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最新刊期
无人机群烟幕协同遮蔽的分层优化算法
AI导读
刘年瑾, 郑秀娟
DOI:10.12454/j.jsuese.202600356
摘要:针对无人机群烟幕协同遮蔽中目标分配、投放时序与连续飞行参数耦合的问题,建立协同遮蔽优化模型并提出分层求解方法。首先,构建无人机、烟幕弹、烟幕云团与来袭目标的运动学模型,基于目标等效投影轮廓和关键视线距离给出有效遮蔽判定,并通过远场近似误差估计验证判定模型的适用性;接着,以遮蔽区间并长度定义全局协同效能,避免多烟幕云团遮蔽区间重叠时对有效遮蔽时长的重复计入。在此基础上,设计集成平台级任务引导、逐弹时序协调和单节点连续参数优化的分层优化框架:上层根据几何可达性和时间裕度生成目标优先序,中层以区间边际增益调整逐弹服务目标,下层采用改进差分进化算法优化航向角、飞行速度、投放时刻和起爆延时。仿真实验结果表明,逐弹边际协调使目标
M
1
的粗遮蔽区间并长度由21.96s提高至33.71s,提升53.51%;连续参数优化后,标准差分进化算法和改进差分进化算法的总体协同效能分别为37.35s和40.39s。多场景扰动实验和耗时统计进一步表明,所提方法能够在风场扰动、导弹机动和云团参数变化条件下生成满足严格遮蔽判定的协同投放方案,具备实际应用潜力。
关键词:多无人机协同;烟幕遮蔽;任务分配;时序协调;差分进化算法;混合优化
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更新时间:2026-06-17
基于互近邻域的邻域粗糙集属性约简算法
AI导读
葛浩, 李振为, 杨传健, 严远亭
DOI:10.12454/j.jsuese.202500912
摘要:属性约简作为粗糙集理论的核心研究内容之一,旨在识别并剔除冗余属性,从而降低数据维度、提高分类性能,增强机器学习模型泛化能力。然而,传统邻域粗糙集模型依赖固定邻域半径或单向近邻关系,在处理现实中非均匀分布数据时,由于样本局部密度异质性,导致边界区域样本判别能力不足,分类性能受限。针对上述问题,本文提出一种基于互近邻域的属性约简方法。首先,融合邻域、
k
近邻与反向
k
近邻,构建互近邻域关系,利用同类样本局部密度相似性自适应过滤异类虚假近邻,精确刻画边界样本;其次,引入迭代近似策略,逐步添加属性并迭代更新上下近似集,弥补了所提模型中近似集非单调性的理论缺陷,确保上下近似集随属性集增大而单调变化,完善了模型的理论严谨性;在此基础上,定义互近邻域依赖度,提出属性重要度评价准则,并设计一种前向启发式贪心约简算法(M
k
NRS)。在14个UCI数据集上,与主流邻5种域粗糙集属性约简方法开展对比实验,结果表明M
k
NRS在KNN和SVM分类器下,该方法在绝大多数数据集上均取得最优或并列最优结果,平均精度达91.03%和90.66%,且为各组对比方法中最高分类精度。统计检验进一步证实,相较于5种主流算法,M
k
NRS具备显著的性能优势;且该方法平均约简属性数量为7.21,在属性约简有效性与模型分类性能之间实现了良好平衡,为非均匀数据的属性约简提供了新的理论框架与可行性技术方案。
关键词:邻域粗糙集;互近邻域;属性约简;反向
k
近邻;迭代近似
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更新时间:2026-06-17
基于改进PSO算法的齿轮箱数字孪生模型研究
AI导读
付海龙, 何君, 王玥, 艾士刚, 冯志鹏
DOI:10.12454/j.jsuese.202600113
摘要:齿轮箱是大型机械装备的重要部件,对其运行状态监测与故障诊断是保证其可靠运行的有效手段,但是转速时变、传感检测点有限及部分状态信息难以完整获取等问题,增加了故障诊断的难度。本文基于集中参数法构建能够完整描述齿轮箱扭转-横向耦合振动特性的动力学模型,通过在健康齿轮模型的基础上引入点蚀、断齿与裂纹三种典型故障的激励项和刚度调制函数,建立二级齿轮箱虚拟模型,用以生成孪生数据。采用改进PSO算法动态优化时变啮合刚度、阻尼系数等关键参数,通过参数反哺持续修正虚拟模型,解决孪生数据与实验数据之间的失配问题,以提升动态孪生数据保真度。开发二级齿轮箱孪生系统可视化平台,实现转速、三向振动与特征曲线的展示,并以时域相关系数与阶次谱幅值相对误差作为评价标准,评估孪生数据与实测数据的逼近程度。