变形,坡体内部一定部位发生剪切变形;坡面监测点位移时程曲线表明,地震作用下边坡坡脚位移向上,发生剪出变形或破坏,坡脚和变坡点均为薄弱部位,应加强支护。研究结果对多级土质边坡抗震设计具有一定指导意义。

岛礁地形抛石护岸稳定性试验研究

岛礁地形是一种特殊的海岸形式,国内外学者对波浪在岛礁地形上的传播变形研究较多,但对于岛礁地形上的护岸工程研究较少,缺乏对关键设计参数的研究。以马尔代夫机场岛护岸工程为例,通过比例尺为1∶10的波浪水槽物理模型试验,分析研究了3种不同岸坡宽度、4种不同水深和波浪组合工况下的护面块石稳定性。结果表明,前沿岸坡宽度,即护岸坡脚至礁缘之间的距离是影响抛石护岸稳定性的重要因素。在同样水深、波况及护岸块石质量条件下,护面块石的失稳率随岸坡宽度的增加而减小。进一步分析发现,为保障护岸安全,抛石护岸外坡坡脚宜布置于波浪破碎点之后,且与破碎点之间距离不应小于浅水波长的26%,即0.26T√ghe。

露天煤矿端帮单车道运输设计研究

为了最大限度回采露天煤矿端帮边坡压覆资源,基于极限平衡理论和端帮超前内排技术基本原理,应用SLOPE/W软件分析双车道改单车道运输设计对端帮整体边坡和局部边坡影响,分阶段、岩性研究了单车道循环运输条件下露天煤矿端帮最优边坡形态。研究结果表明:合理优化单车道循环运输位置,在保证端帮整体和局部边坡稳定情况下,能够显著提高煤炭资源回采率;在不超初步设计情况下,与原研究设计相比,通过优化端帮边坡设计,在实行单车道循环运输基础上,可提高端帮整体边坡角4°,提高端帮局部边坡角5°,可多采出煤炭资源300.4万t;与端帮边坡上双车道运输平盘相比,基于不同阶段端帮边坡单车道设计,可创造经济效益非常显著。

渗流作用的深基坑两级边坡稳定性分析

通过渗流与应力的耦合作用分析了两级边坡的三维应力场特点,随后运用有限元强度折减法探讨了渗流作用下的边坡稳定性及影响因素。结果表明耦合法的数值要高于不耦合法,与边坡实际变形更为接近,证明了耦合模式的效果是明显的。随着平台宽度,倾角的增加,两级边坡的滑动面由单一面向双滑面发展,滑动区域也将随倾角的增加而逐渐减小。渗流的耦合作用造成底部坡体变形要小于上部坡体,水体约束了土体的横向变形,抑制坡体的下滑,研究的成果可为多级边坡的渗透破坏模式提供理论指导。

基于地震力的边坡优化设计

在毕肖普法中考虑地震过程产生的竖向力和水平作用力,建立边坡的地震破坏模型。对于设计台阶和不设计台阶边坡进行抗震分析,探讨台阶宽度对边坡抗震的影响。通过编写vb工程计算软件,进行迭代计算得出,在地震荷载作用下,边坡从失稳状态达到临界状态时,都将对应一个临界台阶宽度的结论及其变化规律。这为边坡抗震设计提供重要的参考依据。

管道衬砌内水外渗对边坡稳定影响的数值模拟

根据钢筋混凝土受拉开裂特性,通过混凝土开裂后钢筋和混凝土联合承载原理,提出了在内水压作用下混凝土衬砌开裂的裂缝宽度估算公式。根据开裂衬砌内水外渗的规律,提出了高压管道内水外渗与混凝土衬砌裂缝宽度相互影响的有限元迭代计算分析方法。该方法将内水压荷载分解为起裂荷载和破坏荷载,对混凝土衬砌起裂荷载采用一次加载,对破坏荷载采用分级加载迭代,由此较好地反映衬砌开裂和渗流耦合作用效应。根据渗流荷载对边坡的破坏作用,提出了对边坡稳定判断的思路。通过对实际工程的分析计算,论证了高压管道内水外渗对边坡的稳定影响,为内水外渗与应力场耦合分析提供了一种有效的计算方法。

一种低电磁干扰载波斜率随机分布脉宽调制技术

针对固定载波脉宽调制技术输出电压谐波在载频及其倍频附近集中的问题,提出了一种载波斜率随机分布脉宽调制技术,无需滤波电路即可分散谐波能量,减少谐波突出幅值给电力系统带来的电磁干扰问题。在分析固定载波脉宽调制谐波特性的基础上,类推出随机载波脉宽调制技术的可行性;从随机信号的数理统计参量出发构建了载波斜率随机分布脉宽调制数学模型,对输出电压功率谱进行推导,阐释了载波斜率随机分布脉宽调制技术分散谐波能量的原理,并对影响谐波能量分布的参数进行了分析;最后,仿真和实验表明载波斜率随机分布脉宽调制输出电压谐波能量更为分散、平缓,对于中大容量电力系统中谐波处理具有重要意义。

