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期刊信息/Journal information
安全与环境工程
中国地质大学
安全与环境工程

中国地质大学

赵云胜

双月刊

1671-1556

aqyhj@cug.edu.cn

027-67885049

430074

武汉市洪山区鲁磨路388号

安全与环境工程/Journal Safety and Environmental EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊刊于1994年，由教育部主管、中国地质大学主办，是面向国内外公开发行的学术性科技期刊(季刊)。本刊的办刊宗旨是：及时报道安全与环境两大学科领域的最新科研成果，以及新技术新工艺等方面的学术论文和研究报告，促进国内外学术交流，繁荣事关人类生存与发展的安全、资源、环境与可持续发展事业。主要刊载内容包括：安全原理、安全防护、安全鉴定、安全技术；火灾与爆炸灾害控制、噪声与振动控制、尘毒控制；产业安全、机电安全、锅炉压力容器安全、交通运输安全；环境保护与可持续发展、全球环境变化、水资源保护、生态工程、固废处理、处置与利用、环境设备开发、环境信息技术等。读者对象，非常适宜科研院所科技工作者、大专院校相关专业师生、政府部门管理及决策者、厂矿企业相关专业技术人员及管理人员。
正式出版
收录年代

    考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计

    梁志强郑民总李剑朱尚明...
    103-109页
    查看更多>>摘要：不确定性是岩石工程的一个重要特性,对岩石工程的稳定分析、设计与安全施工具有重要影响,而传统的确定性分析与优化设计方法不能考虑岩石工程的不确定性.针对隧道工程中的不确定性,将可靠性理论、实验设计、数值模拟与响应面等方法有机结合,提出一种考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计方法.该方法通过建立考虑不确定性的隧道工程稳定性分析模型,在此基础上结合可靠性优化设计,建立了考虑不确定性的隧道工程优化设计方法,并将提出的方法结合隧道工程算例进行了分析.结果表明,该方法对隧道工程设计、稳定性分析以及风险分析具有显著指导意义,为隧道工程的不确定性分析提供了一条有效的途径.

    隧道工程不确定性稳定性分析可靠性优化设计

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    基于EMD-SVD的矿山微震信号降噪方法及其应用

    朱权洁隋龙琨陈学习欧阳振华...
    110-119页
    查看更多>>摘要：为了提高微震监测技术对微震信号分析处理的准确性,充分提取微震信号波形中的有效信息,针对矿山微震信号非平稳、非线性的特点,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和奇异值分解(SVD)的联合降噪方法.该方法首先通过EMD分解获得信号的IMF分量,利用相关系数、方差贡献率和相似度对IMF分量进行了优选;然后使用优选后的IMF分量重构一维微震信号时间序列的相空间数据,经过SVD分解后,利用奇异值能量百分比确立了 SVD重构阶数,并根据SVD恢复原理得到了降噪后的一维微震时间序列;最后以山东某矿现场矿山爆破为例,采用不同降噪方法对3类典型微震信号进行了降噪处理,并对其降噪效果进行了对比分析.结果表明,EMD-SVD降噪方法与传统降噪方法相比,其平均信噪比提高了 35％,平均均方根误差降低了 50％,有效剔除了微震信号的噪声分量,保留了信号的特征信息.该研究对分析矿山微震信号、微震事件定位及煤矿动力灾害监测具有重要意义.

    矿山安全微震监测技术微震信号降噪经验模态分解奇异值分解

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    基于相关系数-熵-二维云模型的装配式建筑施工风险测度

    杜晓燕高勤跃刘秀玉
    120-127页
    查看更多>>摘要：装配式建筑施工过程要在多维空间中进行,叠加风险高,事故发生率高于传统现浇建筑施工,因此科学、准确地测度装配式建筑施工风险具有重要的现实意义.根据装配式建筑施工的特点,从人员、机械、环境、技术、管理5个维度建立了装配式建筑施工风险测度指标体系,并构建了相关系数-熵-二维云风险测度模型.实例应用结果表明:该测度模型较全面、客观、准确地反映了装配式建筑施工风险要素,能够有效实现装配式建筑施工过程风险的定量化测度,可为装配式建筑施工安全管理提供有力参考和依据.

