6.4级漾濞地震某RC框架及其非结构部件震害分析

2021年云南漾濞6.4级地震造成了较大范围的建筑破坏,在漾濞县城记录到的地震加速峰值(PGA)高达720.2 gal。在强震作用下,大量土木结构的民居发生了破坏,而约束砌体和钢筋混凝土(RC)结构的震害则相对较轻。现场震害调查发现,部分框架结构的震害明显重于同一区域的其他同类型结构,呈现明显、多样的非结构部件破坏特征。因此,该文对某震害较重的框架进行详细调查,分类分析结构及其非结构部件地震破坏细节;依据图纸及现场考察信息建立精细有限元分析模型,对此次地震的地震动破坏力特征以及该框架结构及其非结构部件的地震破坏机理进行了量化分析。分析结果表明:带填充墙框架仿真模型的分析结果与实际震害现象更接近;框架结构局部大空间、框架底部的约束形式和填充墙的布置形式的综合作用导致结构产生局部过大变形与各类非结构部件的严重破坏。在考虑填充墙对框架结构的作用效应后,结构的不规则性大幅增加,导致结构薄弱层的最大层间位移角相较纯框架模型增加127%,并且明显加剧非结构部件的震害。该文对该建筑震害现象的详细调查与仿真分析,可为结构抗震设计与应急救援决策提供参考。

华北平原中南部聊城-兰考断裂的第四纪晚期活动性探测——兼论1937年菏泽7.0级地震发震机制

华北平原是中国人口最多、经济最为发达的地区之一,也是受地震灾害影响最为严重的地区之一。对于该地区断裂活动性和大地震发震机制的研究有利于探索板内地震的发震规律、减轻地震灾害所造成的损失。聊城-兰考断裂是华北平原中南部一条重要的隐伏深大断裂。结合浅层地震勘探、钻孔勘探和第四纪测年方法,对聊城-兰考断裂的活动性进行了精细的研究。坝城寺钻孔揭示聊城-兰考断裂南段错断了全新统底界,为全新世早期活动断裂,揭露出该断裂晚更新世以来造成了4次古地震事件,单次事件的垂直位错为1.2±0.2~3.7±0.2 m。根据钻孔揭示的地层落差计算出该断裂晚更新世早期的平均垂直滑动速率约为0.1±0.05 mm/a,晚更新世晚期—全新世中期的平均滑动速率为0.35±0.04 mm/a。根据1937年菏泽7.0级和6(3/4)级地震的等震线和地表破裂分布特征认为,小留-解元集断裂和东明-成武断裂为该地震的发震断裂;聊城-兰考断裂对于该地区应力的积累、地震的发生具有很好的控制和约束作用,为区域控震构造。

储气库站场天然气泄漏及火灾事故应急知识图谱构建

针对消防、应急处置过程中快速进行决策支持和方案制定的难点,提出储气库站场天然气泄漏及火灾事故的应急模型,该模型应用知识图谱作为风险表征手段,利用双向编码表示转换器(BERT)和双向长短时记忆模型条件随机场算法(BiLSTM-CRF),实现对文本信息的实体识别和关系抽取。利用Neo4j图数据库构建储气库站场天然气泄漏及火灾事故的应急知识图谱。结果表明:相较于传统的应急处置、消防策略研究方法,本文提出的储气库站场天然气泄漏及火灾事故应急模型不仅可以实现对储气库站场天然气泄漏及火灾事故的早期应急处置,还能够识别事故的风险传播路径,为消防应急指挥和应急决策提供支持。

钻井液与含水合物地层热流交换模拟实验系统设计

在冻土和海洋的钻井过程中,钻井液的热流作用会扰动地层中原本稳定存在的水合物,导致水合物分解,造成地层力学性质劣化,进而引发井壁坍塌失稳。为保障钻井安全,需要针对环空内钻井液与含水合物地层之间的直接相互作用开展室内模拟研究,进而摸清水合物分解规律,揭示钻井液与含水合物地层的热流交换机理。然而,已有研究中尚未见到仅考虑钻井液与含水合物地层热流交换作用的模拟实验系统。为此,本文设计了一种仅模拟上述作用的实验系统,并使用ANSYS-workbench进行了强度校核,同时提供了对应的实验方法,为揭示钻井液与含水合物地层的热流交换机理提供实验基础。

