最新刊期
2025年第57卷第6期
- “山区河流推移质输移监测技术取得新进展，专家构建多源声震监测系统，为水沙灾害评估提供科学依据。”摘要：对山区河流推移质输移过程的定量预测是开展山区水沙灾害评估及水利工程建设的关键所在。然而，陡急山区河推移质输沙率显示出强烈的时空脉动性。受限于当前对推移质输移过程的测量手段，现有对推移质输移过程的认识仍十分有限。针对传统直接测量方法采样效率低且可达性差，难以实现对推移质输沙率长期、连续且精细化测定的技术问题，系统论述基于高频声震信号的山区河流推移质输移监测技术研究进展，为下一步相关研究提供突破口。推移质输移过程诱发的高频声震信号为其运动规律研究及输沙参数反演提供新途径，通过构建不同类型的推移质声震监测系统为载体，监测和记录推移质碰撞声震能量，解析声震信号诱发机制，推演推移质输沙关键参数，最终完成对山区河流推移质全过程输沙通量的动态计算。山区河流推移质输移过程高频声震信号监测研究的关键问题和难点体现在以下4个方面：1）推移质多源声震监测系统的构建。全方位记录推移质碰撞、冲击河床所激发的高频声震信号。2）推移质输移声震信号特征识别与计算。通过对监测震动信号进行降噪、卷积变换和特征分析，获取信号波包、脉冲响应、振幅分布、特征频率及功率谱密度等重要参数。3）推移质高频声震信号解译算法。实现推移质震源空间定位、信号震源物理模型构建及信号传播与衰减模型的构建。4）推移质输沙物理参数精细化反演。通过监测震动信号结合所构建标定模型反演计算推移质分组粒径、输移速度、运动模式及输沙率等关键参数。针对上述4个方面的内容，结合最新研究成果，对高频声震信号在陡峭山区河流推移质输移过程监测方面的研究进展进行总结和讨论，并对目前研究领域面临的几个问题做出建议：构建基于多传感元件普适性更强的声震联合监测系统，开展更为精细的推移输声震信震源机制研究，系统性建立各信号响应指标与输沙参数指标的数据库，可基于机器学习方法实现更为高效的推移质输沙过程反演。本文可为完善山区河流推移质输移监测体系、水沙灾害定量评估、山区水利工程建设与长期运营等方面提供科学依据。关键词：山区河流;推移质;声震信号;监测系统;震源机制;输沙率342|314|0更新时间：2025-11-25
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湿床溃坝波演进特性试验研究 AI导读
“最新研究揭示了溃坝洪水波形和波高受上下游水深及坡度影响的规律，为溃坝洪水灾害学提供理论依据。”摘要：溃坝洪水的传播过程受上下游初始水深影响。现阶段对溃坝洪水的试验研究较少关注到上下游水深和坡度对湿床溃坝波形和波高变化的影响。为研究湿床溃坝波波形及波高的演进特性，基于大尺度水槽（长52 m、宽1.2 m、高1 m）试验，采用波高仪测量了下游不同位置在不同时刻的溃坝波水位。通过对水位变化分析，研究了不同坡度i及上下游初始水深等因素对溃坝洪水波演进特性的影响。研究结果表明：溃坝波传播过程中波形受上、下游水深及坡度影响，通过全局弗劳德数Fx对溃坝波的传播形态进行区分：当Fx<1.2时，溃坝波以波动波（undular wave）形式传播；当Fx>1.2时，溃坝波以涌浪波（bore wave）形式传播；当Fx=1.2时，溃坝波处于两种典型波动形态之间的过渡阶段。Fx会对溃坝洪水位爬升形态产生明显影响，基于此构建了溃坝洪水位爬升计算模型；探讨了水位爬升速度C随Fx在两种波形下的变化规律：当Fx<1.2时，C随Fx增大而变大；当Fx>1.2时，C随Fx增大而趋于稳定。讨论了Stoker理论解在求解波高方面的适用性，当溃坝波以undular wave形式传播时，基于试验数据及Stoker理论解构建了不同水深比α条件下最大波高hmax与Fx之间的函数关系。将上述计算方法与现有试验进行对比，发现数据吻合较好。研究成果对全面认识溃坝洪水波的形成及发展提供重要支持，为建立溃坝洪水灾害学提供理论依据。关键词：湿床;全局弗劳德数;溃坝波形;洪水位爬升;最大波高204|367|0更新时间：2025-11-25 -
小浪底水库浑水异重流出库理论判别 AI导读
“最新研究揭示了多沙河流水库异重流排沙的动力因素，建立了异重流出库判别图，为高效排沙提供可靠依据。”摘要：浑水异重流是多沙河流水库中泥沙常见的运动形式，在小浪底水库拦沙运用初期对减少库区泥沙淤积起到重要作用。异重流持续运移至坝前实现排沙出库所满足的条件对多沙河流水库的运行管理至关重要。本文引入河流功的概念研究小浪底水库异重流出库的动力因素。在忽略水沙交换的情况下，异重流运动受控于河床纵比降和自身水沙动力。用潜入点至坝前的平均河床纵比降J0与异重流临界比降Jc的比值J0/Jc表示相对河床纵比降，代表异重流运动的地形条件；用异重流平衡速度u和持续时间T的乘积与潜入点至坝前的径向距离L比值uT/L表示异重流持续运动的相对距离，代表异重流水沙动力因子；进而确定相对河床纵比降J0/Jc和自身水沙动力因素uT/L双参数构成的异重流出库判别图。分析小浪底水库1999年建库至2023年的逐日水沙资料，确定了92场次异重流过程，从整体上看，水量和沙量越大的洪水过程能够产生较为明显的异重流排沙过程。采用该判别图能成功将大部分能否到达坝前的场次异重流进行区分，同时为多沙河流水库异重流高效排沙提供了可靠依据。关键词：浑水异重流;小浪底水库;出库;判别122|147|0更新时间：2025-11-25 -
基于物理过程的冰碛湖稳定性评价模型 AI导读
“在气候变化背景下，青藏高原冰碛湖溃决威胁下游安全。专家建立了冰碛湖稳定性评价模型，为定量评估冰湖溃决风险提供技术支撑。”摘要：全球气候变化背景下，青藏高原冰碛湖溃决严重威胁下游居民点和水利水电设施安全。为确定冰碛湖溃决的临界条件、定量分析冰碛湖稳定性，综合冰碛湖扩张、滑体入湖涌浪、涌浪传播、漫顶溢流和管涌侵蚀等多物理过程建立了冰碛湖稳定性评价模型。模型明确了漫顶溢流与管涌溃决的临界条件，以终碛坝坝前水头与溃决临界坝前水头之比作为冰碛湖稳定性系数，既实现了冰碛湖稳定性定量评价，又揭示了冰碛湖溃决主导机制。在西藏嘉龙错应用模型，结果表明，近30年来，嘉龙错漫溢与管涌稳定性系数分别增长了近3倍和1倍，冰碛湖的稳定性显著降低，未来诱发冰湖溃决的主导机制为漫顶溢流。冰碛湖稳定性与平均水深、入湖滑体体积和背水坡坡度呈负相关，与坝高成正相关。相同体积刚性滑体对冰碛湖稳定性的降低程度超过散体滑体，散体滑体诱发冰碛湖漫溢溃决的临界体积比刚性滑体高出1个数量级。本模型将为青藏高原冰碛湖溃决洪水风险定量评估提供重要技术支撑。关键词：冰碛湖溃决;终碛坝;漫顶溢流;管涌;稳定性155|331|0更新时间：2025-11-20 - “在特殊工程问题下，面板堆石坝安全监测技术取得新进展，为高坝高、高寒、高地震烈度、深厚覆盖层及狭窄河谷等复杂条件下的面板堆石坝筑坝水平提供理论支持和实践指导。”