    装配式建筑施工风险测度相关系数熵云模型

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    大尺寸岩石在低频周期扰动载荷下的力学特性试验研究

    樊宝杰赵伏军刘永宏张宗堂...
    128-137,159页
    查看更多>>摘要：岩石长期处于高静应力状态且频繁受到周期扰动载荷的影响是引发各种地质灾害的关键因素.利用自制的CX-8568冲击扰动围岩试验系统对大尺寸红砂岩开展了低频周期扰动载荷下的力学特性试验,分析了高应力状态下不同扰动平均应力、不同扰动载荷幅值下岩石的应变、损伤变量的演化规律.结果表明:岩石在周期扰动载荷下的破坏存在门槛值,其载荷低于门槛值时岩石不会发生破坏,岩石弹性模量存在强化现象;高扰动平均应力、高扰动载荷幅值均为岩石破坏的不利因素;当扰动上限应力超过岩石单轴抗压强度后,扰动平均应力和扰动载荷幅值的增大对岩石破坏时的循环次数影响愈发显著;当扰动上限应力相同,但扰动平均应力和扰动载荷幅值不同时,岩石破坏对扰动平均应力的敏感度高于扰动载荷幅值;周期扰动载荷下岩石破坏较静态加载更剧烈;随着扰动平均应力或扰动载荷幅值的提高,岩石破坏形态由以拉剪破坏为主导过渡至以拉伸劈裂破坏为主导.

    大尺寸岩石低频周期扰动载荷扰动平均应力扰动载荷幅值应变破坏形态力学特性试验

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    废旧混凝土再生材料在沥青混凝土中的稳定化利用研究

    郭汝涛黄选银马彩霞张国华...
    138-149页
    查看更多>>摘要：为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案.结果表明:随着再生材料粒径的减小,由砂浆-碎石界面间隙、裂缝以及砂浆层内部孔隙、裂纹引起的再生粗骨料材料性质不佳以及性质变异性大的问题得到了显著改善,尤其当再生材料以粉状存在时,其材料性质非常均匀,因此建议将废旧混凝土以再生粉料的形式进行循环利用;引入高碱性水泥与再生粉料配合使用可消除再生粉料因SiO2含量较高对沥青混凝土性能潜在的不利影响,再生粉料与水泥体积比为3:1时可制备出水稳定性、高低温性能以及疲劳性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求的沥青混凝土.

    废旧混凝土再生骨料再生粉料沥青混凝土稳定化利用

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    基于CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型的桥梁挠度预测

    郭永刚张美霞王凯刘立明...
    150-159页
    查看更多>>摘要：针对桥梁运行阶段的健康状态监测,构建了 CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型对桥梁挠度进行预测.该模型主要分为二次模态分解平稳化、粒子群优化(PSO)算法和长短期记忆(LSTM)网络预测三大模块,共有5个步骤:①利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)算法对桥梁原始挠度序列进行初次模态分解,分解为若干本征模态分解函数(IMF);②使用样本熵(SampEn/SE)计算各IMF分量的复杂度,并通过K-means聚类为高频、中频和低频3个IMF分量;③通过变分模态分解(VMD)算法对高频IMF分量进行二次模态分解;④分别对各个IMF分量通过PSO算法得出LSTM最优超参数组合;⑤将各最优超参数分别代入LSTM模型进行训练,并将各预测结果融合为最终的预测结果.结果表明:该预测方法具有最高的预测精度,为智慧桥梁的安全监测监控提供了新的技术方法.

    桥梁挠度预测自适应噪声完备集合经验模态分解变分模态分解样本熵K-means聚类粒子群优化长短期记忆网络

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    基于GNSS监测的SSA-SVR模型边坡变形预测

    任文辉杨晓华冯永年杨玲...
    160-169页
    查看更多>>摘要：针对GNSS监测数据的非平稳性和其存在的噪声会影响边坡安全变形预测的问题,以吴华高速公路超深路堑边坡为例,提出了基于平滑先验分解(SPA)和奇异值分解(SVD)消噪的麻雀搜索算法(SSA)优化支持向量机回归(SVR)的边坡变形预测模型(SPA-SVD-SSA-SVR模型),并对比分析了分解和消噪两种数据处理方式对边坡变形预测结果的影响.结果表明:该高边坡处于安全状态,整体变形较小,经SSA优化后的SVR模型(SSA-SVR模型)的预测效果较好,相较于传统SVR模型,其对监测点G1预测结果的MSE、MAE分别减小8.68％、3.82％,对监测点G2预测结果的MSE、MAE分别减小11.60％、3.26％;SPA分解和SVD消噪均可以减小GNSS监测数据的非平稳性和噪声对预测精度的影响,但单分解处理比单消噪处理的预测精度高,整合分解和消噪两种预处理的SPA-SVD-SSA-SVR模型预测效果更好,其对监测点G1预测结果的MSE、MAE分别减小31.06％、19.59％,对监测点G2预测结果的MSE、MAE分别减小28.59％、15.03％.研究结果为边坡变形监测数据的处理与边坡安全变形预测提供了新思路.

