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基于FOA-VMD-KPCA的混凝土桥梁表观多病害智能诊断方法研究
王广胤;商东洋;于杰;梁玉敏;张春巍;针对混凝土桥梁结构健康监测系统中存在的振动信号噪声干扰严重、特征提取困难及诊断精度不足等问题,提出一种基于多域特征融合与核学习的智能诊断方法,为该类系统的设计和工程应用提供参考。根据集成时域、频域及时频域特征,结合优化的信号降噪与非线性特征提取技术,构建智能化桥梁病害诊断方法。首先,提出基于果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)自适应降噪方法,有效抑制信号的模态混叠现象;其次,采用核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)方法对多域特征进行非线性降维,消除高维特征冗余,增强特征可分性。结果表明,所提方法在噪声抑制和特征提取方面均效果良好,显著提升了桥梁病害诊断的准确性与鲁棒性,丰富了桥梁结构健康监测系统技术。本文采用基于FOA的VMD自适应降噪方法与KPCA非线性降维技术,能够显著提升混凝土桥梁结构健康监测系统的噪声抑制、特征提取质量与诊断准确率。
汇流模拟对台风暴雨诱发滑坡概率评估的影响研究
张培棱;孙炅炜;白直旭;关于降雨后汇流对滑坡概率变化的具体影响机制仍然存在诸多争议,尤其是在不同地质环境和气候条件下,汇流与滑坡的关系表现出极大的不确定性。本研究利用TRIGRS模型,基于温州市89个雨量站在2016年第17号“鲇鱼”台风过境期间的小时雨量数据,模拟滑坡概率的变化过程,对比分析考虑和忽略地表汇流过程时的模拟结果。结果表明:汇流过程的模拟会使部分栅格的滑坡概率提高,受汇流影响的栅格高程主要分布在500 m以下,坡度分布主要在20°以下,即传统方法认为不易发生滑坡的栅格。汇流过程对雨水的空间分配会影响滑坡的发生概率,未来可以结合更细致的坡面、流域水文过程模拟来提高滑坡预警的准确性,为区域防灾减灾提供更加科学有效的支持。
渗流干湿循环作用对花岗岩残积土强度的损伤机制研究
李建国;甘若凡;魏福军;时建新;孙沛;陈宾;为研究炎热多雨气候环境下花岗岩残积土的强度损伤演化规律,本文基于多次渗流干湿循环试验,分析循环作用下花岗岩残积土的宏观强度变化特征,采用结构静力强度势参数表征其强度衰减规律;结合渗流干湿循环过程中土体微观结构的演变特征,揭示干湿循环作用下花岗岩残积土宏微观参数的关联性,阐明其强度衰减机制。结果表明:渗流干湿循环会对花岗岩残积土产生显著损伤效应,宏观上体现为土体剪切强度和结构势参数的持续衰减;微观上表现为土体孔隙不断发育、裂隙逐渐扩展贯通;土体黏聚力、内摩擦角、孔隙面积比及总结构势参数均与干湿循环次数呈幂函数负相关关系,且相较于内摩擦角,黏聚力受循环作用影响更大、衰减幅度更为明显。
化工园区事故分析研究进展与展望
刘子筠;李莎莎;崔铁军;以现有化工园区事故分析理论与方法的相关文献为基础,系统分析了化工园区事故特征、研究内容、研究方向及三者间的关系。研究认为,化工园区事故研究主要聚焦于园区综合事故,泄漏、火灾和爆炸引发的安全事故,以及地震、洪水、雷电、大风等自然灾害导致的事故类型。对于各研究方向,机理研究、多灾害耦合及复杂事故网络分析为理论研究的核心,虽研究难度较大,但仍是现阶段重点探索方向。事故整体分析、情景构建、事故模拟技术以及风险影响评价侧重理论结合实际,为本领域研究成果主体,适合多数研究者开展深入研究与实践。事故管理与控制策略的制定与实施,被视为化工园区事故研究的最终目标,旨在通过科学有效的管理手段,降低事故风险,保障化工园区的安全稳定运行。