摘要：复杂的地形地质条件、严酷的坝址自然环境及从200～300 m级坝高的跨越，对面板堆石坝的安全监测技术发展提出更高要求。本文聚焦于高坝高、高寒、高地震烈度、深厚覆盖层及狭窄河谷等特殊工程问题，系统梳理“三高一深一窄”下的面板堆石坝结构问题，阐明面板堆石坝技术的核心在于坝体的变形控制与综合变形协调。现有研究发现：坝高的增加会使面板堆石坝变形加剧，进而引发面板开裂，削弱坝体防渗体系；高地震烈度区的面板堆石坝永久变形显著，易产生局部裂隙和内部损伤；建于极端低温条件下的面板堆石坝耐久性较差，止水结构损坏风险较高；深厚覆盖层上的面板堆石坝易产生不均匀沉降、长期变形和面板开裂等问题；狭窄河谷中的面板堆石坝变形梯度较大，止水结构和面板易遭破坏。在此基础上，综述面板堆石坝安全监测技术的发展现状，归纳特殊工程问题下面板堆石坝安全监测的关键技术，明确重点监测部位、主要监测项目及常用监测方法。具体而言，对高坝高的面板堆石坝应重点关注大坝变形和渗流安全，对高地震烈度区的面板堆石坝应加强大坝强震监测，对高寒地区的面板堆石坝应主要聚焦冰压力、坝体及面板变形监测，对深厚覆盖层地基上的面板堆石坝应重点监测地基沉降、防渗墙变形及防渗设施的防渗效果，对狭窄河谷中的面板堆石坝应加强大坝表面和内部变形、面板变形及堆石体应力的监测。随后，进一步介绍中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司自主研发的基于全球导航卫星系统（GNSS）监测的双棱镜装置等新型监测设备，使监测技术发展与特殊工程问题下面板堆石坝的筑坝水平相适配。最后，基于安全监测工作总结面板堆石坝施工方法和施工控制指标的改进和修正经验，分析“三高一深一窄”特殊工程问题下改善面板堆石坝服役性态的工程措施，探讨面板堆石坝综合变形协调的控制手段。本研究有望为面板堆石坝安全监测技术发展提供系统性的理论支持和实践指导，保障“三高一深一窄”特殊工程问题下面板堆石坝的长效运行安全。关键词：面板堆石坝;安全监测;高坝高;高寒;高地震烈度;深厚覆盖层;狭窄河谷85|186|0更新时间：2025-11-25
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均匀沙起动概率计算模型比较研究 AI导读
“在泥沙运动领域，专家建立了泥沙颗粒起动概率公式，为山洪治理、水力发电等提供解决方案。”摘要：天然河流水流会挟带大量泥沙，这种泥沙运动会影响水流结构和河床，因此研究泥沙起动概率问题对于山洪治理、水力发电以及水库淤积等具有重要意义。采用滚动或者滑动的运动模式，结合泥沙颗粒水流推移力、水流上举力和泥沙自身的重力与泥沙颗粒水下休止角之间的关系，泥沙颗粒起动时，其水平方向的推移力必须大于阻力，根据受力平衡关系式得到了泥沙颗粒起动概率积分表达式，该表达式充分揭示了泥沙颗粒的受力图景，弥补了以往起动概率公式忽略水流推移力的不足。本文建立的起动概率公式有5个参数需要确定，通过无量纲粒径参数结合试验资料，求出了起动概率公式中的水下休止角正切值变量；利用粗糙床面水流流速和紊动分布试验数据，确定了近床面的时均流速和水流方向的紊动强度；利用均匀沙起动资料结合比例法确定了水流推移力系数和水流上举力系数，以及Luque的7组实测资料和Guy的108组试验资料对本文泥沙颗粒起动概率公式进行了验证，并与爱因斯坦公式、Engelund and Fredsoe公式以及程年生等计算公式进行了比较。结果显示：研究得到的起动概率公式具有最高的计算精度。对于临界状态的泥沙颗粒，本文起动概率倾向于弱动的起动模式，而其他公式则趋向于中动起动模式；与经典的希尔兹起动概率公式比较，本文的起动概率公式可以很好地与希尔兹曲线重合，而其他公式则是一条直线，只能计算大颗粒的泥沙起动问题。关键词：均匀沙;平均流速;水流上举力;水流推移力;泥沙起动170|260|0更新时间：2025-11-25
水灾害防治与水环境调控
- “在建筑隔震技术领域，专家通过试验研究了铅芯橡胶隔震支座在大变形加载下的滞回性能，为高烈度地区减轻地震灾害提供解决方案。”摘要：建筑隔震技术是在上部结构与基础或下部支承结构之间设置隔震层，通过延长结构周期并增加阻尼的方式，减少地震能量向上部结构传输从而保护上部结构，是高烈度地区减轻地震灾害最有效的方式之一。由于隔震层的刚度小，隔震结构的变形绝大多数集中在隔震层。通常认为隔震支座的变形在中等剪切变形范围内基本符合双线性模型，但当支座在大变形加载（ > 250%剪切变形）下，橡胶的硬化特性会导致隔震支座的刚度和承载力明显增大。本文采用直径500和800 mm的铅芯橡胶隔震支座（LRB），分别进行基本滞回性能和大变形加载下的滞回性能试验，研究不同加载制度下支座最大剪切变形为350%时的滞回性能。结果表明：LRB在100%剪切变形加载下其滞回性能符合双线性模型，但是当剪切变形超过200%后便逐步表现出硬化效应，其硬化后刚度约为初始屈服后刚度的1.6倍；支座在大变形加载时表现出明显的强度退化，并且在不同的大变形加载制度下支座的承载力及退化有明显的差异。以2022年四川泸定地震中某基础隔震建筑为研究对象，对比分析不同LRB模型和不同类型地震作用下结构的隔震性能。分析结果表明：隔震支座的大变形力学特性对于隔震结构在强震作用下的动力响应有明显的影响；对于高烈度和近断层地区的隔震结构，支座大变形硬化行为导致上部结构剪力的增加，其性能评估建议采用能考虑大变形特征的精细化的支座模型。关键词：隔震结构;铅芯橡胶隔震支座;大变形加载;支座硬化;强度退化262|327|0更新时间：2025-11-25
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近断层脉冲型和远场长周期地震动作用下隔震结构的动力响应与调谐减震控制 增强出版 AI导读
