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2023年06期 v.42;No.268 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K] - 富向;沙慧慧;陈志平;刘洪达;刘烜;范超军;
为研究热力-动力复合变质煤的瓦斯放散规律，通过电镜扫描、比表面积测定、压汞和瓦斯放散初速度实验，分析变质煤的孔隙变化特征，揭示变质煤的孔隙发育规律和瓦斯放散特性，提出瓦斯放散特征新指标速坚比。研究结果表明：与正常煤相比，热力-动力复合变质煤大中孔发育，微孔孔容和比表面积下降，吸附瓦斯能力增强，瓦斯突出危险性大。速坚比能更好地表征复合变质煤的瓦斯放散特性。研究结论为预测受火成岩入侵以及断层作用下的煤体瓦斯突出危险性提供参考。
2023年06期 v.42;No.268 641-648页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K] - 张树光;郭家昊;云霄;杨珏峰;李言墨;
为研究红层软岩的水-岩相互作用，开展了不同含水率红层软岩的三轴压缩试验，分析了含水率对力学特性、破坏形式、微观结构和损伤机制的影响，构建了含水红层软岩的统计损伤本构模型。研究结果表明：随含水率的升高，红层软岩的峰值应变呈线性递增，峰值强度和弹性模量分别呈线性和指数函数递减；含水率对红层软岩的破坏模式产生明显影响，含水率较低时的破坏形式为剪切破坏，随着含水率的增加，破坏形式向剪切-张拉复合型破坏转变。在水-岩相互作用下，华南红层软岩的孔隙颗粒物相互吸附，形成片状结构；在饱水状态下，片状和鳞状结构进一步增多，整体结构变得更加松散破碎。考虑水-岩作用，引入损伤修正系数对本构模型进行改进，改进后的统计损伤本构模型计算结果与试验结果一致，能较好地描述水岩作用对红层软岩力学性质的影响。
2023年06期 v.42;No.268 649-655页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K] - 翁效林;李世鑫;杨晓东;张志强;
针对复杂地质条件下缓倾围岩隧道底部结构变形风险辨识及等级划分不确定性问题，结合缓倾岩层变形机理，建立了包括水文地质、设计施工和施工管理3方面15项影响因素的风险评价指标体系，并将风险等级划分为Ⅰ级（低）、Ⅱ级（中等）、Ⅲ级（较高）、Ⅳ级（高）；引入模糊层次递阶结构模型（FISM）和变异系数优化风险因素的主观、客观赋权方法，基于离差平方和（Ward）理论确定最优组合赋权向量。根据云模型数字特征建立可拓云模型，根据最大隶属度原则确定隧道底部变形风险等级。将所建模型应用于川渝山区某隧道工程的3个标段的评价，各标段评价结果分别为Ⅲ级、Ⅱ级偏Ⅲ级、Ⅲ级偏Ⅳ级。结合工程现场变形及FLAC3D模拟结果，验证了缓倾围岩隧道底部变形风险评估模型的可行性。
2023年06期 v.42;No.268 656-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K] - 李金奎;庄文;
为研究城市隧道同时侧穿桩基、下穿隧道的受力与变形规律，依托大连东港商务区220 kV电力隧道主体施工工程，通过单桩水平位移方程与经验参数修正公式、Peck公式相结合，对桩基、既有隧道变形进行理论分析和计算，并采用数值模拟试验和现场实测验证。分析了电力隧道开挖对桩基位移及受力的影响规律，研究了既有隧道的沉降变形。研究结果表明：桩基水平位移及桩端沉降均随电力隧道施工的进行不断增加；随着桩身深度增加，桩身轴力先增大后减小；随着隧道与桩间距增加，桩身轴力先增大后趋于稳定；桩身弯矩在不同深度内均随隧道与桩距离增大而增大，但增幅较小；既有隧道的存在也会对桩基产生变形影响；数值模拟得到的既有隧道最大沉降位移为7.34 mm。数值模拟结果与理论计算及现场实测结果一致。研究结论为同时穿越的类似工程提供参考。
2023年06期 v.42;No.268 664-670页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] - 张秋昭;刘振文;张龙强;张云龙;朱守庆;
针对现有加速度积分算法实时处理困难、存在漂移误差的问题，构建一种基于递归高通滤波器的加权滑动均值滤波方法。利用递归高通滤波器降低原始加速度与积分所得位移的低频误差，通过加权滑动均值滤波器消除两次积分过程中残余误差引起的趋势项，基于频域积分使用先验数据求取最优滤波参数，实现利用加速度数据实时重构桥梁的振动位移。多组模拟数据和两组实测数据测试结果表明：在保证实时解算的条件下，重构动态位移精度均优于1 mm。研究结果表明该方法具有较高的精度，可为桥梁振动实时变形监测提供新方案。
2023年06期 v.42;No.268 671-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K] - 王磊磊;严松宏;杨斌;孙纬宇;张戎令;