复杂建筑火灾环境下双目标疏散路径规划研究
杨天鹏;肖建强;严兴旭;苗露;郭杰;岐临凯;薛达;针对复杂建筑环境中的火灾人员疏散路径优化问题,本研究以疏散方案的安全性与效率为核心,运用图论几何原理构建了室内火灾疏散网络。首先,结合火灾动态网络数据模型与修正后的临界簇模型(Critical Cluster Model,CCM),识别疏散网络中各节点的最大风险簇,并引入火灾风险影响因子评估风险程度;其次,构建以最短疏散时间和最小风险为目标的路径优化模型,通过改进蚁群算法的信息素管理方式和启发函数,实现时间与风险的双目标动态路径规划;最后,通过仿真实验对模型的优化性能和疏散效率进行验证。结果表明:双目标路径优化模型可有效规避高风险路径,降低危险源附近出口的使用频率,整合可用疏散资源,引导人群选择更安全、更高效的疏散路径,更适合处理建筑空间复杂的群体性火灾应急疏散问题。
人员密集区域震后疏散路线优化研究
王国新;李鹞飞;KOUTEVA-GUENTCHEVA Mihaela;PAVLOV Peter;震后疏散一直是国内外学者持续研究的问题,高效的疏散已经成为应对地震灾害的有效手段之一。目前关于震后疏散的研究多聚焦于建筑内人员撤离至室外的过程,而忽略了离开建筑物的人员还需要被疏散至安全的避难场所,避免发生拥挤踩踏等事故。为制定高效、合理的震后疏散方案,需要对区域震后疏散道路进行拥堵程度分析,此外,还需要厘清疏散起点与避难场所的权属。为此,本文结合概率理论与线性规划原理,运用GIS技术,对指定区域的疏散道路及避震疏散空间需求开展分析,通过计算疏散时间对疏散方案进行优化。结果表明,在考虑震后道路拥挤的情况下,相同疏散起点至相同避难场所的最短路线会发生改变;优化后的疏散方案,在大震情形下,疏散距离较原方案仅增加3%,而疏散时间较原方案显著缩短34%。根据研究结果,建议在制定震后疏散方案时考虑道路的拥堵情况,最终的疏散方案应兼顾疏散时间与疏散距离,以实现震后疏散资源合理、高效配置。
双排桩计算方法探讨
王湛,刘冰花双排桩围护结构是一种新型的围护结构 ,这种结构具有较大的侧向刚度 ,可以有效地限制围护结构的变形 ,不必设置支撑 ,是深基坑支护结构的优选方案之一。但其实际受力机理比较复杂 ,前后排桩之间的土对结构的作用较难确定。针对这一问题 ,本文提出了一个新的计算模型 ,即将前、后排桩及桩间土视为一个整体 ;前排桩受主动土压力 ,基坑深度以下的后排桩受被动土压力 ,并进行了桩 接触面 土的非线性分析 ,提出了一些具有参考价值的结论
地震次生灾害及其研究现状
赵振东;王桂萱;赵杰;破坏性地震大都伴随次生灾害发生,常引发的地震次生灾害有火灾、水灾、毒气泄漏与扩散、爆炸、放射性污染、滑坡、泥石流、海啸等。本文综述了国内外地震次生灾害研究现状,特别详细地讨论了次生火灾、水灾、毒气泄漏与扩散、爆炸、山地地质灾害和海啸等研究内容和取得的重要研究成果。针对目前地震次生灾害研究所存在的问题,提出了进一步研究的建议。
地下结构工程抗震分析方法综述
白广斌;赵杰;汪宇;我国地下结构工程发展很快,但其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。本文简单说明了地下结构工程抗震发展历史和地震反应的特点,并详细介绍了地下结构抗震分析方法的三种分类,以及具体方法的原理,以此加深人们对地下结构工程抗震分析方法的认识,引起人们对地下结构工程抗震的重视。
东北地区的新构造运动特征分析及新构造运动分区
万波,钟以章东北地区包括辽宁、吉林、黑龙江三省,由于横跨华北和东北两个不同的断块区,东北地区的新构造运动具有显著的区域分异特点。晚第三纪以来,东北地区的构造运动继承了早期构造运动的特点,以断块差异升降运动为主要运动形式。