“在地震工程领域，专家分析了隔震结构在长周期地震动作用下的动力响应，并提出了调谐减震设计方法，为隔震结构减震控制提供解决方案。”摘要：隔震结构具有长周期特征，需着重关注其在长周期地震动作用下的动力响应及相应的减震控制技术。本文筛选出50条近断层脉冲地震动和50条远场长周期地震动作为输入，考虑隔震层的非线性特征，分析了在多级地震动作用下隔震结构的位移和加速度响应。基于隔震结构的动力响应分析结果，提出了对应的调谐减震设计方法，并检验了调谐减震的控制效果。结果表明：在长周期地震动作用下，建议将隔震层的屈重比取值在0.06～0.07，以控制隔震层的最大位移，并避免上部结构加速度响应过大；在远场长周期地震动作用下，调谐减震对隔震层位移和上部结构绝对加速度响应的控制效果较好，且减震效果随输入地震动强度等级的增大而提升；在近断层脉冲地震动作用下，调谐减震对隔震层位移的减震效果较差，甚至会出现负面效应；调谐减震发挥作用的滞后性及隔震层非线性特性造成的调谐减震失谐，是造成其减震效果具有显著差异性的主要原因。在远场长周期地震动潜在发生的区域，可采用提供的方法对隔震结构进行调谐减震设计。关键词：长周期地震动;隔震结构;调谐减震控制;近断层脉冲;远场长周期184|346|0更新时间：2025-11-25 - “在抗震设计领域，专家提出了新型功能可恢复的塑性铰区扩大截面预应力混凝土摇摆自复位桥墩，通过有限元分析验证了其抗震性能，为桥梁抗震设计提供新思路。”摘要：为顺应韧性抗震设计理念的新要求，提高预制拼装桥墩抗震性能和震后功能快速恢复能力，提出一种新型功能可恢复的塑性铰区扩大截面预应力混凝土摇摆自复位桥墩。介绍新型桥墩结构构造，分析桥墩工作机理；设计2组新型摇摆桥墩模型，基于OpenSees有限元分析软件，建立该桥墩的数值计算模型，验证模型可靠性；研究新型桥墩的滞回性能、承载力、耗能和残余位移等抗震性能参数；探讨耗能钢筋配筋率、上部和底部预应力筋的有效预应力对新型桥墩抗震性能的影响规律；从能量角度出发，提出摇摆自复位桥墩抗力韧性评价方法，对新型桥墩抗力韧性进行评价分析。结果表明：新型桥墩的滞回曲线呈现饱满“旗帜型”，捏缩效应显著，残余位移偏移比小于1%，具有良好自复位能力和可修复性；其侧向承载力和位移延性相较于整体式钢筋混凝土桥墩分别增加80%和20%以上，具有更好的抗震性能；综合承载力、耗能能力及复位能力，当新型桥墩耗能钢筋配筋率在0.5%～0.6%之间，上部、底部预应力筋有效预应力分别为484、646 MPa时，桥墩抗震性能达到最优；所提出的抗力韧性评价方法能准确判别摇摆自复位桥墩不同阶段的抗力韧性。关键词：预应力混凝土桥墩;摇摆自复位;功能可恢复;抗震韧性255|684|0更新时间：2025-11-25
工程结构减震与隔震
- “在自动驾驶等领域，针对行人遮挡问题，提出了全局特征聚焦与信息增强网络GFFIE-Net，有效提升了检测精度。”摘要：随着行人检测技术在自动驾驶、机器人导航系统及智能监控等领域的广泛应用，对检测精度的要求日益提高。然而，在现实场景下行人遮挡问题突出，当严重遮挡时目标可视范围急剧减小，行人特征大量缺失，致使检测器难以有效区分目标与背景。针对此问题，创新性地提出全局特征聚焦与信息增强网络（GFFIE-Net），通过设计特征增强模块和分级融合机制，致力于解决行人遮挡检测难题。具体而言，针对主干网络输出的多个不同分辨率特征图，首先，通过卷积注意力模块（CBAM）动态调整特征图各通道与空间位置重要性，强化关键区域特征信息并抑制背景噪声，使网络聚焦目标区域；随后，顺序级联Mamba模块对聚焦去噪特征图进行全局信息的建模，提取被遮挡行人周围上下文信息，结合行人可见特征进行完整推理；最后，设计分级特征融合机制，高效融合高级语义信息与位置细节信息，以实现特征图间的多尺度信息交互。实验结果表明，在CityPersons数据集的严重遮挡子集上，漏检率二次指数达到43.7%，相比基准网络提升了4.4个百分点；在Caltech严重遮挡子集上，漏检率二次指数达到33.6%；在CrowdHuman数据集上，漏检率二次指数达到了43.2%，性能超过了一些主流算法。通过可视化分析，进一步证明GFFIE-Net具有高效处理行人遮挡的能力。关键词：行人检测;Mamba;特征增强;CBAM66|96|0更新时间：2025-11-25
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基于知识蒸馏的民间文学文本修复 AI导读
“在民间文学文本修复领域，专家提出了基于知识蒸馏的修复方法，有效提升了修复质量和效率。”摘要：民间文学是一种描述民众社会生活和思想文化的重要载体。由于自然、历史或人为等因素，记录民间文学的文本存在字词模糊不清、难以辨识甚至完全缺失等情况。为更好地研究、传播和传承民间文学，需要对不完整的民间文学文本作品进行修复。为补全不完整民间文学文本句子中的缺失字词信息，确保修复后句子与原不完整句子在内容和结构上保持一致，本文将民间文学文本修复视为一种可控文本生成任务。针对民间文学文本标记数据稀缺、存在特殊词汇和具有结构性特征等特点，考虑现有的可控文本生成方法面临的灾难性遗忘现象和处理民间文学领域数据时存在的泛化性不足等问题，提出了一种基于知识蒸馏的民间文学文本修复方法。首先，使用预训练语言模型和学生网络，获取民间文学文本中字符的基础特征向量，构建语义特征矩阵并对其进行知识蒸馏，保证学生网络与教师网络输出特征之间较小的分布差异，增强学生网络对句子整体语义的理解。然后，基于语义特征矩阵构建结构特征矩阵并对其进行知识蒸馏，以加强结构知识在学生网络参数更新过程中的约束。针对民间文学作品的3类典型体裁，构建了相应的数据集并对本文方法进行了实验测试，实验结果表明：修复结果句子的双语互译替代评估（BLEU）指标提升了1%～6%，困惑度（PPL）指标降低了15～300，验证了本文方法的有效性。关键词：民间文学;文本修复;知识蒸馏;灾难性遗忘;结构知识49|88|0更新时间：2025-11-25
人工智能
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椰壳纤维加筋石灰改良土力学性能试验研究 AI导读
“在工程领域，通过试验研究椰壳纤维改性石灰土，揭示了纤维加筋石灰土力学性能改善的内在机理，为实际工程应用提供参考。”摘要：为进一步提高石灰土在工程中的适用性，解决植物椰壳纤维合理利用的问题，对椰壳纤维改性石灰土进行试验研究。通过开展无侧限抗压强度试验、干湿循环试验，核磁共振（NMR）试验和扫描电镜（SEM）试验，分析不同养护龄期、椰壳纤维掺量及干湿循环次数对改性石灰土力学性能的影响规律，揭示纤维加筋石灰土力学性能改善的内在机理。结果表明：纤维的掺入改善了石灰土性质，随着椰壳纤维的增加，抗压强度呈现先增大后减小的趋势，但掺入纤维的石灰土强度比石灰土高；加入纤维后试样破坏形式由脆性变为塑性，纤维最优掺量为0.75%。养护龄期越长，椰壳纤维石灰土抗压强度越大，在破坏应变时抵抗变形需要吸收的能量越多。随着干湿循环次数增加，土体质量损失率逐渐增加；压实度相同时，纤维石灰土抗压强度随干湿循环次数的增加先上升后下降，在第1次循环时抗压强度最大；循环次数与纤维掺量一定时，压实度越大试样抗压强度越大。微观试验显示：随着干湿循环次数增加，土体孔隙呈现先减小后增大的趋势；椰壳纤维的加入虽然使石灰土中孔隙显著增多，但椰壳纤维可以引导水化物分布，产生黏结力，且受力时与土体产生较大摩擦力，限制土体变形，从而有效抑制破坏面的扩展。研究结果可为椰壳纤维石灰土在实际工程中的应用提供参考。关键词：椰壳纤维;石灰;无侧限抗压强度;干湿循环;微观分析155|374|0更新时间：2025-11-25 -