加拿大林火研究与管理发展的思考与启示

为了探究加拿大林火管理的国际领先地位形成过程及其实效性,从加拿大林火研究发展历程、林火管理变化与现状、林火次数与受害森林面积变化等方面进行了分析。结果表明:加拿大林火研究中的持续性、创新性、交叉融合性和组织性是形成加拿大先进林火管理的关键。同时,发现加拿大林火次数、受害森林面积在过去的30年间均有明显的降低趋势,体现了加拿大林火管理的实效性。加拿大林火研究中的4个关键点,值得我国学习与借鉴。

基于STAMP的社区燃气管道事故应急疏散过程中安全隐患识别方法

燃气作为一种高效能源已得到迅速普及,燃气管网敷设走进千家万户,但社区燃气管道事故时有发生,给人民的生命和财产造成危害。为对社区燃气管道事故发生后应急疏散过程中存在的安全隐患进行识别,通过对社区燃气管道事故应急疏散过程进行分析,提出一种基于系统理论事故模型及过程(STAMP)方法的社区燃气管道事故应急疏散过程中安全隐患的识别方法,该方法按照明确社区燃气管道事故应急疏散过程及影响因素、分析系统事故安全性、识别系统安全约束、确定安全控制结构、识别潜在控制缺陷和安全隐患5个步骤识别社区燃气管道事故应急疏散过程中的安全隐患,并通过对北京市不同类型的社区和历史事故案例的调研,利用该方法对不同类型社区燃气管道事故应急疏散过程中存在的安全隐患进行了识别。结果表明:老旧社区安全隐患主要与设施不齐全、装置老旧、居民年龄偏高有关;新型商品住宅区安全隐患主要为高层疏散困难、人口密度偏大;历史事故案例中社区燃气管道事故应急疏散过程的安全隐患主要为爆炸产生的冲击波严重、事故发生时间正值假期清晨人口密度偏大。

曲柄摇杆四足机器人实验教学平台设计

为适应新工科人才培养的要求,针对机械类专业课程实践教学环节教学方法陈旧等问题,基于曲柄摇杆机构设计了一款四足机器人实验教学平台,用于机械原理、机械设计等主干课程的实践创新教学环节。该四足机器人的结构设计方案源于哺乳动物运动过程,分析了其运动方式及不同腿部结构对于运动过程的影响,确定机器人机构运动方案;以D-H矩阵变换为数学工具,建立了机器人运动学模型;考虑实验平台应满足较高的经济性和互换性要求,最大程度采用了标准件的数量。对机器人进行了虚拟仿真分析,完成直线与奔跑两种状态的步态规划,实现了四足机器人的整体协调运动,验证了设计的合理性。实践表明,该教学平台的成功设计,丰富了机械类核心课程实践教学内容,对于提高学生的动手实践能力和思维创新能力有着显著的效果。

Delta煤矸分拣机器人实验平台设计

煤矸智能分选对提高原煤分选效率,降低工人劳动强度具有重要意义,也是实现煤矿智能化建设中重要环节之一。设计了基于机器视觉的煤矸分拣机器人教学科研实验平台,该实验平台由Delta并联机器人、图像采集设备、抓取机构和传送带组成。通过工业相机获取煤矸图像进行预处理,并提取煤矸图像的灰度与纹理特征信息,采用支持向量机(SVM)进行煤矸数据集训练与分类检测识别。最终,利用该实验平台进行了机器人标定和煤矸图像识别分拣实验,验证了该实验平台的可行性。