东北地区地壳上地幔结构的探测与研究
卢造勋,姜德禄,白云,牛雪,孟补在本文简要综述了近30余年来在中国东北地区开展的重力资料反演、大地电磁测深、深地震测深、地震层析成像等深部地球物理探测与研究及其在该区取得的地壳上地幔结构研究成果。
中外地质灾害风险评价研究文献综述
张铎;冯东梅;王来贵;夏郡;中外学者对地质灾害风险评价研究成果颇丰,有必要进行阶段性整理。搜集1992—2020年CNKI数据库的2308篇和WOS数据库的884篇文章,运用文献计量和传统文献研究方法,全面梳理了包括热点、主题、主要研究团队与机构、历程、对象演变、内涵发展以及评价方法等方面当前已有的研究成果。明确了研究的阶段性划分并发现研究具有主题明确化、维度综合化和方法科学化等趋势,给出几点思考供同侪研究者参考。
遥感技术在中国地质灾害中的应用
杨佳旺;钱建平;龙思远;赵鹏伟;地质灾害的频繁发生严重威胁人民群众的生命财产安全,制约区域经济的发展。近些年随着遥感技术的进步与发展,遥感在我国地质灾害中的应用日益频繁,作用亦是愈加重要,将遥感技术应用到地质灾害的调查和监测中,可以快速地掌握受灾区域的实际情况,及时监测灾情的变化趋势。探讨了卫星遥感技术、InSAR技术、航空遥感技术各自在地质灾害应用中的特点,对三者在地质灾害中的应用现状进行了总结,并分别指出其存在的问题,展望了未来在地质灾害中灾情获取、灾后处置等领域的发展动向,以供相关研究人员作为参考。从卫星遥感技术、InSAR技术、航空遥感技术在我国地质灾害的应用和发展进程来看,三者已处在广泛的业务应用阶段,可为我国今后的地质灾害调查、监测、预警等工作做出重要贡献。
地下结构工程抗震分析方法综述
白广斌;赵杰;汪宇;我国地下结构工程发展很快,但其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。本文简单说明了地下结构工程抗震发展历史和地震反应的特点,并详细介绍了地下结构抗震分析方法的三种分类,以及具体方法的原理,以此加深人们对地下结构工程抗震分析方法的认识,引起人们对地下结构工程抗震的重视。
地震次生灾害及其研究现状
赵振东;王桂萱;赵杰;破坏性地震大都伴随次生灾害发生,常引发的地震次生灾害有火灾、水灾、毒气泄漏与扩散、爆炸、放射性污染、滑坡、泥石流、海啸等。本文综述了国内外地震次生灾害研究现状,特别详细地讨论了次生火灾、水灾、毒气泄漏与扩散、爆炸、山地地质灾害和海啸等研究内容和取得的重要研究成果。针对目前地震次生灾害研究所存在的问题,提出了进一步研究的建议。
分布式光纤传感器原理及在地震监测中的应用研究现状
孙艺玫;赵雷;罗斐;孙宏志;任雪;一般情况下,地震发生前都会出现各种异常信号,重点监测这些地震前兆信号对研究地震有重要意义。基于分布式光纤传感的地震监测应用系统,由于其自身的独特优势,在地震勘探领域正得到越来越广泛的重视,是目前理论界和实际应用的研究热点。DAS系统的基本原理是基于光纤的弹光效应,通过探测由弹光效应产生的光信号的相位、波长等参量,可以实现对地震波的监测。DAS系统可以通过检测激光脉冲在光纤中散射引起的相位变化来测量光纤的轴向应变,其中光纤的每一小段都可以等同为一个单分量应变仪,地表仪器系统与光纤相连接受信号,用于分析振动信号并将其转换为地震信号进行分析;DAS率先在地震勘探领域中得到应用,之后逐渐推广到微地震、VSP井中地震勘探等领域,甚至有研究项目已经开始在海上进行监测,取得了实际效果;国内外关于应用光纤传感技术地震计的研究和应用,充分证明了光纤传感技术地震计未来不可或缺的研究方向,未来在监测的精度和工程应用领域出现的各种问题将会是继续跟踪的研究重点。