服役劣化后RC空心板桥抗弯承载性能评估 AI导读
“在桥梁服役状态评估领域，专家通过实桥试验和数值模拟，评估了服役27年的RC空心板桥抗弯承载性能，为桥梁运维决策提供参考。”摘要：为了评估钢筋混凝土材料为主的空心板（后文简称RC空心板）桥服役劣化后的抗弯承载性能，以期为同类在役桥梁的服役状态评估和运维决策提供参考，针对某高速公路服役27 a的RC空心板桥，首先，结合定检资料对桥梁病害状况进行分析，同时开展实桥原位静载试验，重点探明铰缝工作性能状态；然后，从原桥拆取3片空心板进行室内弯曲破坏试验，对单片空心板的抗弯承载性能进行实测研究；最后，基于新老桥梁设计规范，并考虑铰缝的不同工作状态，通过数值模拟和理论计算对原桥抗弯承载性能进行综合评估。结果表明：经过27 a服役后，确定铰缝病害是影响原桥抗弯承载性能的最不利因素，在汽车偏载作用下，布载一侧与非布载一侧的横向分布系数相差11.10倍，远远高于理论的1.90倍；RC空心板尽管存在一定数量的初始病害，但其本身的抗弯承载性能保持良好，3片板均发生典型的适筋破坏，平均屈服和极限荷载分别高达544.8 kN和605.4 kN，变形延性系数均值达8.51；数值模拟与理论计算均能较好地预测RC空心板的抗弯承载力，误差分别仅为-2.3%和-0.3%；按旧规范验算，原桥即使在极端单板受力状态下仍有60.3%的抗弯承载富余量，但根据现行规范，原桥实际极限抗弯富余量仅15.0%。原桥经服役劣化后，若出现单板受力状态，则其空心板将进入塑性变形阶段，在超载情况下存在严重的安全隐患。关键词：RC空心板桥;铰缝病害;荷载试验;荷载横向分布;弯曲试验;承载能力200|341|0更新时间：2025-11-25 -
多自应力模态张拉整体结构质量优化研究 AI导读
“在结构设计领域，专家提出了两阶段质量优化方法，通过量子天牛须搜索算法等，为复杂张拉整体结构轻量化设计提供解决方案。”摘要：为实现对复杂多自应力模态张拉整体结构的轻量化设计，提出一种两阶段的质量优化方法：第1阶段，根据张拉整体结构找形理论，利用L2范数表征结构的几何对称性，寻找结构整体可行的预应力分布；第2阶段，先进行预应力分布相似判别，通过相似转换策略（STS）扩大种群搜索范围，继而，以结构在满应力状态下的最小质量作为目标函数，以拉索的屈服和压杆的屈服及屈曲为约束条件，建立结构质量最小化的约束优化模型，并对比分析量子天牛须搜索算法（QBSA）、量子进化算法（QEA）和天牛须搜索算法（BASA）在找寻最优的多自应力模态组合系数中的效果，从而实现结构体系轻量化设计的目的。为更精准地对比不同预应力水平对结构质量优化的影响，采用调整预应力水平（APL）的方式确保所有比较对象的最大节点位移相等。最后，以空间四向张拉整体平板结构、不同环向区域份数与径向圈数的张拉整体环形结构和拼接组装的张拉整体三棱柱平板结构3种不同类型的结构为例，结合APL和STS两种策略，以寻找更轻的结构质量，从而验证算法的有效性及普适性。研究结果表明，量子天牛须搜索算法兼具较强的局部寻优能力与全局寻优能力，且植入的APL和STS两种策略可有效提升算法的优化效果。此外，对于拼接而成的复杂张拉整体结构，所提方法可找到比拼接预应力更优的预应力分布形式。关键词：张拉整体;轻量化设计;多自应力模态;预应力水平;预应力分布105|375|0更新时间：2025-11-25 - “据最新研究，西北黄土区路基工程冻融病害问题得到有效解决。专家发现，掺入煤矸石和煤气化渣能显著增强路基土体保温性能，降低冻胀融沉变形量，改善黄土路基填料寒区服役性。”摘要：受周期性冻融循环作用的影响，中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害，常用的解决方法是将改良黄土作为路基填料。鉴于西北地区煤基固废的堆存量巨大且资源化利用率低，为给季节冻土区黄土路基病害防治提供新的解决思路，尝试用煤矸石和煤气化渣对黄土进行改良。基于室内模型试验，以兰州黄土（简称素黄土）与石灰改良黄土作为对比试验组，探究冻融作用下煤基固废改良黄土路基的水热状态与变形特征。结果表明：1）与素黄土及石灰改良黄土路基相比，适当掺量的煤气化粗渣或煤矸石能显著增强路基土体的保温性能，如路基深度为0.3 m时，15%煤气化粗渣与50%煤矸石改良黄土路基内部温度最低值分别提高了46%与19%；2）掺入煤矸石与煤气化粗渣降低了改良黄土的最优含水率，3组改良路基在最优含水率条件下经历冻融作用后路基的含水率变化均小于3%，显著低于对比试验组的含水率变化，说明煤矸石与煤气化粗渣的掺入减少了路基土体内部的水分迁移；3）相比于素黄土路基，15%煤气化粗渣、30%与50%煤矸石改良黄土路基在最优含水率条件下经历冻融作用后的最大冻胀量分别降低了67%、59%与64%，最大融沉量分别降低了62%、57%与63%，并且这3组改良路基控制冻胀变形的效果接近于石灰改良的效果，而控制融沉变形的效果优于石灰改良；4）微观结构分析表明，与素黄土填料相比，掺入一定量的煤矸石与煤气化粗渣能有效地降低导热系数。微观结构观测表明路基改良机理为：掺入煤矸石能够降低改良黄土的孔隙率，进而降低了冻融作用下路基土体内部的水分迁移量；掺入煤气化粗渣能够降低改良土体内部自由水含量，进而降低改良黄土的冰点。两种材料都降低了土体内部的热量传播效率，进而降低了路基的冻胀融沉变形量。同时导热系数测定结果表明，15%煤气化粗渣或30%、50%煤矸石改良黄土填料的导热系数明显小于素黄土，因而煤基固废改良黄土路基的保温性能更好。总的来说，黄土中掺入煤气化粗渣或煤矸石能改善黄土路基填料的寒区服役性。关键词：冻融作用;煤气化粗渣;煤矸石;黄土;路基模型;水热分布;变形45|189|0更新时间：2025-11-25
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矩形高层建筑扭转向脉动风荷载空间相关性 AI导读
“在建筑领域，专家通过风洞试验分析了建筑深宽比和来流湍流特性对矩形高层建筑扭转向脉动风荷载空间相关性的影响，为建筑结构设计及荷载规范修订提供参考。”摘要：为探讨建筑深宽比和来流湍流特性对矩形高层建筑扭转向脉动风荷载空间相关性的影响，在4种风场中对深宽比为1/9.0～9.0的矩形高层建筑进行同步测压风洞试验。基于试验结果，分析建筑深宽比、湍流强度和湍流积分尺度对扭转向脉动风荷载竖向相关系数和相干函数的影响；通过非线性最小二乘法，拟合得到适用于深宽比为1/9.0～9.0的矩形高层建筑竖向相关性数学模型。结果表明：扭转向脉动风荷载相关系数随着测点层高差增大呈指数衰减，衰减速率随着深宽比变化；扭转向脉动相干函数的初值与建筑深宽比和高差有关；对于深宽比大于1/5.0、小于等于5.0的建筑，相干函数存在明显谱峰，峰值对应折算频率与斯托罗哈数基本一致；来流湍流特性对相干函数的初值会有影响；针对不同风场提出的矩形高层建筑扭转向脉动风荷载相关系数和相干函数公式和试验结果吻合良好，可为建筑结构设计及荷载规范修订提供参考。关键词：矩形高层建筑;扭转向脉动风荷载;空间相关性;风洞试验;深宽比;数学模型164|202|0更新时间：2025-11-25 -