为研究地基弹簧刚度的影响因素，分别讨论土体弹性模量、土体泊松比、结构高度、结构宽度、结构埋深以及结构底板到基岩距离与地基弹簧刚度的关系，并基于静力有限元计算结果，提出考虑多因素作用的计算弹簧刚度的综合建议公式，以某两层三跨地铁车站结构为例验证该建议公式的有效性。研究结果表明：弹簧刚度随土体弹性模量增大呈线性增长，结构高度对边墙弹簧刚度影响较大，结构宽度对顶板、底板的弹簧刚度影响较大。利用综合建议公式计算所得结构内力与有限元法计算结果最接近，说明该公式适用于地基弹簧刚度简化计算。
2023年06期 v.42;No.268 679-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K] - 何玉琼;董文杰;唐磊;孙荣;张家明;
为分析高速远程滑坡运动与堆积特征，在室内设置物理试验模型，设计级配、坡角、碎屑流质量、滑面材质4种因素，分析各因素对碎屑流堆积特征的影响。研究结果表明：坡角减小、滑面更粗糙使部分颗粒堆积或滞留于坡面，颗粒堆积特征与颗粒完全堆积于坡底时相比存在差异；滑面材质与冲程等堆积特征基本呈负相关，坡角与堆积特征基本呈正相关，二者对堆积特征影响最大；碎屑流质量与堆积特征基本呈负相关，对颗粒堆积特征分布影响较小；级配与颗粒堆积特征无明显相关性。
2023年06期 v.42;No.268 686-692页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K] - 徐浩青;骆汉轩;陈亮;
为解决大量弃置的市政污泥和垃圾焚烧飞灰占用填埋场空间、影响周边环境、造成资源浪费的问题，采用垃圾焚烧飞灰替代部分水泥对市政污泥进行改性固化，将固化市政污泥用作填埋场覆土材料。考虑真实的填埋场环境，通过无侧限抗压强度和直剪试验，分析在标准条件、水下条件以及干湿循环作用下，飞灰替代率为0～80%的固化污泥的强度特性变化规律。研究结果表明：随着飞灰替代率的增加，固化污泥的强度降低，且逐渐由脆性向塑性转变，28 d抗压强度均可达50 kPa；在水下养护条件下，垃圾焚烧飞灰能够提高固化污泥后期强度。研究结论为分析含垃圾焚烧飞灰的固化污泥作为填埋场覆土材料的可能性提供参考。
2023年06期 v.42;No.268 693-700页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K] - 刘宝勇;郑晶伦;何志勇;
针对传统固化剂在固化、稳定污染土中耐久性差的问题，通过试验探究在NaCl溶液的侵蚀作用下，采用地聚物固化剂固化的Cr污染土强度特性和氯离子浸出特性。与水泥固化剂进行对比，结果表明：地聚物固化剂抗侵蚀性能更优；不同NaCl质量分数溶液浸泡下，地聚物固化土的无侧限抗压强度始终高于水泥固化土，总Cr和Cr(Ⅵ)浸出质量浓度始终低于水泥固化土。研究结论可为污染土的固化稳定提供参考。
2023年06期 v.42;No.268 701-706页 [查看摘要][在线阅读][下载 707K] - 代元军;赵超;李保华;吴柯;
为探究矩形槽机匣对轴流通风机气动性能及噪声的影响，以单极轴流式通风机为研究对象，采用FLUENT对各方案机匣风机性能进行数值计算，并利用Lighthill声比拟进行噪声预测。研究结果表明：矩形槽机匣能使风机全压下降，效率提高；使叶顶区域流场更加紊乱，叶片表面静压得以重新分布，减缓泄漏流的发展，叶轮做功能力下降；轴流通风机近场以离散噪声为主，叶顶区域噪声最大，尾缘区域次之，前缘区域噪声最小；矩形槽机匣对风机噪声影响显著，合理的开槽结构可使风机噪声降低。通过实验验证了数值计算的可靠性，为轴流通风机气动性能和噪声研究提供数据支持和实验基础。
2023年06期 v.42;No.268 707-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K] - 杨桢;焦迪;韩磊;武丹凤;李艳;
针对模块化多电平换流器（MMC）的传统均压策略中子模块反复投切和器件损耗大等问题，提出一种基于归并排序算法的MMC电容电压均衡控制策略。将子模块电容电压利用归并排序算法进行排序，利用电容电压的平均值和不平衡度来设定其投切的最优范围，在允许的子模块电容电压波动阈值范围内，减少系统中子模块不必要的反复投切，减少器件的损耗。建立MMC电容电压均衡策略的仿真模型，验证该策略的有效性和可行性。
2023年06期 v.42;No.268 715-721页 [查看摘要][在线阅读][下载 1041K] - 回立川;李瑶;李欢欢;于淼;王久阳;
针对麻雀搜索算法在迭代收敛时易陷入局部最优的问题，提出多策略改进的麻雀搜索算法（NLSSA）。利用邻域重心反向学习策略优化麻雀算法的初始种群，提高初始个体质量。通过Levy飞行策略的长短距离跳跃更新麻雀生产者位置，从而提升麻雀算法的局部极值逃逸能力。在跟随者位置更新机制中引入自适应权重，从而平衡麻雀算法的局部挖掘和全局寻优能力。为了验证所提NLSSA算法的性能，利用8个基准测试函数进行测验，测试结果与Wilcoxon符号秩检验结果表明，与麻雀搜索算法、粒子群优化算法、灰狼优化算法和其他改进的麻雀搜索算法相比，NLSSA算法在寻优精度、稳定性能和收敛速度方面的效果更佳。