利用二级齿轮箱实验验证,结果表明:在转速时变工况下,孪生数据与实验结果具有较好的一致性,针对点蚀、断齿与裂纹三类故障诊断平均准确率可达到96.92%;相比未进行参数优化的传统动力学模型,数字孪生模型平均诊断准确率提升约6.56%。消融实验表明,所提改进PSO算法在收敛速度和损失函数值方面均优于标准PSO及单一改进方式,验证了动态惯性权重、收缩因子、多种群协同搜索和自适应边界处理的协同有效性。与CNN、LSTM和GRU三种深度学习方法相比,本文数字孪生方法在三向振动信号上的诊断准确率均具有一定优势,准确率至少提高3.78%。说明所构建数字孪生模型能够较好复现齿轮箱在时变转速下的动态响应,并为故障诊断提供高保真孪生数据支撑。
关键词:数字孪生模型;齿轮箱;时变转速;改进粒子群算法;故障诊断
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更新时间:2026-06-17
基于OODA环的空间目标感知体系贡献率评估
AI导读
于大程, 刘李辉, 李健, 姜川傲, 邓雅文, 樊子德, 张锐
DOI:10.12454/j.jsuese.202600323
摘要:针对空间目标感知体系装备能力评估缺乏客观量化方法的问题,本文以精准量化装备体系价值、弥补传统评估方法适配性不足为目的,提出融合OODA环理论、模糊综合评价与蒙特卡洛仿真的体系贡献率评估方法。首先将体系抽象为OODA环网络模型,通过实体-功能-指标三层映射机制完成建模;在此基础上,采用模糊综合评价法量化链路权值,结合基于深度优先搜索算法的蒙特卡洛仿真实现体系任务效能计算,最终通过有无对比法量化装备贡献率。仿真结果显示,管控类节点(空间目标管控中心 D1、区域管控中心 D2)体系贡献率达 100%,执行类节点(拦截器 I1、电子干扰装备 I2)贡献率达到 50%上下,多功能地基雷达 S1 在感知类装备中贡献率最高,天基观测装备贡献率整体高于地基观测装备。所提方法可有效解决多功能装备建模失真与评估指标模糊性问题,能精准识别体系关键核心装备与薄弱环节,为空间目标感知体系的装备发展规划、资源配置优化与体系架构升级提供量化决策支撑。
关键词:体系贡献率;OODA环;模糊综合评价;蒙特卡洛仿真;空间目标感知
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更新时间:2026-06-17
基于双阶段边缘引导特征增强的石油泄漏检测网络
AI导读
张强, 任海睿, 吴丹
DOI:10.12454/j.jsuese.202600244
摘要:石油泄漏区域在复杂场景中常表现出背景相似度高、边界模糊及尺度变化明显等特点,导致现有分割方法难以准确提取目标结构与边界信息。针对上述问题,本文提出一种双阶段边缘引导特征增强网络(DSEF-Net)。该方法通过“边缘差异感知—边缘引导”两阶段机制,实现结构信息与语义信息的协同优化。首先,在边缘差异建模阶段中,利用低层结构特征与高层语义特征之间的跨尺度响应差异,提取具有判别性的边缘线索;随后,在边缘融合增强阶段中,对多尺度边缘特征进行融合与自适应增强,构建可靠的边缘先验,并引导网络关注泄漏区域结构轮廓,从而提升复杂背景下的边界定位精度与分割质量。在地面油田石油泄漏数据集(GOSD)和遥感石油泄漏数据集(SENTINEL)上的实验结果表明,DSEF-Net在MAE、Accuracy、Precision、Recall和IoU等评价指标上均优于多种先进方法。其中,相比次优模型,在GOSD数据集上, MAE下降0.3%,Accuracy、Precision、Recall和IoU分别提升1.7%、1.2%、1.9%和0.5%;在SENTINEL数据集上, MAE下降0.6%,Accuracy为0.913, Precision、Recall和IoU分别提升3.1%、0.8%和0.3%。实验结果表明,所提出的方法在复杂背景和模糊边界条件下能够实现对石油泄漏区域更加稳定且精细的检测。
关键词:图像分割;石油泄漏;边缘引导;特征增强
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更新时间:2026-06-17
融合改进近似熵和多策略鲸鱼优化算法的水电机组故障诊断
AI导读
张婷婷, 王绍强, 张晓东, 吴凤娇, 陈帝伊, 王斌
DOI:10.12454/j.jsuese.202400538