高聚物碎石桩加固花岗岩尾泥地基模型试验 AI导读
“在城市矿坑回填治理领域，专家验证了高聚物碎石桩加固尾泥地基的有效性，为矿区生态恢复和土地开发提供新方案。”摘要：城市周边的矿坑回填治理是一种新兴的土地开发方式，利用矿区大量淤积的尾泥废料对废弃矿坑进行就地回填和整平形成尾泥地基，是矿区地表生态恢复和土地开发的潜在方案，可降低工程成本并解决尾泥堆积和存放等难题。高聚物碎石桩具有强度高、成型速度快且无需养护等优点，可满足复杂地基处理的需求。因此，本文对高聚物碎石桩加固花岗岩尾泥地基的有效性和可行性开展研究。首先，对花岗岩尾泥进行直剪试验和固结试验，获取其抗剪强度指标及压缩模量和压缩系数；而后，采用大型直剪仪对不同高聚物掺量的高聚物碎石试块进行抗剪强度试验，获取不同高聚物掺量碎石的抗剪强度；最后，设计未加固尾泥地基、碎石桩加固尾泥地基和高聚物碎石桩加固尾泥地基共计9组静载模型试验方案，分析高聚物碎石桩的桩长、桩径和高聚物掺量对尾泥地基加固效果的影响。结果表明：由于高聚物碎石桩桩体刚度更高且桩周具有棘突状的结构，其加固效果明显优于碎石桩。经过高聚物碎石桩加固后的花岗岩尾泥地基承载能力明显提高，相比于碎石桩加固尾泥地基，其最终沉降量减少了56.6%，高聚物碎石桩的加固效果随着桩长、桩径和高聚物掺量的增加而提高；在相同桩长、桩径下，高聚物掺量越大，桩底应力越小。关键词：高聚物碎石桩;花岗岩尾泥;地基处理;静载模型试验135|256|0更新时间：2025-11-25 -
FRP筋-变刚度夹片锚具静力性能研究 AI导读
“在纤维增强复合材料筋锚固领域，第二代变刚度夹片锚具显著提升了锚固效率，为解决FRP筋锚固难题提供新方案。”摘要：纤维增强复合材料（FRP）筋具有比强度高、耐腐蚀、蠕变断裂应力高等优点，是解决自重大、易腐蚀预应力钢筋/钢绞线问题的理想材料。然而，各向异性FRP筋的锚固十分困难，亟需开发一种新型高连接效率锚具。针对第一代变刚度夹片锚具（简称第一代锚具）在尺寸、安装、夹片楔进等方面存在的不足，开发了尺寸更小、锚固性能相近的第二代变刚度夹片锚具（简称第二代锚具）。试验研究了3种改性树脂浇铸体的压缩性能（增强材料分别为石英砂、玄武岩纤维和碳纤维），对比了3种锚具（第一代锚具、第二代锚具和不锈钢夹片锚具）的锚固性能。结果表明：端部劈裂和表面喷砂有利于提升光圆FRP筋与树脂之间的黏结力。具有限位作用的钢夹片小锚具可以解决多个变刚度夹片同步楔进的问题，夹片外表面粘贴不锈钢薄片有利于提升夹片楔进的能力，变刚度设计有利于缓解锚固区FRP筋的应力集中。当采用第二代锚具时，光圆ϕ7玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）筋、光圆ϕ10BFRP筋和光圆ϕ10碳纤维增强复合材料（CFRP）筋的静力锚固效率ηa分别为88%、86%和99%。当锚固BFRP筋时，第二代锚具的锚固效率远高于不锈钢夹片锚具（ηa=78%），同时接近尺寸更大的第一代锚具（ηa=91%）；当锚固CFRP筋时，第二代锚具的锚固效率与不锈钢夹片锚具相当（ηa=107%）。关键词：桥梁工程;BFRP筋;CFRP筋;变刚度夹片锚具;锚固效率204|290|0更新时间：2025-11-25 - “在建筑施工领域，专家提出了“L”形不出筋叠合板端部设计新方法，通过静载试验验证了其可行性，为提高施工效率提供解决方案。”摘要：针对传统叠合板外伸钢筋严重影响施工质量和效率的问题，提出“L”形不出筋叠合板端部设计新方法，该方法采用预设“L”形槽孔来放置板边、板间的连接钢筋，避免了板端出筋，具有制作、储运、施工方便等优势，可大幅提高施工效率。为探究该“L”形槽端部设计方法对板梁连接处的整体性以及对叠合板承载性能的影响，本研究采用堆载的方式对6个带端梁的足尺楼板试件进行了静载试验，其中，3个“L”形槽不出筋叠合板、2个传统叠合板以及1个同尺寸现浇整板。采用应变采集仪、高精度位移计和裂缝观测仪获得了试件关键部位的试验数据，如端部“L”形钢筋、传统叠合板端部伸出钢筋的应变，叠合板跨中挠度，跨中裂缝宽度、间距等并进行了分析。结果表明：“L”形槽配合“L”形筋的结构设计可起到与传统纵向钢筋一致的连接效果，其“L”形钢筋弯折与“L”形槽相互作用限制了板端部钢筋的滑移，虽然“L”形钢筋长度较短，较传统伸出钢筋与后浇混凝土黏结强度也略低，其仍然能有效传递荷载；新型端部构造对板的跨中承载力影响微小，“L”形槽不出筋叠合板与传统叠合板的力学性能总体相近，满足正常使用极限状态和承载能力极限状态性能要求。通过试验初步验证了“L”形槽不出筋叠合板构造设计的可行性。关键词：不出筋叠合板;足尺试验;“L”形槽;力学性能;板梁连接117|324|0更新时间：2025-11-25
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受控于结构面的岩体定向剪切蠕变特性研究 AI导读
“在地质工程领域，专家通过结构面剪切蠕变试验，揭示了结构面与剪切面夹角、间距对岩体蠕变特性的影响，为高陡边坡稳定性分析提供新思路。”摘要：高陡边坡在高地应力作用下经过长期蠕变变形积累，易沿滑面发生失稳破坏，而滑动面的蠕变性质受控于结构面。为探明结构面与剪切面夹角、间距对于岩体定向剪切蠕变特性的影响，设计结构面剪切蠕变试验，对Barton标准剖面线第2条（粗糙度JRC=3）结构面开展一定法向力作用下的直剪试验与直剪蠕变试验，以确定其力学性能与蠕变力学性能。对室内试验得到的蠕变曲线进行分析，拟合得到结构面蠕变本构模型及初步参数，进一步基于数值分析对水平结构面试件模型进行直剪蠕变数值试验，修正得到结构面最终本构参数。以此参数对不同夹角、间距的结构面岩体模型在不同荷载条件下进行数值分析，对其破坏荷载、破坏前一级稳态蠕变速率等蠕变力学性质进行研究，结果表明：对于单结构面岩体，当结构面与剪切面夹角小于等于14°时，剪切面蠕变由结构面控制，剪切破坏基本沿结构面破坏；对于多结构面岩体，当结构面间距大于50 mm时，可以不考虑其对于蠕变的影响；提出剪切面上的结构面密度概念，得到剪切面上结构面密度与破坏荷载的拟合公式；破坏前的稳态蠕变速率对工程实际有着重要意义，不仅与结构面特征有关系，也与破坏荷载有关，且破坏荷载的影响更大。关键词：直接剪切蠕变试验;数值分析;破坏荷载;稳态蠕变速率82|294|0更新时间：2025-11-20 - “在水工混凝土健康监测领域，专家构建了基于卷积神经网络的声发射定位模型，实现了快速准确定位损伤源位置，为无损检测提供参考。”