油气行业应急预案诊断概念的多重含义与研究现状

应急预案是应对突发事件的重要抓手,为提升突发事件的应急响应速度,增强突发事件的应对能力,着力防范化解重大安全风险,需形成较规范的预案诊断描述方式。通过归纳总结,发现目前油气行业应急预案在修订与实行过程中存在的问题主要有突发事件覆盖面不足、任务可操作性较差、预案内容碎片化和处置协同失灵4大类;针对当前研究现状的科学问题进行提炼,借鉴机械、医学、心理学领域对于诊断的研究和实践,提出了油气行业应急预案诊断这一新术语和概念;分别从方案选择准确性、处置任务符合性、处置流程时效性和预案可靠性4个方面出发,分析应急预案诊断的不同含义;最后,建议在未来研究中,可考虑针对具体生产场景下的风险与应急处置特性,如建立适用于各类油气生产场景下的应急案例知识框架、处置流程优化表示方法等,开展应急预案诊断方法研究与诊断结果改进的应用。

浅析智利森林火情势及应急救援体系

全球气候变暖加剧,森林火灾呈现爆发态势,其发生频率与强度均增加。随着森林火灾进入到新的火灾周期,各国的应急救援压力也随之增大。2017年和2023年智利经历了全球关注的大火巨灾。我们分析了智利森林火灾特征、趋势以及大火巨灾下的应急救援体系特点。研究结果表明:1985—2022年间,智利森林火灾次数与面积呈现显著上升趋势,火灾主要发生在10月至次年4月;火灾集中分布在智利的中南部地区的人工林与灌木林;智利火灾的分布与人口密度高度相关,主要受人为活动、可燃物状态和气候条件影响。智利应急救援体系具有组织完善、响应快速、信息共享,以及全民参与等特点。本文通过总结智利森林火灾的基本情况和智利大火巨灾下的应急救援经验,以期为我国森林防灭火工作和应急救援体系建设提供参考。

危险化学品事故应急救援信息实时采集与需求分析研究

为应对事故救援现场及救援物资等信息实时掌握不足的情况,将物联网的信息实时采集技术应用于危险化学品事故应急救援过程中。对基于物联网的信息实时采集、传输与处理技术的发展现状进行阐述,从危化品事故应急救援现场中的静态信息和动态信息2方面梳理分析出实时采集所需的各项信息,结合信息实时采集技术,以危化品火灾事故为例构建危化品事故应急救援信息实时采集需求分析体系;结合物联网的各项信息采集、传输与处理技术,探讨构建危化品事故应急救援中的物联网技术应用模式。研究结果表明:该应用模式对于科学、高效地开展应急救援工作、减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

离线式地震灾害快速评估与应急制图系统研发及应用

地震灾害损失快速评估与制图在震后应急中发挥着极其重要的作用。本文以京津冀地区为例,实现一种新颖、实用的快速评估与制图技术,其基于离线数据与自主研发的软件模块即可完成地震灾害损失快速评估与专业制图表达。关键技术与方法包括:(1)京津冀地区基础地理数据与重要涉震数据的融合处理,基于细节层次模型(LOD)的地图显示原理,制作多级预缓存离线地图数据;(2)基于先进的分区分类评估模型与计算方法,生成京津冀地区不同烈度下地震灾害损失预评估结果的公里网格数据;(3)针对大量的离线地图数据与损失预评估公里网格数据,基于地理空间分区实现高效的离线存储管理机制;(4)基于面向对象编程和图形图像处理技术,实现地震灾害损失快速评估与专业制图表达一体化软件集成开发。本研究实现了全链条关键技术,不依赖任何第三方商业软件或服务插件,1分钟内即可自动完成快速评估报告与系列专题图件的生成。研究结果在多次地震应急中取得应用实效,对于提高地震应急处置能力有重要意义。