摘要:如何提取水电机组的运行特征信息,实现多类型故障诊断是水电站智能运维的关键,本文提出一种集信号处理、特征提取和故障诊断于一体的水电机组故障诊断模型。首先,针对多尺度熵粗粒化不足易丢失信号特征的缺陷,提出新的特征提取工具—时移多尺度近似熵,仿真实验证明该方法具有良好、稳定的特征提取性能。其次,针对鲸鱼优化算法易陷入局部最优且对初始解的依赖性较强的问题,融合多策略改进该算法并测试其性能,仿真实验证明改进的算法具有最快的收敛速度和求解精度。然后,针对核极限学习机超参数难以调节的问题,利用改进算法优化其主要参数并对提取的特征进行故障识别和分类。最后,通过不同数据对所提方法进行对比验证,结果表明本文方法在转子振动试验台和真机数据的诊断中精度提高了1.46%和2.86%,对比其他方法具有最佳特征提取能力和最优诊断效果。
关键词:多策略融合;故障诊断;时移多尺度近似熵;鲸鱼优化算法;核极限学习机
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更新时间:2026-06-15
基于能量法物理信息极限学习机的渗流问题分析
AI导读
薛冰寒, 黄振华, 刘晓蓬, 卜亚昊, 杨会臣, 郑璀莹
DOI:10.12454/j.jsuese.202600219
摘要:渗流分析是岩土、水利等工程的核心研究内容。针对传统数值方法存在的网格依赖性问题,以及物理信息极限学习机(PIELM)和物理信息神经网络(PINN)在物理约束平衡与求解效率方面的不足,本文提出一种能量法物理信息极限学习机(Energy-based Physics-Informed Extreme Learning Machine,EPIELM),用于渗流问题的高效求解。该方法以极限学习机(ELM)架构为基础,基于能量变分原理构建物理约束,将渗流控制方程转化为能量泛函极小化问题;通过构造微分算子,将域内与边界约束嵌入损失函数,转化为求解输出权重的线性方程组,实现无迭代、无网格依赖的快速求解。数值算例结果表明,所提方法相较于传统物理驱动方法具有更高的计算效率,求解精度高、误差可控,且自然满足Neumann边界条件,建模过程简洁,为岩土与水利工程中的渗流分析提供了一种高效精准的求解方法。
关键词:渗流分析;物理信息极限学习机;能量法;无网格;物理信息神经网络
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更新时间:2026-06-10
重塑黄土初始刚度的应变速率效应和应力状态相关性研究
AI导读
王金元, 欧阳涌, 支培祥
DOI:10.12454/j.jsuese.202600012
摘要:为揭示重塑黄土小应变初始刚度的主控因素,采用局部位移传感器(LVDT)进行小应变循环加载试验与弯曲元测试,研究了不同制样方法、应变速率及应力历史条件下初始刚度的变化规律。试样分别采用泥浆固结法、分层击样法和分层压样法制备,其中泥浆固结重塑黄土试样进一步在不同平均有效应力条件下进行了卸载—再加载路径试验。结果表明:LVDT测量所得初始刚度明显高于外部位移法,说明测量方法对小应变刚度识别具有显著影响;在本文试验速率范围内(0.001、0.01和0.1 %/min),三类重塑黄土试样初始刚度对应变速率总体表现为弱敏感,而平均有效应力
p
'
与超固结比OCR对初始刚度的影响更为显著;对泥浆固结重塑黄土,卸载—再加载形成的超固结状态会进一步削弱速率效应,并可用平均有效应力与OCR表征初始刚度的状态演化。结果表明,在严格小应变范围内,重塑黄土初始刚度的变化主要受应力状态与应力历史控制,加载速率影响相对有限;对泥浆固结重塑黄土,OCR提高会进一步削弱速率效应。
关键词:制样方法;小应变刚度;应变速率效应;超固结比(OCR);平均有效应力;弯曲元试验;重塑黄土
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更新时间:2026-06-09
基于
t
-SNE-BPNN方法的工程切坡可靠度分析
AI导读
查文华, 高小霞, 邓志平, 齐新炬, 纪超, 许涛
DOI:10.12454/j.jsuese.202500599