摘要：水工混凝土因开裂等破坏将伴随产生声发射现象，根据声发射信号快速准确地定位损伤源位置，对实时监控水工建筑物的健康状态具有重要意义。传统的声发射定位方法受迭代初值和迭代方法的影响较大，而深度学习的发展为声发射定位提供了新思路。本文将传感器3维坐标和传播时差作为输入，声发射源3维坐标位置作为输出，构建一种基于卷积神经网络的声发射定位模型。试验结果表明：针对8个传感器的情况，最佳卷积层数为4，最佳卷积核大小为3×1；定位模型的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差均较低，而决定系数均较大且接近于1.000 0，构建的定位模型表现出较好的定位效率和定位精度，定位模型在深度方向上的定位精度高于水平方向；相比于传统的迭代方法，构建的模型不受迭代初值和迭代方法的影响，定位效率稳定，在处理大量定位任务时具有明显的高效率优势，且定位误差降低了约5%，适用性强，可为基于无损检测的损伤演化预警提供参考。关键词：声发射;定位方法;卷积神经网络;损伤检测231|432|0更新时间：2025-11-25
- “在软土地基处理领域，专家建立了长板短桩多元排水体复合地基固结解析模型，为优化工法提供依据。”摘要：多元排水体复合地基能联合不同排水能力的增强体共同处理软土地基，有效加速地基固结。考虑4种工程中常见的复合地基桩‒板布置形式，建立长排水板（PVD）结合短碎石桩的长板‒短桩多元排水体复合地基固结解析模型，通过假设碎石桩底部存在虚拟桩，定义其固结参数与周围土体相同，保证上、下层地基孔压及渗流连续条件，基于等应变假设，充分考虑打设排水体时的涂抹效应和土体中流向碎石桩与排水板同时存在的径向双向渗流，结合分离变量法、线性方程和奇异矩阵的性质，推导瞬时荷载及多级荷载下该复合地基各孔压和平均固结度的解析解答，并通过与实测数据进行对比，验证解答的合理性。为进一步研究该复合地基固结规律及优化工法，对其固结性状进行参数敏感性分析，结果表明：本文理论解析解答与实测沉降数据较为吻合，可为相应复合地基实际工程提供依据；增大贯入度（碎石桩与复合地基长度之比）可有效提高复合地基固结速率，且对固结后期的速率影响较大；增大桩体渗透系数和压缩模量可加快地基固结前期速率，且随贯入度增大，影响效果越显著；与桩体参数对固结的影响规律不同，增加排水板数量和渗透系数也可加快地基固结速率，但对固结后期影响更显著；碎石桩涂抹系数对地基固结影响较大，而排水板由于尺寸较小，其涂抹系数对复合地基固结速率影响较弱。关键词：固结;解析解;复合地基;碎石桩;排水板153|224|0更新时间：2025-11-25
土木工程
- “复合材料薄壁带簧结构研究取得新进展，专家建立了快速计算ABD刚度矩阵方法，为航空航天领域提供解决方案。”摘要：复合材料薄壁带簧结构被广泛应用于航空航天领域，开展复合材料层合板刚度特性和薄壁带簧结构折叠行为的研究具有重要工程价值。首先，基于经典层合板理论，推导描述复合材料层合板刚度特性的ABD刚度矩阵的理论计算方法。随后，采用商用有限元软件ABAQUS建立复合材料层合板代表性体积单元，通过施加周期性边界条件模拟无限大的复合材料层合板结构。根据推导的ABD刚度矩阵计算公式，向代表性体积单元施加不同的载荷，结合均匀化理论依次获取ABD刚度矩阵内各元素数值。最终，建立复合材料层合板ABD刚度矩阵的有限元快速计算方法，实现任意铺层顺序、铺层角度下ABD刚度矩阵的快速获取，且计算结果与理论计算结果一致。在获取复合材料层合板刚度特性后，开展带簧结构折叠行为数值模拟研究，探究使用ABAQUS中Static General、Dynamic Implicit两种隐式求解器和Dynamic Explicit显式求解器对复合材料薄壁带簧结构大变形弯曲折叠过程力学响应的影响。结果表明，两种隐式求解器和显式求解器均能获取较好的数值模拟结果，复合材料薄壁带簧结构力学响应与实验结果吻合。但其中显式求解方法不需要迭代和收敛准则，避免了大变形等非线性因素下计算收敛困难等问题，对于复合材料薄壁带簧弯曲、折叠等过程的数值模拟更具优势。关键词：复合材料;薄壁结构;ABD刚度矩阵;有限元分析156|166|0更新时间：2025-11-25
- “在建筑材料领域，研究人员通过共沉淀法合成不同铝硅摩尔比的纳米水化硅铝酸钙，探究其对水泥早期水化性能的影响，为低温下水泥水化提供解决方案。”摘要：为了探究铝硅摩尔比（铝与硅物质的量之比，A/S）对纳米水化硅铝酸钙（C‒A‒S‒H）粒径分布及其在低温下对水泥的早期水化性能的影响，通过共沉淀法合成了A/S为0.02、0.04、0.06、0.08、0.15、0.20的纳米C‒A‒S‒H悬浮液，研究其对水泥凝结时间、砂浆抗压强度、水泥水化进程等方面的影响，并采用定量X射线衍射（QXRD）、热重‒微分热重分析（TG‒DTG）和扫描电镜（SEM）等手段分析了纳米C‒A‒S‒H的增强机制。结果表明：随着A/S的增加，纳米C‒A‒S‒H的粒径增大，悬浮液稳定性降低，更容易发生团聚沉降；在10 ℃的温度下，随着A/S的增加，纳米C‒A‒S‒H对水泥早期水化的增强效果呈现出先增大后减小的趋势；掺加S015（A/S为0.15的纳米C‒A‒S‒H）的砂浆在8、16和24 h的抗压强度较参比样分别提高了130.0%、164.5%和201.8%；同时，热重分析结果表明，掺加S015的水泥在水化16 h 后，Ca（OH）2含量达到5.80%，较参比样增加了38.42%；由C‒S‒H分解引起的失水量增加了121.43%。纳米C‒A‒S‒H可加速硅酸三钙（C3S）的水化从而促进了水泥的水化进程和水化产物的生成，其对不同品种的硅酸盐系水泥的水化均有促进作用。关键词：纳米C‒A‒S‒H;铝硅比;早期水化，早强强度;Rietveld定量计算283|431|0更新时间：2025-11-25
材料科学与工程