化工园区安全生产管理机构专业能力提升探讨

为提升化工园区安全生产管理机构专业能力,对化工园区的生产安全风险特征、现有管理模式、专业监管机构能力提升进行分析讨论。研究结果表明:化工园区面临新建化工企业的项目、园区内企业新建改建扩建项目、道路运输、园区内燃气、电力安全等安全生产监督管理需求;化工园区内现有的安全生产管理机构应以化工安全为主体,结合园区安全风险特征配备建筑施工安全、道路运输安全、燃气和电力运输安全等方面的监管人员;化工园区内的安全生产管理机构依据级别、安全风险管理需求、自身管理特征等,通过新增编制、劳务派遣、第三方服务等方式建立专业性强的安全生产管理队伍,是降低园区安全风险的重要举措。研究结果可为化工园区安全生产管理机构专业能力提升提供理论支撑。

地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比——以2022年6月1日M_(W)5.8芦山地震为例

震后快速准确获取同震崩塌滑坡的分布范围和评估可能的灾害损失对地震灾害应急救援和安置规划至关重要,2022年M_(W)5.8芦山地震为开展不同评价模型在区域地震崩塌滑坡的快速评估研究提供了宝贵窗口。文中选用基于机器学习方法建立的新一代中国地震滑坡危险性模型(下文称Xu2019模型)和简易Newmark模型进行了2022年M_(W)5.8芦山地震崩塌滑坡快速应急评估研究,基于本次事件的地震滑坡数据库(包括2352处崩塌滑坡,面积为5.51km^(2)),探讨2种模型的准确性和适用性。结果表明,基于Xu2019模型计算得到的崩塌滑坡面积为5.07km^(2),与实际崩塌滑坡面积十分吻合,而基于Newmark模型计算预测的崩塌滑坡面积达21.3km^(2)。从评估结果的空间分布上来看,2种模型预测的高危险区域基本一致,高危险区域基本位于发震断层的上盘。但Xu_(2019)模型对于西北区域(崩塌滑坡集中发育区)的危险性预测明显偏低,而Newmark模型对西南区域的危险性预测则明显偏高。总体而言,2种模型在区域同震崩塌滑坡分布预测及快速评估方面均具有较好的实用价值,但Newmark模型需要输入多项参数,而这些参数本身及人为获取方式均具有不确定性,导致该模型在实际应用中受人为影响因素较大。

“危险化学品安全生产与应急管理”专题征稿启事

为促进我国危险化学品安全生产与应急管理领域的学术研究,推动关键问题探讨,展示最新研究进展,共享前沿学术成果,重大危险源与化工园区系统安全应急管理部重点实验室(中国安全生产科学研究院危险化学品安全技术研究所)联合《中国安全生产科学技术》编辑部,组织开展2021年危险化学品安全生产与应急管理领域专题征稿,并以增刊形式在《中国安全生产科学技术》上正式发表。

森林消防装备产品质量认证及监督管理制度的研究

中共中央办公厅、国务院办公厅联合发文指出,要从国家层面建立森林草原防灭火装备型谱和认证制度。从影响制度体系建设的关键要素入手,深入分析森林消防装备产品制造业、标准化、合格评定及质量监管现状,研究及分析制度体系结构,并最终提出符合我国现阶段状况的制度体系建设思路,为国家相关行业部门建立质量认证及监督管理制度提供借鉴。

2023年甘肃积石山6.2级地震中川乡液化流滑灾害调查及诱因初析

2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县发生了6.2级地震,地震导致青海省民和县中川乡金田村和草滩村发生特殊的流滑灾害,其规模之大、灾害之重在国内外实不多见。通过实地考察,得出了地震土壤液化是此次流滑灾害诱因的结论,且此次灾害是近70 a以来首次具有现场实证性质的液化流滑型地震灾害。调查分析结果表明:流滑区上游滑源区地下土壤液化触发了流滑,中游流通区特殊的水文地质条件加剧了流滑的发展;土壤液化潜在多区、多源特性,即中游流通区存在疑似液化区;流滑区地震动强度较大,初步估计地震动峰值加速度值为0.4(±0.1)g。调查分析结果可为认识此次液化流滑灾害提供科学依据。