摘要:对考虑土体参数空间变异性的工程切坡进行高效可靠度分析是岩土工程领域具有挑战性的问题,其中如何合理表征土体抗剪参数的非平稳分布特征尤为关键。为此,本文提出一种结合t分布-随机邻近嵌入(t-SNE)、反向传播神经网络(BPNN)和拉丁超立方抽样(LHS)的工程切坡可靠度分析新方法。首先,利用中点法离散黏聚力与内摩擦角随机场,通过强度折减法获取训练样本中对应的边坡稳定系数。接着,使用t-SNE-BPNN构建随机场与稳定系数之间的代理模型,并结合拉丁超立方抽样进行边坡可靠度分析。最后,选用左畲小学工程切坡验证所提方法的有效性。结果表明,t-SNE具有较好的降维能力,所提方法可准确构建随机场与稳定系数之间的关系,能以较少的训练样本条件实现工程切坡可靠度的准确评估,可有效解决工程实践中失效概率计算耗时长的难题。同时,采用非平稳随机场能更好地表征切坡土体参数空间变异性。研究成果可为工程切坡稳定性评价和加固提供参考,同时为滑坡灾害防治提供理论依据。
关键词:空间变异性;可靠度分析;随机场理论;代理模型;工程切坡
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更新时间:2026-06-08
基于FSLAM-Scoops3D耦合模型与土层厚度反演的滑坡失稳规模预测方法
AI导读
郭子正, 曲正阳, 陈光齐, 文海家, 谢朋, 张家兰, 向学坤
DOI:10.12454/j.jsuese.202600158
摘要:失稳规模是突发性滑坡灾害危险性评估中的重要指标,但是在勘察资料较少地区很难做出准确预测。针对该问题,本研究提出了FSLAM-Scoops3D的耦合模型,通过整合降雨入渗过程和岩土稳定性计算方法来预测降雨条件下的不稳定区域体积。利用2024年四川省汉源县的降雨型滑坡进行了应用验证,首先基于高精度遥感影像和现场调查进行了灾害解译识别,建立了共包含261处滑坡实形的灾害清单。FSLAM模型用于计算多尺度降雨条件下的坡体地下水位变动,其结果用于Scoops3D建模中的地下水头输入。土壤层厚度来源于考虑随机森林模型的反演计算,选取了共10种地质环境因子作为影响因素。结果显示土层厚度预测值与真实值的回归系数达0.79,平均绝对误差(MAE)与均方根误差(RMSE)分别为2.4 cm与3.3 cm。基于耦合模型的稳定性计算显示共有87.7%的滑坡起始区被识别为失稳区域,其ROC精度(84.5%)明显高于单一的FSLAM模型(72.3%)和Scoops3D模型(76.9%)。整个研究区域内的滑坡总体积估计值为1.2×10
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,体积-频率曲线遵循幂函数特征,而体积-面积在双对数坐标中具有线性相关关系(R
2
=0.695)。此外,所提出模型对于浅层土质滑动的体积预测效果要优于长距离泥石流/碎屑流。上述结果表明基于物理力学的方法能够识别潜在滑动面及失稳范围,从而为数据稀疏地区的滑坡风险评估提供了重要技术支撑。
关键词:滑坡危险性;物理模型;失稳规模;土层厚度;随机森林
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更新时间:2026-06-08
冰崩碎屑致下游水体涌浪灾害试验与数值模拟研究
AI导读
洪涵雨, 戴峰, 刘燚, 汪雷, 蔡昊纬, 魏明东
DOI:10.12454/j.jsuese.202600129
摘要:在高海拔地区变暖变湿的气候背景下,高原山区冰川崩塌事件时有发生,常演变为大规模的冰岩混合碎屑流,并可能冲击下游湖泊、水库形成涌浪灾害。本研究以2016年西藏阿汝错流域阿汝-1与阿汝-2冰崩事件(崩滑总体积约1 500×10
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)为背景,综合采用滑槽试验与有限离散元法(FDEM)数值模拟,系统研究了此类碎屑流的运动演化及其冲击水体的动力过程。滑槽物理试验通过控制冰岩比例、滑槽坡度及水深等关键变量,揭示了碎屑流运动特征与涌浪生成规律。基于试验结果验证了FDEM模型在模拟冰岩崩碎屑流冲击下游江河/湖泊这一固-液耦合动力过程上的有效性。随后,将该模拟方法应用于阿汝-2冰崩事件的反演分析,确定了冰体碎屑与滑床之间的接触摩擦角为5.5 °;利用同一参数集,成功复现了阿汝-1事件的碎屑运动距离(约6 300 m)与诱发浪高(约27 m),从而在案例尺度上验证了模型对大尺度冰崩/冰岩崩灾害链模拟的可靠性。进一步,对存在潜在崩塌风险的阿汝-85号冰川进行预测模拟,发现凸出山丘地形使运动距离不足4 000 m。本研究还分析了不同坡度、含冰量及水深组合工况下的冰岩碎屑流运动特性,揭示了冰岩碎屑流导致下游水体发生涌浪灾害的机理,所呈现模拟方法可为冰岩碎屑流灾害的风险评估提供科学依据。