    边坡变形预测平滑先验分解奇异值分解麻雀搜索算法支持向量机回归

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    全风化花岗岩路堑边坡降雨侵蚀时空分布特征测试与评估

    杨榆璋但路昭袁刚烈张涛...
    170-177,187页
    查看更多>>摘要：为了测试及评估全风化花岗岩路堑边坡降雨侵蚀时空分布特征,选取在建云南墨临高速公路某全风化花岗岩路堑边坡某段开展现场测试.首先结合三维激光扫描测试及电测量技术,获取边坡坡面形态特征参数及边坡电阻率剖面;然后引入高斯分布模型及分位数图示法实现边坡材料属性定义,通过电阻率差异映射边坡侵蚀状态.结果表明:边坡底部及坡中部(y=0～40 m)区域呈现大面积侵蚀特征,在各级边坡平台处则呈现多点集中高侵蚀特征,侵蚀影响深度达5 m左右;随着植被防护等措施的施加,大面积侵蚀特征变为多点集中侵蚀特征,评估结果与坡面形态信息具有较好的一致性.该研究成果对于该边坡降雨侵蚀灾害防治具有重要的实际意义,并对同类研究具有借鉴作用.

    全风化花岗岩路堑边坡降雨侵蚀时空分布特征电测量技术三维激光扫描测试

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    不同含水量及渗透特性下强风化砂岩土边坡稳定性分析

    孙东周春梅
    178-187页
    查看更多>>摘要：为了探究风化砂岩土含水量的变化及其降雨强度对滑坡稳定性的影响,以万州区恒合乡黄草坪滑坡强风化砂岩土为例,运用非饱和土力学理论,得出土体抗剪强度指标与含水量之间的关系,对强风化砂岩土进行了快剪试验、压缩试验、渗透试验,并运用数值模拟方法对不同含水量以及不同降雨历时下风化砂岩土边坡的最大位移、基质吸力、饱和度及边坡稳定性系数的变化规律进行了分析.结果表明:以最优含水量为临界点,当含水量从11.31％增加至21.57％时,黏聚力从7.28 kPa增加至最大值10.23 kPa后减小到5.10 kPa,内摩擦角从15.28°缓慢减小至7.94°,变形模量由8.97 MPa减小至2.06 MPa,渗透系数与含水量之间呈线性关系其拟合公式为y=5×10-6x+7×10-6,在不同含水量作用下,边坡稳定性系数先增大后减小,潜在滑动面的位置由深到浅逐渐增大;在不同降雨历时作用下,基质吸力和饱和度变化速率的大小均依次为坡顶＞坡面＞坡体内部,边坡的稳定系数由1.71降低至1.01.研究成果可以为强风化砂岩类似边坡在降雨及不同含水量作用下的边坡稳定性研究和治理工程设计的相关研究提供指导.

    强风化砂岩土边坡稳定性分析含水量降雨强度剪切强度渗透特性有限元数值模拟

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    乡镇滑坡灾害精细化易发性评价——以万州区熊家镇为例

    黄倩雯刘庆丽杜娟吴名华...
    188-197,216页
    查看更多>>摘要：地质灾害精细化易发性评价是乡镇尺度地质灾害风险防控的基础,探究适应于乡镇级评价精度需求和精细化调查数据的易发性评价方法成为研究的重点.以万州区熊家镇为研究区,在精细化地质灾害调查的基础上,将滑坡灾害细分为厚层堆积层滑坡和浅层堆积层滑坡,分别对其进行斜坡单元划分,并基于灾害的成因机制构建差异化的易发性评价指标体系;针对乡镇尺度评价区灾害样本数量少、难以采用统计和机器学习类评价方法的问题,引入多分类逻辑回归模型进行小样本区的易发性评价;综合滑坡单元、非滑坡单元和存在一定变形、但尚未形成整体滑移的不稳定斜坡单元,突破传统的0、1二元变量,构建包含"中间态"变量的易发性评价灾害样本集,从而实现对灾害样本的有效扩充和对不同程度易发性的量化评价.结果表明:浅层堆积层滑坡高和极高易发区主要位于研究区北部顺向坡以及中部、南部的人类活动集中区域,且70.59％的调查变形点位于高和极高易发区;厚层堆积层滑坡极高和高易发区主要分布于西部坡度较缓的河流两岸,评价结果精度AUC值为0.823.本研究对乡镇及其同等尺度地质灾害风险调查与评价具有参考价值.

    厚层堆积层滑坡浅层堆积层滑坡易发性评价多分类逻辑回归模型

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