- “最新研究揭示了好氧颗粒污泥在水处理领域的潜力，发现其胞外聚合物对Cd2+的吸附效果显著，为污废水处理提供新思路。”摘要：本文对快速培养性能稳定的好氧颗粒污泥（AGS）进行研究，记录接种活性絮状污泥（AS）培养成AGS的外观形貌变化过程，并从微观层面揭示AGS机械强度高、稳定性强的原因。另外，从力学层面研究AGS的胞外聚合物（EPS）对Cd2+的吸附机理，对AGS‒EPS能否成为具有潜力的生物吸附剂进行验证，以揭示AGS在水处理领域的优势作用。培养过程中，第85 d反应器内污泥形态稳定，污泥粒径由31.59 μm增至442.72 μm，污泥磷含量增长232.70%，从25.93 mg/g增长至86.27 mg/g。16s rRNA基因高通量测序结果表明，Chloroflexi可能是颗粒污泥的初始颗粒框架，而Proteobacteria是污泥颗粒化的核心菌门；聚糖菌Candidatus_Competibacter和聚磷菌Candidatus Accumulibacter是污泥颗粒化的核心菌属。从AS到AGS的培养，EPS含量从79.18 mg/g VSS增至133.63 mg/g VSS，3维荧光光谱（3D‒EEM）证实AGS‒EPS含有更高水平的蛋白质，驯化过程中细胞分泌的蛋白质分解溶解性降低，更加有利于生物膜中微生物细胞凝聚；傅里叶红外光谱（FTIR）和蛋白质2级结构研究表明，两类EPS均含有醇酚、糖类中的—OH、—CH、C—O、C—C，糖醛酸中的羧酸盐基团，蛋白质中的N—H及烷烃类有机物，而AGS‒EPS具有更丰富的多糖种类，稳定的细胞结构。颗粒化培养使AGS对Cd2+的吸附机理发生了变化，吸附动力学研究表明AS‒EPS对于Cd2+的吸附，同时存在物理、化学吸附；AGS‒EPS对于Cd2+的吸附适合用拟2级动力学模型来拟合，具有更强的生物化学属性。吸附热力学研究表明，两类EPS对于Cd2+的吸附实验适合用Langmuir模型来拟合，该吸附过程属于均相单分子层吸附，而AGS‒EPS的理论最大吸附容量大于AS‒EPS，分别为617.09 mg/g、542.90 mg/g。实验过程证明：在高磷环境中增加COD含量能够提升污泥的除磷性能，对于污泥颗粒化的培养具有积极作用；颗粒化的培养使得污泥的物理、化学性质均得到了强化；颗粒污泥培养的副产物AGS‒EPS具有更强的Cd2+吸附效果，其对Cd2+的吸收主要为生物化学作用，也说明了AGS在污废水处理领域具有更大的潜力。关键词：好氧颗粒污泥;胞外聚合物;重金属;微生物群落;生物吸附剂215|339|0更新时间：2025-11-25
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口腔诊室内气溶胶传播与沉降的数值研究 AI导读
“在口腔诊室中，超声波洁牙操作产生的气溶胶迅速扩散，两种通风方案下医护人员感染风险高，需严格防护。研究为优化诊室消毒和通风提供参考。”摘要：多种呼吸道病毒均可通过气溶胶传播，口腔超声波洁牙操作时因伴随呼吸道的暴露以及气溶胶的产生面临较高的传染风险。本文参考四川大学华西口腔医学院的真实诊室建立数值模型，并采用可实现k‒ε湍流模型与离散相颗粒模型（DPM）对气溶胶进行瞬态计算；分析了医护人员为患者进行超声波洁牙操作时在两种现有风速下（方案1为V=0.3 m/s，方案2为V=2.0 m/s）所产生气溶胶在诊室内的传播过程，研究了诊室内各表面气溶胶沉积的分布区域，并针对两种方案下的医护人员所面临感染风险进行了讨论。结果表明：1） 在口腔诊室中，随着诊疗操作的进行，两种方案气溶胶都会迅速扩散至整个诊室空间内，操作进行一段时间后（方案1为第9 min、方案2为第3 min），诊室内气溶胶一直维持在较高的浓度直至诊疗结束；2） 操作停止后，方案1与方案2分别需要30.55 min和5.55 min排空气溶胶，呼吸道传染病高发季节可适当选择更高的通风速度；3） 两种方案下医护人员在洁牙过程中接触感染性气溶胶的可能性皆较高，医护人员应严格按要求穿戴防护用具；4） 大约37.55%与52.67%的气溶胶沉积在室内可接触表面上，尤其在治疗边台和治疗车上，提示在治疗操作结束后消毒时需重点关注相关表面。研究结果为口腔诊室科学设置患者就诊间隔时间，优化消毒方案，以及合理选择通风风速提供了参考和理论依据，有助于降低医护人员以及患者之间的交叉感染。关键词：口腔诊室;气溶胶;空气传播;数值模拟;计算流体力学149|359|0更新时间：2025-11-25
环境工程
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基于复合脉波倍增平衡电抗器的自耦型36脉波整流器 增强出版 AI导读
“报道：提出了一种复合脉波倍增平衡电抗器，有效抑制12脉波整流器输入电流谐波，降低总谐波失真至三分之一，具有成本低、易于实现等优点。”摘要：为了有效抑制12脉波整流器的输入电流谐波，本文提出了一种具有脉波3倍增能力的复合脉波倍增平衡电抗器（HPM-IPR），并得到一种基于HPM-IPR的自耦型36脉波整流器。首先，介绍了提出的自耦型36脉波整流器的拓扑结构和HPM-IPR的绕组结构，设计了自耦变压器的绕组匝比；根据HPM-IPR输入电压的极性及其与输出电压之间的关系，分析了HPM-IPR的工作模态；HPM-IPR中，4个辅助二极管的交替导通将整流桥的输出电流增加到四电平，根据交直流侧电流关系将输入电流的台阶数由12提高到36。然后，以输入电流的总谐波失真（THD）和输出电压纹波最小为目标，分析了HPM-IPR的最优匝比，分析结果表明当HPM-IPR按最优匝比设计时，输入电流的THD可降低到原来的三分之一。接着，计算了最优匝比条件下HPM-IPR的容量，给出了HPM-IPR电感值的设计方法和4个辅助二极管的选取方法，计算结果表明HPM-IPR的容量仅为输出功率的3.7%，HPM-IPR具有容量小、成本低和易于实现的优点。随后，计算了在整流器的直流侧加入HPM-IPR前后的效率，加入HPM-IPR后会轻微降低整流器的效率。最后，搭建了一台输出功率为1.5 kW的实验样机，通过对比分析采用HPM-IPR前后整流器的输入电流THD值，验证了本文所提方案的有效性和优越性，表明该方案具有较好的应用价值。关键词：多脉波整流;平衡电抗器;脉波倍增;谐波抑制;电能质量287|607|0更新时间：2025-11-25 - “换流变压器振动载荷对阀侧套管表带触指磨损特性研究，建立了磨损深度与振动幅值关系模型，为提高套管结构可靠性提供参考。”摘要：换流变压器振动载荷会经其内部结构传递给阀侧套管并激励其振动，长期作用下可能会造成阀侧套管表带触指磨损失效。实际工程中已发生多起套管表带触指磨损劣化事故，但如今针对换流变压器振动作用下阀侧套管表带触指的失效研究还非常匮乏。为探究阀侧套管表带触指在振动作用下的失效行为和规律，首先，基于有限元法建立了换流变阀侧套管模型并对其进行模态分析，在有限元模型基础上建立了阀侧套管表带触指振动微分方程；然后，改变振动特征和套管结构对表带触指开展磨损研究，建立了表带触指相对位移累积行程和磨损深度与振动幅值之间的曲面模型。通过改变振动特征和套管结构对表带触指相对位移磨损特性进行仿真研究。结果表明：阀侧套管表带触指受到轴向振动时会产生明显的相对位移，受到径向振动时会产生较大的接触压力；阀侧套管固有频率较低，振动频率越高对应的表带触指相对位移累积行程就越短；径向振动产生的接触压力会限制轴向振动引起的触指相对位移，导致触指磨损深度并不随振动加速度幅值的增大而单调增加；改变表带触指尺寸几乎不影响其相对位移；设置法兰加强筋能提高整个套管结构的刚度从而减小表带触指的相对位移。研究成果可以用于分析和预测长期振动作用下阀侧套管表带触指的使用寿命和磨损特性，为增强阀侧套管表带触指型电连接结构在振动作用下的可靠性提供参考和指导。关键词：换流变压器;阀侧套管;长期振动;表带触指;相对位移磨损134|334|0更新时间：2025-11-25