关键词:气候变化;冰崩碎屑流;滑槽试验;有限离散元方法;涌浪灾害
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更新时间:2026-06-08
填方黄土固结沉降对端承摩擦桩竖向承载特性的时效影响分析
AI导读
辛亮亮, 叶帅华, 崔新壮, 李京榜
DOI:10.12454/j.jsuese.202600175
摘要:针对大厚度黄土填方场地中桩周土长期固结沉降对端承摩擦桩竖向承载力的影响问题,本文开展了系统的理论分析与试验验证研究。首先,基于黄土分层填筑特点和压实黄土的应力-应变特性,采用Gunary模型与和割线模量法建立了土体沉降曲线,并提出填方地基初始沉降分布计算方法。进一步引入考虑时间效应的工后沉降预测模型与固结度U
t
概念,实现桩周土沉降的时空演化描述。其次,在桩-土相互作用分析中,采用三折线硬化模型模拟界面的粘结-滑移-脱黏全过程,并基于荷载传递法建立桩顶加载与桩周土固结沉降耦合的桩身受力变形控制方程,推导桩身位移、轴力及侧摩阻力沿深度分布的阶段解析解。通过填方黄土场地的现场试验数据对比,验证了解析模型的合理性。最后,分析了桩周土沉降时间效应、桩顶荷载、桩顶荷载和桩周土固结耦合时桩基承载特性。研究结果表明,随桩周土固结度增大,土体沉降与桩身位移显著增加,桩侧负摩阻力逐渐增大、正摩阻力减小,中性点位置不断上移。当固结度由0.8增至0.9时,中性点上移约7 m,最大负摩阻力由-80 kPa增至-120 kPa,下拉荷载增加约47%;固结沉降引起的负摩阻力效应是导致桩基承载性能退化的主导因素。此外,桩顶荷载与固结沉降的耦合作用会进一步加剧桩身受力不均,当桩顶荷载超过3 000 kN时,桩身中部可能出现超过1 000 kN的拉力,对桩基安全构成潜在威胁。本研究为填方黄土场地桩基的承载力评估与变形控制提供了理论依据,对桩基的优化设计与长期安全服役具有重要指导意义。
关键词:桩基承载力;填方黄土;固结沉降;荷载传递法;端承摩擦桩;负摩阻力;三折线硬化模型
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更新时间:2026-06-08
抗震消能锚头锚固边坡减震性能振动台试验研究
AI导读
钟轲, 王林峰, 唐宁, 杨智中, 蔡波, 何杰, 周龙
DOI:10.12454/j.jsuese.202600080
摘要:针对地震作用下边坡锚固结构因应力集中导致的锚头剪断、拉断和松弛脱落等破坏问题,研发了一种弹簧与阻尼器组合的抗震消能锚头结构。基于结构动力学弹簧-阻尼-质量系统理论,建立了抗震消能锚头在地震荷载作用下的振动方程分析其力学响应,并采用四阶Runge-Kutta方法进行数值求解。通过振动台试验,对比研究了抗震消能锚头与传统锚头在WC波、EI Centro波和Kobe波三种地震波作用下的动力响应特性。理论分析显示,在0.2 g(WC波)作用下高刚度-高阻尼组合能降低加速度响应峰值约43.3 %;试验结果显示,消能锚头显著降低了边坡的加速度响应峰值(PGA)与阿里亚斯强度(I
a
),平均轴力减载比达72.59 %–81.89 %;频域分析显示消能锚头在全频段对锚索轴力频响具有良好抑制作用,其傅里叶幅值在全频带内均低于传统锚头,在中高频段(20–50 Hz)的能量积分值显著降低;通过线性累积损伤计算得出该结构使锚索疲劳损伤度降低2–5个数量级。研究表明,抗震消能锚头通过“弹簧-阻尼”协同变形工作机制,实现了高承载力与高效耗能的统一,为震区边坡的支护加固提供了可行的方案
关键词:抗震锚头;锚索格构;抗震性能;动力响应;振动台试验
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更新时间:2026-06-08
基于热‑力耦合离散元的非饱和黄土动载损伤模拟
AI导读
贺韶君, 胡涛涛
DOI:10.12454/j.jsuese.202600119