环焊缝根部内凹缺陷对管道内压承载性能的影响

环焊缝是工业钢质管道的重要结构,管道的环焊缝中常常存在一些焊接缺陷。环焊缝根部内凹缺陷是管道环焊过程中产生的一种体积型缺陷,该缺陷可引起较大的应力集中,降低焊接接头的承载性能。基于弹塑性有限元理论,建立了含内凹缺陷管道应力仿真模型,分析了服役压力和极限爆破状态两种典型工况下管道缺陷局部区域及管体应力分布规律,研究了内凹缺陷尺寸参数对管道结构完整性及极限内压承载性能的影响。结果表明,在正常服役压力下,内凹缺陷端部的等效应力最大约为18.59 MPa,而距离内凹缺陷区域较远的管体所承受的应力约为13.18 MPa。在极限爆破工况下,内凹缺陷区域出现较大面积的塑性区,该区域的最大等效应力约为469.5 MPa,超过了焊缝的抗拉强度451 MPa。另外,内凹缺陷径向深度、环向长度和轴向宽度尺寸会引起正常运行工况下管道的最大等效应力发生变化,等效应力变化幅度可达到25%,管道极限内压承载性能随内凹深度的增大而减小。

基于LSTM网络的单台仪器地震烈度预测模型

烈度是地震预警系统的关键产出.如何实现快速预测目标场址的地震烈度是地震预警方法技术研究中的核心问题.本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的单台仪器地震烈度的预测模型(LSTM-Ⅰ).该模型以一个台站观测到地震动参数的时间序列特征为输入,实现动态预测该台站可能遭受的最大烈度.选取了日本K-NET台网记录的102次地震的5103条强震加速度记录训练了神经网络,利用89次地震的3781条数据检验了模型的泛化能力.利用准确率、漏报率以及误报率三个评价指标评价了LSTM-Ⅰ模型的性能.结果表明,当采用P波触发后3 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率为46.78%,出现误报的概率为1.25%;当采用P波触发后10 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率大幅降低到17.6%,出现误报的概率降低到1.14%.结果表明LSTM-Ⅰ模型很好把握住了时间序列中蕴含的特征.进一步基于LSTM-Ⅰ模型评估了Ⅵ度下台站所能提供的预警时间.本文模型能够提供的预警时间与P-S波到时差接近,说明LSTM-Ⅰ模型具有较高的时效性.

基于LMIENet图像增强的矿井下低光环境目标检测方法

煤矿井下工作环境复杂,存在人造光源亮度低、粉尘多和水气密度大等不利因素,导致现有的目标检测算法在应用到煤矿井下时,存在提取特征困难、目标识别和定位精度低等问题。提出一种煤矿井下低照度环境目标检测算法,由矿井低光图像增强模块LMIENet和目标检测模块组成,使用图像增强模块对原始图像进行画质提升,恢复各类图像信息,再使用目标检测网络对增强图像进行特定目标检测,有效提高检测的精确度。在图像增强模块中,改进Zero-DCE算法设计轻量级增强参数预测网络,计算像素级增强参数矩阵,用于低光照图像的亮度调整和画质增强,该网络通过设计的非参考损失函数隐性衡量图像的增强效果,引导网络进行无监督学习,使网络能够不依赖配对数据集对原始图像进行自适应的画质增强。目标检测模块中,采用YOLO v8n目标检测模型,其轻量化的模型尺寸和高灵活性可避免模型整体复杂度过高;采用Focal-EIoU Loss改进回归损失函数,有效加速模型收敛并提升模型检测精度。实验结果显示:与经典目标检测算法Faster R–CNN,SSD,RetinaNet,FCOS等相比,提出算法在自建矿井人员数据集上表现出色,低光照环境下目标检测的mAP@0.5达到98.0%,mAP@0.5∶0.95达64.8%,在实验环境中单帧图像推理时间仅11 ms,优于其他对比方法,证明提出算法能够有效实现在煤矿井下低照度复杂环境下的目标检测,且耗时短、计算效率高。