电气工程
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基于光谱特征的高光谱图像分类的优化方法 增强出版 AI导读
“在遥感图像处理领域，专家提出了一种改进的基于深度像素对特征的高光谱图像分类方法，有效提高了分类精度和效率。”摘要：高光谱图像分类（HSIC）是遥感图像处理领域的重要研究方向之一，其目标是将高光谱图像中的不同地物进行像素级分类。近年来，随着深度学习技术的持续进步，其在高光谱图像分类领域的应用越发突出，已成为主导技术。特别是基于空间‒光谱联合特征的HSIC方法的研究进展迅猛，受到了广泛关注。因其能够联合利用空间信息与光谱信息，通常能获得较高的分类精度。然而，基于空间‒光谱联合特征的深度学习方法忽略了高光谱图像数据集与自然图像数据集的区别，在提出及实验阶段沿袭了自然图像分类中采用的样本随机划分方式。在现有的公共高光谱图像数据集上采用样本随机划分方式，基于空间‒光谱的方法很难避免测试样本与训练样本重叠的问题，这在一定程度上影响了分类精度的真实性并削弱了模型的泛化能力。为了解决这一问题，提出了一种特别的思路，通过缩小基于空间‒光谱联合特征方法中的输入图像块大小，实现训练集与测试集的有效分离。当图像块缩小至一定程度时，其特征将逐渐转变为纯光谱特征。考虑到这一事实，重新聚焦基于光谱特征的HSIC方法，提出了一种改进的基于深度像素对特征的方法，用于更快、更稳健地进行高光谱图像分类。所提出的方法从两方面改进了原始的像素对特征方法。首先，提出了基于距离约束的像素对生成方法。该方法不仅可以高效构建大规模的像素对训练集，还可以消除冗余和不合理的像素对。其次，提出了一种基于结果复用的投票策略联合分类方法，可以避免不必要的模型调用，从而显著减少分类时间。在公共数据集的实验结果表明，与现有基于空间‒光谱联合特征的方法相比，所提出的方法在实际用例下能够实现更高的分类精度。与标准的基于像素对的方法相比，所提出的方法可以显著降低时间消耗。关键词：高光谱图像分类;深度学习;像素对特征;样本采取策略310|284|0更新时间：2025-11-25 - “在状态估计领域，专家提出了一种边学习边估计的卡尔曼状态估计算法，有效提高了估计精度和鲁棒性，为实际工程应用提供新思路。”摘要：高精度的卡尔曼状态估计算法要求模型参数及噪声统计特性精确已知，否则将导致估计性能显著下降，甚至滤波发散。针对这一局限性，在模型参数及噪声统计特性未知情况下，提出一种边学习边估计的卡尔曼状态估计算法。算法采用Q学习策略迭代方法来解决模型信息未知的问题，分为策略改进和策略评估两个部分。在策略改进阶段，首先定义一个可评价状态估计值的状态动作价值函数，即Q函数，并进行公式变换，使估计值仅依赖观测值而不依赖模型参数；然后通过Q函数推导出获取系统状态估计值的估计策略。在策略评估阶段，首先利用递推最小二乘法辨识Q函数的信息矩阵；然后基于辨识到的信息矩阵，遵循求得的估计策略，执行相应动作，更新状态变量的估计值；最后将所提算法应用于估计二态多项式系统的状态与四联水箱系统的水位，以此来验证算法的有效性与可行性，并将所提算法与联合估计算法进行对比。仿真结果表明，相较于联合估计算法，当系统噪声为高斯噪声时，所提算法针对两种系统状态的平均均方根误差分别降低了34.66%与79.93%，估计精度更高，面对参数的不确定性表现出更强的鲁棒性；当系统噪声为非高斯噪声时，所提算法的估计精度与联合估计算法相近。此外，在高斯噪声、非高斯噪声二态多项式系统与四联水箱系统的实验中，算法运行时间相较于联合估计算法分别降低了44.38%、45.03%与47.78%，有效提高了算法的实时性。本文提出的估计算法能够为卡尔曼状态估计算法在实际工程应用和拓展中提供思路和方法。关键词：卡尔曼状态估计;Q学习;未知模型参数;未知噪声统计特性100|290|0更新时间：2025-11-25
计算机科学与技术
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柔性太阳翼毯面缝纫连接装配的拉伸性能研究 AI导读
“在聚酰亚胺复合材料领域，研究者通过非接触应变测量技术评估了柔性太阳翼毯面缝纫连接方法的拉伸性能，发现4毫米缝合线迹接头具有最大拉伸载荷，为提高连接性能提供新思路。”摘要：为了提高聚酰亚胺复合材料柔性薄膜连接性能，本文开展了柔性太阳翼毯面缝纫连接方法及拉伸性能试验研究，利用非接触应变测量技术（DIC）评估了连接拉伸失效特征，并探索了缝纫参数对连接性能的影响规律。结果表明：聚酰亚胺纤维织物复合材料板缝纫接头拉伸力和位移响应特征先呈现线性增长，随后达到失效强度，缝合孔周围应力集中明显，横向纤维束拉伸剥离，力随位移的增加波浪形下降且下降速率不断加剧；所有缝合接头失效模式相似，拉伸过程和最终失效后试件均发生严重褶皱，缝合区横向丝束间树脂强度较低导致大量丝束被拉伸剥离，但纤维丝束剥离仅发生在缝合区；4 mm缝合线迹对应的缝合接头最大拉伸载荷值均值最高，线迹长度越短，最大拉伸载荷值的均值趋向越大；50%位错较25%位错可以获得更大的最大拉伸载荷值均值；8 mm缝合线迹对应的试件除发生褶皱和横向纤维束剥离外，试件缝合区域两端均发生了缝线拉脱。所有缝合参数下试件拉伸滑移量均低于0.2 mm，随着拉伸次数增加滑移均值呈现出较弱的上涨趋势，缝合区表现出刚度退化的迹象；拉伸加载后，缝合区无论正面或背面均未发生胶层剥离、表面开裂、纤维剥离等现象，缝合连接方法表现出较高可靠性和刚度。关键词：太阳翼;柔性薄膜;聚酰亚胺;复合材料;缝合连接;拉伸性能179|239|0更新时间：2025-11-25 -
基于粉体介质的犁刀混合机动轴密封装置设计 AI导读
“在粉体介质动轴密封领域，专家提出了新型犁刀混合机动轴密封装置设计思路及方案，验证了其密封性能和使用寿命，为提高动轴密封性能提供解决方案。”摘要：针对目前以气密封为主的犁刀混合机动轴密封装置存在需提高制造装配精度才能提升密封性能、延长使用寿命的问题，本文首先分析了目前以气密封为主的犁刀混合机动轴密封装置失效原因；在此基础上，结合动轴密封结构及原理，提出了将螺旋输送原理并结合多种不同形式的密封应用在粉体介质的动轴密封装置中，进一步提出了一种新型犁刀混合机动轴密封装置设计思路及方案；进而，采用理论分析、仿真分析与试验相结合的研究方法完成了新型动轴密封装置的设计与研究，并通过试验进行了验证。试验结果表明：1）新型动轴密封装置连续密封时间
机械工程
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