摘要:非饱和黄土独特的结构性和水敏性使其在动载与温度共同作用下呈现出较为复杂的力学行为。因此以延安非饱和黄土为研究对象,开展不同温度(-10 ℃、5 ℃、20 ℃)与含水率(12%、16%、20%)条件下的室内动三轴试验,分析了循环动荷载作用下温度、含水率耦合作用对黄土动力特性的影响规律。基于试验结果,构建了考虑热-力耦合效应的黄土离散元模型,通过标定细观参数,模拟并揭示了不同工况下黄土的细观损伤演化过程,并对比验证了模拟的有效性。结果表明:(1)黄土动力特性受温度与含水率的协同控制,其强度与动弹性模量随二者升高而降低,本质在于温度通过调控孔隙水形态(冰、未冻水、自由水)影响土体结构;(2)离散元模拟从细观尺度证实了“水分主导、温度调控”的损伤机制:水分含量控制损伤规模,而温度通过改变形态影响损伤路径,冻结态抑制裂纹扩展并维持稳定力链网络,流动态则促进裂纹扩展贯通与力链网络碎片化;(3)动弹性模量的拟合对比验证了模型的可靠性,实现了从“外部条件-细观结构演化-宏观力学响应”的机理分析,揭示了黄土在动力荷载作用下的宏-细观损伤演化机理。研究成果可为寒区与季冻区黄土工程的全寿命周期控制提供参考。
关键词:非饱和黄土;循环动荷载;热-力耦合;离散元模型;细观损伤
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更新时间:2026-06-08
锦屏深地-地表振动背景噪声原位探测及差异性规律解析
AI导读
杨明庆, 艾印双, 张茹, 张泽天, 张贵科, 熊开智, 姜明明, 郭泽秋, 张志龙, 陈枭, 谢和平
DOI:10.12454/j.jsuese.202600090
摘要:振动背景噪声是锦屏地下实验室多学科前沿实验研究的重要影响因素,揭示深地空间振动背景噪声特征对于多物理场观测、精密仪器测试等研究具有重要参考价值。围绕深地空间振动背景噪声特征研究,依托世界最深的锦屏地下实验室构建了深地和地表振动探测平台,系统开展了深地和地表振动背景噪声探测,从时频分析、偏振分析、场地效应等角度研究了深地和地表的振动背景噪声差异性。结果表明:1)深地背景噪声三分量振幅均低于地表,其中水平向振幅仅为地表的一半;深地噪声功率在低频段和高频段均小于地表,1.0 Hz以上的高频段功率谱比地表低15 dB,深地相比地表具备更好的振动噪声本底条件。2)在0.1 Hz以下低频段,深地水平向噪声振幅与地表相比差异近10倍,深地背景噪声相比地表在0.1 Hz以下低频段具备优异的低本底优势。3)偏振分析表明,地表噪声存在多源特征,而深地噪声源较为单一,深地振动背景噪声在水平向上较为集中,而垂直方向上较分散;锦屏深地远离外部干扰,且长期波动范围在1 ℃以内,深地恒温环境有利于探测仪器避免温度噪声。4)随着地震距离的加大,地震波到达测点的频率范围从高频逐渐向低频转变,且场地效应逐渐减弱,锦屏地表场地效应对于近场地震响应显著,近场地震中地表幅值比深地高出一倍。研究结果揭示了深地空间具备低振动噪声本底的独特优势,有利于探测地球内部动力学过程微弱信号,对于深地空间科学利用具有借鉴意义。
关键词:中国锦屏地下实验室;背景噪声;低频振动;偏振分析;场地效应
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更新时间:2026-06-08
循环荷载对饱和砂岩阶段性变形破坏影响试验研究
AI导读
朱俊, 姜元俊, 刘子明, 苏海燕, Ronald Y.S. Pak
DOI:10.12454/j.jsuese.202501000
摘要:循环荷载扰动和水劣化是水电工程库岸边坡岩体失稳的关键诱因。然而,循环荷载对岩石力学特性的差异化影响(强化或弱化)及其与水劣化过程的互馈作用尚不清楚。为深入研究循环荷载对饱和岩石阶段性变形破坏的影响规律和机制,设计完成了干燥、饱和状态下2种砂岩的单轴压缩试验和不同上限荷载的循环加卸载试验,并同步监测声发射信号。系统分析循环上限荷载与含水状态对砂岩峰值应力、声发射时序特征及波形频谱等的影响规律,从细观损伤角度阐释岩石力学劣化机制。研究结果表明:(1)随循环上限荷载提高,砂岩峰值应力减小,且降幅随循环荷载水平升高而增加,饱和砂岩降幅比干燥砂岩的更为显著;声发射事件数在整个加载过程中呈先减后增趋势,循环加载阶段低主频信号增加、高主频信号减少。(2)循环荷载作用下,水饱和作用进一步削弱岩石强度,减少整体声发射事件数,并促使低主频信号占比上升,反映微观拉伸破裂活动增强。(3)循环荷载与低主频信号密切相关,其诱致的微观拉伸破裂是岩石力学性能劣化的主要原因;循环荷载与水饱和存在协同劣化效应,尤其当循环上限荷载超过裂纹稳定扩展阈值时,该效应更显著。研究结果可为库水环境中岩体长期稳定性评价与灾变预警提供技术支撑。
关键词:循环荷载;饱和;阶段性;声发射;波形频谱
