地震触发崩塌滑坡自组织临界性研究

汶川地震触发了大量崩塌滑坡灾害.这些规模差异巨大的现象之间,能量及空间是否存在着确定的分布规律?巨型崩滑和小规模坍塌是否遵从不同的形成机理?这些都是亟待解决的基本科学问题.作者在自组织临界状态(SOC)的概念框架下,通过震区典型路段考察,发现位于地震Ⅸ度区的崩滑工点,崩滑方量及崩滑体深度,与崩滑工点数目之间存在着良好的负幂律关系,地震Ⅹ度区也体现出有类似特征;拟静力模拟地震的沙堆离心模型实验表明,模型底板倾斜1.5°时,崩塌的动力学特性可以用幂律描述,底板倾斜达到3°时服从正态分布;元胞自动机模型数值模拟表明,随扰动强度增加沙堆模型动力学特性的演变是渐进的.从而从整体理论上对上述问题提出新的解释:处于青壮年期的山地斜坡系统具有SOC的内禀基本属性;存在一个地震强度阈值,在此之下地震触发的崩滑规模与出现频率之间的分布规律可用幂律描述,巨型崩滑灾害和小规模坍塌现象遵从同一形成机理.全新的认识可望为地震触发崩塌滑坡灾势评估提供普适性的概型并建立应用框架.     

青城山上清宫门楼古建筑震害机理分析与研究

为了研究门楼古建筑的震后加固改造技术,针对青城山上清宫门楼木石混合结构,进行了实地调查分析.采用混尺度有限元方法,考虑边界非线性影响,建立了门楼独立模型以及考虑台基、牌坊协同作用的数值模型.进行了模态分析,门楼独立模型主周期与规范经验公式相比基本一致,验证了数值模型的合理性.采用瞬态分析方法,对门楼结构变形、基底剪力及构件内力进行了分析.据此,初步提出了拉锚杆原位加固台基石牌坊、爪钉锚固门楼榫卯节点的加固方式.研究表明,门楼动力参与质量相对集中,一旦激振,容易产生较大地震响应;台基的作用导致门楼鞭梢效应明显,但门楼质量较小,地震内力增幅远不如位移明显,木结构较强的变形适应能力有效提高了其抗倒塌能力;古建筑加固需进一步考虑其榫卯节点力学特性的保护与延续.     

基于STM32的轨道方向不平顺检测系统设计

轨道不平顺是影响列车乘坐舒适性和平稳性的主要激励源,对轨道不平顺信号进行准确检测和有效的分析处理,以尽可能提高铁路维修效率,保障高速列车行车安全。为了准确检测轨道方向不平顺信号,基于惯性基准法原理,研制了以STM32F103 Cortex-M3 ARM处理器为控制核心的自动化检测系统。系统调理采集包括伺服加速度计、陀螺仪、倾角仪等多路传感器转换而来的模拟信号,然后传输到车载服务器中分析处理。检测结果以实时波形图的形式显示,能够准确有效地判断不平顺状态。     

机车轨道平顺性滤波优化设计与仿真研究

研究机车轨道平顺性滤波优化问题,轨道不平顺作为机车车辆轨道耦合系统的激励源,对列车动态平稳性和舒适度影响很大.目前轨道不平顺信号处理系统中移变数字滤波器的设计多采用分级离线的方法,因而导致计算量大、设计效率低.针对上述问题,提出一种基于牛顿插值算法的有限长冲激响应(FIR)移变数字滤波器设计方法,通过改变原型滤波器分数延迟单元,可实现选择性的提取轨道不利波长不平顺信号.仿真结果表明,所设计的滤波器性能和理论一致,具有稳定的频响移变特性,对机车轨道不平顺信号实时提取准确有效,易于工程实现.     