2023年06期 v.42;No.268 722-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 932K] - 杨超;周文铮;刘雨竹;
为提升回采工作面瓦斯涌出量的预测能力，提出一种基于门控循环单元（gate recurrent unit,GRU）预测模型，利用瓦斯涌出相关影响因素对瓦斯涌出量进行预测。对麻雀搜索算法的初始化过程加以改进，采用改进后的麻雀算法对影响GRU预测模型的超参数进行优化，提高瓦斯涌出量的预测精度；利用Ada Boost算法的自适应增强能力，构建自适应增强优化的瓦斯涌出量预测模型（ISSA-GRU-AdaBoost模型），并通过核主成分分析提取预测指标特征，提升预测的快速性。将所建模型与PSO-ELM模型、QPSO-LSTM模型、PSO-BP模型，以及SSA-SVM模型进行对比实验，结果表明ISSA-GRU-AdaBoost预测模型的预测精度最高。
2023年06期 v.42;No.268 733-739页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K] - 陈忠华;李纪臻;邢植良;王喜利;时光;
针对电气化铁路弓网滑动电接触的摩擦磨损问题，采用自制的弓网滑动电接触实验机，研究了受电弓滑板的磨损特性，获得了磨损率随接触电流、滑动速度、压力波动幅值及其波动频率的变化规律。以此为基础，利用Archard磨损模型，通过无载流磨损、压力载荷波动磨损、载流摩擦下的总磨损率与纯机械摩擦下磨损率的比例关系研究，构造出磨损率的数学表达式。将通用全局优化算法和麦夸特算法相结合，对磨损率模型的参数辨识寻优，并证明了磨损率模型的准确性。从磨损率的定性分析转化为磨损率的定量分析，对进一步研究弓网系统的磨损有一定的指导意义。
2023年06期 v.42;No.268 740-747页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K] - 李斌;孙凤桐;
针对弓网电弧识别方法对数据识别的单一性问题，提出一种基于改进多尺度卷积网络（GInception）结合LightGBM的弓网电弧识别方法。运用完整集合经验模态分解（CEEMDAN)和小波软阈值相结合的方法对原始信号进行降噪重构，将重构信号进行广播机制（Broadcasting）处理，变成多维信号后输入到GInception网络中进行特征提取，再将GInception网络提取的特征导入到轻量级梯度提升机中进行识别。研究结果表明：该识别方法在5组工况下弓网电弧识别的准确率达到96.3%。研究结论可为电车弓网电弧识别提供参考。
2023年06期 v.42;No.268 748-755页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K] - 陈万志;阴晓阳;方圆;房娜;
针对PCB缺陷检测进口成套设备价格昂贵、闭源、不支持二次开发，面向国产工业相机的核心算法效率和准确度不佳的问题，提出一种基于深度学习的国产工业相机PCB缺陷检测算法。通过国产工业相机采集PCB训练样本集，利用K-means++聚类算法依据缺陷特征生成符合缺陷尺寸的先验框。在YOLOv3深度学习算法的网络结构基础上，增加一个尺度为104×104的特征图层，进一步提取更多尺度的特征信息。通过多尺度特征的联合预测得到缺陷位置和类别。实验测试结果表明：所提出算法的平均精度均值达到97.42%，优于同级别时间复杂度的SSD算法、YOLOv3算法和Faster RCNN算法，能够满足国产工业相机PCB缺陷检测的实际需求。
2023年06期 v.42;No.268 756-762页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K] - 徐厚生;郭佳丽;
为使用深度学习模型预测未来高速公路交通流的情况，利用双向门控循环单元算法（Bi-GRU）从双向传播中提取信息，充分学习到历史交通流的时间相关特征，同时采用注意力机制通过正确分配权重来区分交通时间序列的重要性，进一步提高预测的计算效率。采用开源高速公路数据集对模型进行验证，结果表明：与递归神经网络算法、长短期记忆网络算法、双向长短期记忆网络算法，以及没有结合注意力机制的双向门控循环单元算法相比，本文所提算法在计算效率和预测精度方面更优，可以用于短时交通流的预测。
2023年06期 v.42;No.268 763-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 863K] 下载本期数据