太白山南北坡高山林线太白红杉对气候变化的响应差异

气候变化对秦岭植被生长的影响已经引起了人们的广泛关注,在相同的立地条件下,植被对气候变化的响应会因坡向不同而产生差异,秦岭的分水岭太白山尤为典型,为更进一步揭示不同坡向太白红杉(Larix chinensis)对气候变化响应的差异,以树木年代学为依据,利用采自太白山南、北坡相同海拔的太白红杉树芯样本分别建立了树轮年表,并分析了两者的年表特征,探讨了树轮宽度指数与气候因子之间的相关性及逐步线性回归方程。结果表明:太白山南、北坡太白红杉年表的平均敏感度、样本间平均相关系数、样本总体代表性等特征值较高,表明两个不同坡向年表中皆含有丰富的环境信息,相对而言,北坡样地植被对气候的响应较南坡样地敏感;由相关性分析可知,南北坡太白红杉差值年表对气温和降水响应显著的月份有所差异,北坡样地轮宽指数与当年和前一年1—6月平均气温皆为显著正相关关系,而南坡样地轮宽指数仅与当年5—6月平均气温通过显著性检验。南、北坡太白红杉径向生长都明显受到前一年6月降水"滞后效应"的一致影响,但北坡仅与当年8月的降水呈显著正相关,南坡与当年1—4月的平均降水量存在十分显著的负相关;多元线性逐步回归模型显示,气温因子对回归方程的贡献最大值均大于降水因子的贡献最大值,表明气温因子的变化更易引起太白红杉树轮宽度的变化,另外,气温因子对北坡样地回归模型的贡献值比气温因子对南坡样地回归模型的贡献值大,表明北坡样地处树轮宽度指数对气温因子更敏感,并且与相关分析结果一致。

土工格室柔性挡墙变形规律数值模拟研究

土工格室柔性挡墙作为一种新型公路边坡支挡结构,在公路工程建设中具有广阔的应用前景。柔性挡墙墙背土压力与挡墙的变形形态及位移量大小密切相关。运用岩土工程有限元分析软件Plaxis研究了柔性挡墙在不同工况下的变形规律,计算分析了挡墙的高宽比、坡度以及路基表面荷载对于挡墙的变形性状的影响。研究结果表明,高宽比较大时,挡墙的水平位移量和自身的挠曲变形较大,墙背变形表现为外凸的抛物线形。随着高宽比的减小,挡墙的水平位移量和挠曲变形逐渐减小,墙背变形形态亦发生了变化;挡墙顶部的水平位移随着坡度的变小而迅速减小;随着填土表面荷载的增大,挡墙顶部的水平位移量逐渐减小,而总水平位移量和挠曲变形却逐渐增大。研究成果为柔性挡墙土压力计算方法的提出提供合理的理论依据,对于土工格室柔性挡墙的设计具有一定的参考价值。

不同灌水参数组合时田面坡度对灌水质量的影响研究

田面坡度是影响畦灌灌水质量的重要因素,研究田面坡度对灌水性能的影响时,要结合灌水定额、平整精度、田面糙率和单宽流量等参数进行分析。通过对常规平地技术条件下多组合灌溉参数模拟分析得出:不同灌水定额、平整精度、田面糙率和单宽流量组合对应不同的最佳田面坡度,当灌水定额为60.00 mm,平整精度为4.25 cm,田面糙率为0.12,单宽流量分别为4、3 L/(s.m)和2 L/(s.m)时,反向模拟出最佳的田面坡度分别为1.6‰、1.8‰和2.2‰;并通过研究田面坡度对水流推进和消退过程的影响得出:田面坡度为2.0‰的水流推进和消退过程曲线明显比1.6‰和1.2‰的曲线平滑,说明在较小的单宽流量条件下,相对较大的田面坡度可使田面水流运动更加稳定,有利于改善灌水质量。

电流型PWM DC-DC升压转换器的稳定性分析与实现

文章先对影响电流型DC-DC升压转换器电路的系统稳定性的因素进行分析,然后在电路设计实现上提出了具体的改进办法:在误差放大器模块增加频率补偿电路来消除放大器反馈环路可能存在的振荡现象;采用斜坡补偿电路来增强反馈电流环路的稳定;为了提高电压反馈环路的稳定性,创新提出在芯片外部增加COMP管脚,内部增加环路补偿电路;输入管脚增加旁路电容以减少噪声;输出管脚增加旁路电容以增强芯片反馈系统的稳定性;通过采取这些措施,保证了芯片电路的的稳定性能,并极大的提高了输出电压的精度,设计取得了很大成功。