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更新时间:2026-06-08
基于异质集成学习和SBAS-InSAR的地震滑坡动态易发性评价
AI导读
习田, 付晓东, 邬凯, 易雪斌, 赵雪涵
DOI:10.12454/j.jsuese.202600044
摘要:开展同震滑坡易发性评价及考虑震后长期演化效应的动态评估,对强震山区灾害隐患排查与风险防控至关重要。针对现有研究中单一评价模型性能难以提升以及静态评价缺乏时效性的问题,本研究提出了一种融合异质集成学习与SBAS-InSAR技术的地震滑坡动态易发性评价方法。首先,利用Stacking策略集成随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、多层感知器(MLP)与极限梯度提升树(XGBoost)算法,构建了评价同震滑坡易发性的异质集成模型;进而,采用SBAS-InSAR技术获取震后地表长期形变速率,通过经验关联矩阵修正初始滑坡易发性指数,生成震后滑坡动态易发性图。以芦山地震震后国道351宝兴段为例,从地形、地质、气候、人类活动等多方面初步选取14个评价因子,通过皮尔逊相关性分析,剔除冗余因子,最终筛选出12个关键因子构建评价体系,采用受试者工作特征曲线(ROC)评估模型性能,融合Sentinel-1A升轨时序InSAR地表形变监测结果,实现了强震山区滑坡动态易发性制图。结果表明:(1)Stacking异质集成模型AUC值达到0.918,预测精度与泛化能力均优于单一评价模型和集成同质分类器模型,根据对各分区内滑坡点的统计分析,集成学习模型的高风险区预测结果与实际滑坡分布更为吻合;(2)引入形变速率修正后,全区低易发性面积占比降低了2%~6%,高易发性中滑坡占比提升了0.4%~0.9%,有效提升了评价结果的准确性;(3)结合吉林一号光学影像校验发现,该方法能有效修正被低估的危险区域,及时更新易发性等级,减少漏报,对比隐患点累积形变量与日降雨量,形变趋势随降雨量的变化呈现季节波动特征。因此,更新后的动态易发性图谱兼具高预测性能与时效性,可为强震山区重大工程建设决策以及震后滑坡灾害风险防控提供科学支撑。
关键词:地震滑坡;动态易发性;震后演化;stacking集成;SBAS-InSAR
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更新时间:2026-06-08
干湿循环作用下石灰-玄武岩纤维改良红黏土抗压强度与裂隙特性及智能预测模型研究
AI导读
黄世斌, 王晓伟, 王家全, 赵远泽
DOI:10.12454/j.jsuese.202500874
摘要:红黏土在干湿循环下易发生强度劣化与裂隙扩展等问题,严重影响路基与边坡稳定性。为改善其工程性能,本文采用石灰(L)与玄武岩纤维(BF)复合改良红黏土,研究了不同掺量下红黏土的抗压强度与裂隙演化特征。基于此,构建了BiLSTM、GRU、XGBoost和RVM四种分形维数预测模型,其中RVM性能最优。为提升预测精度,引入麻雀搜索算法(SSA)与粒子群优化算法(PSO)优化模型参数,揭示抗压强度与裂隙分形维数特征之间的关系。试验结果表明:1)掺入L-BF可提高红黏土在干湿循环下的抗压强度并抑制裂隙发育,其最佳掺量为8%石灰+0.6%玄武岩纤维。2)优化后的SSA-RVM模型预测性能优于原RVM模型,决定系数达到0.9662,且预测误差集中于±0.04范围,表现出更高的精度与稳定性。3)SHAP值分析显示,石灰含量对模型输出呈负向贡献,表明适量石灰(8%)有助于抑制分形维数增长,验证了石灰在改善红黏土强度和裂隙发育方面的积极作用。本研究为石灰-玄武岩纤维复合改良红黏土的性能提供了依据,并为路基与边坡灾害治理提供参考。
关键词:抗压强度;分形维数;裂隙演化;机器学习;优化算法
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更新时间:2026-06-08
泥沙补给变化下多级固床构筑物基础冲刷特性研究
AI导读
黎雪锋, 陆用敏, 苏莹, 吴伟铭, 马旭东
DOI:10.12454/j.jsuese.202600212