基于微藻培养的沼液处理相关耦合技术进展

基于微藻培养的沼液处理相关耦合技术是近些年沼液资源化处理利用领域的研究热点。本文综述了沼液处理与CO₂固定耦合技术、沼液处理与高值生物质生产耦合技术、沼液处理与生态农业耦合技术等耦合技术的研究发展现状与优缺点，并指出了各耦合技术发展的关键问题，如沼液处理与CO₂固定耦合技术中高CO₂耐受性藻株选育与固碳影响机理研究问题、沼液处理与高值生物质生产耦合技术中低成本、低能耗高值生物质生产技术开发问题、沼液处理与生态农业耦合技术系统性评价体系缺乏问题等。最后，为促进耦合技术突破现有瓶颈，从微藻选育、微藻培养、沼液处理与沼气工程综合经济性4个角度提出相关的建议。     

混凝土现浇箱形拱圈与拱架联合作用研究

混凝土箱型拱桥在无支墩拱式拱架上现浇施工时,采用分环分段的施工方法,可以利用拱圈与拱架的联合作用,减少钢拱架的用钢量,达到节省施工成本的目的.通过大型通用有限元软件MSC.Marc2005的模拟及实桥测试数据的分析,发现先期浇注的混凝土拱环与拱架的联合作用明显,拱圈可承担其自重的43%,即拱架只承担拱圈重量的57%,利用联合作用可节约用钢量达30%.同时提出了一个估算拱架承担拱圈重量的公式,该公式简便实用,并通过两种施工工艺的计算结果验证了该公式的准确性,可用于指导初步设计.     

基于集成学习的卡车空压系统故障诊断研究

针对故障特诊复杂多样和故障样本类别不平衡,使用传统故障诊断算法对机械设备进行故障预测时预测结果正确率和可靠性偏低的问题,提出一种改进的Stacking集成学习结构,一方面对数据集进行降采样来重构数据集,另一方面使用贝叶斯优化和网格搜索来调节单个机器学习模型参数,最后通过改进的Stacking集成学习框架将训练好的强机器学习模型融合在一起,实现对机械设备故障的预测.在斯堪尼亚卡车空压系统故障数据集上进行实验,获得了比LightGBM、CatBoost等任一单模型更好的效果,较适用于复杂工况下的机械设备的故障诊断,为准确率和可靠性要求高的场景提供一种解决方案,具有较强的应用价值.     

基于改进YOLOv3的轨道定位点检测技术研究

实时、精确地确定列车在轨道路径上的位置是保障行驶安全、提升运输效率、提供最佳服务的前提.为了解决传统绝对定位技术存在的一些不足,提出一种基于改进YOLOv3的轨道定位点检测方法.根据定位点目标大小,调整网络输入尺寸及其特征提取网络Darknet-53的结构;由于定位点样本数量稀缺,故采用旋转、增噪等手段进行样本扩充,并使用K-means算法对自制的训练集聚类分析;依据官方网络参数说明及实际图片特征,优化网络的训练参数.实验结果表明,改进后YOLOv3算法的召回率提高了23百分点,检测速度提升了31帧/s,即在提高定位可靠性的同时,也满足轨道巡检系统的实时检测速度要求.     

基于改进风驱动算法的摄像机标定优化方法

为进一步提高摄像机参数标定的准确率,提出一种基于改进风驱动算法的摄像机标定优化方法.将摄像机内参作为空气微团的位置矢量,将标定结果的重投影误差作为空气微团的适应度值,通过迭代寻找适应度值最小的解.针对基本风驱动算法中固有参数的设置问题,通过引入协方差矩阵自适应进化策略自动确定.将该方法与张正友标定法、基于粒子群算法的标定法和基于基本风驱动算法的标定法作比较,实验结果表明,改进算法优化标定的摄像机内参精度更高,具有更快的收敛速度和更好的稳定性.     

基于DAN3D的五花海泥石流运动过程模拟研究

2017年8月8日九寨沟景区发生7.0级强烈地震,地震诱发景区内多处崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。五花海泥石流沟口正对五花海景点,地震诱发沟域内产生大量崩滑、震裂松散物源,一旦遇到强降雨,可能形成泥石流冲出沟口,对五花海景观造成强烈破坏。本文通过DAN3D软件对泥石流进行数值模拟,预测了泥石流50 a与100 a一遇的运动过程,可以得知50 a一遇工况下泥石流不会大量冲出,少量冲出泥石流会对栈道构成一定威胁。100 a一遇工况下,泥石流浆体大量涌出,泥沙大量冲入五花海,会对五花海景观水质构成严重威胁。根据模拟结果,提出了"拦挡物源、围堰停淤、拦水过滤"的防治建议。