摘要:固床构筑物(矮堰、底槛等)是常用的河道整治措施之一,其修建会改变局部水流结构,引发基础冲刷,威胁其自身结构安全和整治河段的稳定。本研究针对泥沙补给变化下多级固床构筑物基础冲刷特性不清的问题,通过开展一系列概化水槽试验,揭示了不同泥沙补给条件下多级固床构筑物的基础冲刷规律,探明了泥沙补给速率对多级固床构筑物基础冲刷尺度的定量影响,提出了泥沙补给变化下多级固床构筑物基础冲刷深度计算方法。研究表明:无泥沙补给条件下,多级固床构筑物基础冲刷深度先迅速增长后逐渐趋于平衡,其增长速率与结构间距、水流强度和结构有效高度正相关;有泥沙补给条件下,固床构筑物有效高度等于0时基础冲刷深度发展过程与无泥沙补给条件相似,固床构筑物有效高度大于零时基础冲刷深度先增加、后降低,然后逐渐趋于平衡;多级固床构筑物平衡基础冲刷深度与水流强度、结构间距和结构有效高度正相关,与泥沙补给强度负相关。最后基于理论分析和试验数据,提出了泥沙补给变化下多级固床构筑物基础冲刷深度计算方法。本研究为固床构筑物冲刷设计与防护提供了重要理论与方法支撑。
关键词:泥沙补给;固床构筑物;基础冲刷;河道整治
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更新时间:2026-06-08
基于共同来源区域和WRF-CMAQ/ISAM模型的长三角O
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污染精细化管控策略
AI导读
陈雪, 姚宁宁, 奚欢, 张婕, 陈浪, 岑郑楠, 宋哲, 俞绍才
DOI:10.12454/j.jsuese.202500828
摘要:区域性臭氧(O
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)的污染形成机理复杂、空间来源多变,因而管控难度较大。为了满足区域性大气污染日渐精细化的需求,本研究联合混合受体模型(HYSPLIT-CWT)、三维气象-化学传输模型(WRF-CMAQ/ISAM)和地面监测网络,构建了大气污染共同来源区域计算方法,精准识别了区域性大气污染的共同来源区域,提出了精细到网格的差异化管控方法。首先,基于共同来源区域计算方法确定了长三角O
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污染的共同来源区域。然后,应用WRF-CMAQ/ISAM模型对不同管控情景下的O
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污染改善效果进行了分析。行业贡献解析结果表明,工业源和移动源是合肥、杭州、南京、上海、绍兴和嘉兴O
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的主要行业来源,贡献分别达到50.9% ~ 68.2%和21.5% ~ 31.9%。最后,对不同情景下的O
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污染改善效果进行分析。结果表明,基于长三角O
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共同来源区域进行精确到网格的应急管控能在管控面积减少30%的前提下使日最大8 h平均(MDA8)O
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浓度得到显著下降(5.8% ~ 31.3%),比传统的长三角全面管控的方式(5.2% ~ 15.9%)更为有效。而在共同来源区域内,仅对主要行业贡献源(工业源和移动源)进行管控也能使MDA8 O
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浓度明显下降(4.5% ~ 22.0%)。本研究不仅厘清了区域性O
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污染的共同来源区域和行业贡献,而且在管控范围和管控力度层面提出了相对精细的O
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污染应急管控策略。
关键词:长三角;臭氧;共同来源区域;WRF-CMAQ;ISAM
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更新时间:2026-06-08
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