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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于卷积神经网络的钢渣砂图像识别及图像变化规律

    滕胜杰朱琳李运泽王新年...
    300-307页
    查看更多>>摘要：钢渣安定性检验是实现钢渣安全资源利用的关键,针对钢渣安定性检测方法的效率低且受到取样代表性不足的问题,提出一种基于卷积神经网络的钢渣砂图像分类模型SE-ConvNeXt.该分类模型针对钢渣砂的图像特征,在ConvNeXt网络中添加通道注意力机制SE-Net(squeeze and excitation network).相比于原ConvNeXt和其他卷积神经网络模型,SE-ConvNeXt的收敛速度更快,训练过程更稳定,准确率更高.分别使用2.36～4.75 mm和1.18～2.36 mm两个粒径的钢渣砂图像训练网络,并结合粉化率的变化规律分析.结果表明:模型预测两个粒径的钢渣砂图像数据集准确率分别为92.5％、94％,且钢渣砂图像随着蒸汽陈化时间的增加,变化程度逐渐变小,随后图像变化程度趋于稳定,与粉化率变化规律相似.可见蒸汽处理的钢渣砂可通过钢渣砂图像评价体积安定性.

    图像识别钢渣砂ConvNeXt注意力机制

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    铜尾矿砂改良红黏土导热性能试验研究

    冯章标李栋伟贾志文王泽成...
    308-319页
    查看更多>>摘要：回填土导热性能是直埋电缆载流量的重要影响因素之一.为探究各因素对改良红黏土导热性能的影响规律,制备不同掺砂率、干密度、含水率的试样,在恒温密闭的条件下,采用瞬态热线法测试试样导热系数,分析掺砂率、干密度、含水率对改良土导热系数影响规律.研究结果表明:铜尾矿砂对红黏土导热系数具有较好的改良作用,改良土的导热系数随着掺砂率、含水率均呈现线性增长.改良土导热系数随着干密度的增大,其增长趋势具有阶段性,当改良土的干密度大于1.65 g/cm3时,导热系数的增长速率明显减小.铜尾矿砂对改良土导热系数的影响在于其中大量石英改善了固体骨架之间的传热效率.含水率和干密度对改良土导热系数的影响,主要在于其使改良土的三相传热方式发生了改变.基于测试结果,构建预测改良土导热的新模型,其能够较好预测改良土导热系数.

    铜尾矿砂导热系数红黏土直埋电缆影响因素预测模型

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    嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

    赵学亮李宇黄钺田伟辉...
    320-326页
    查看更多>>摘要：嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足.弹性地基反力法中的Matlock法在中国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力Matlock法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法.基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了 Matlock法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式.通过现场试验数据对提出的方法进行了验证,结果表明计算结果与实际情况较为相符,与其他方法比较,所提出的修正Matlock法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势.

    嵌岩桩水平承载力数值分析地基反力Matlock法变形特征桩岩相互作用

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    蓄/取热工况套管式地埋管换热器换热特性试验研究

    潘亚楠吴晅侯正芳金光...
    327-335页
    查看更多>>摘要：为研究竖直套管式地埋管的非稳态传热特性,通过搭建竖直套管式地埋管传热特性砂箱试验台,对竖直套管式地埋管进行了试验研究,分析了蓄热工况和取热工况下不同运行模式对竖直套管式地埋管以及其周围土壤传热特性的影响,获得了竖直套管式地埋管流体的进出口水温、周围土壤温度、单位井深换热量以及平均传热系数的变化规律.试验研究结果表明:蓄热工况下在间歇运行模式分别为1∶1与1∶2情况下,启停比越小,地埋管周围土壤温度波动范围越大;取热工况下,距离地埋管径向距离越远的土壤温度受启停比时间的影响较小;间歇运行模式下的单位井深换热量比连续运行模式下单位井深换热量高,运行72 h时启停比1∶1模式下单位井深换热量比连续模式下单位井深换热量高157.98 W/m.可见间歇运行模式有利于土壤恢复,实际工程中可根据建筑要求合理选择间歇运行.

    竖直套管式地埋管试验研究启停比蓄/取热工况

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    寒冷地区城市公园老年人秋季热舒适特征及影响因素分析

    薛思寒刘铭王琨钞鑫峰...
    336-343页
    查看更多>>摘要：为进一步明确寒冷地区城市公园老年人秋季热舒适特征及影响因素,结合微气候实测和热舒适调研的方法,通过与非老年人进行对比,分析了老年人室外热感觉与热舒适的关系特征,从热中性生理等效温度(physiological equivalent tempera-ture,PET)、满足80％热可接受率的PET范围以及热偏好PET 3个方面,划定了老年人热舒适评价标准,并探明了微气候因素对老年人热舒适的影响特征.结果表明:寒冷地区秋季城市公园中,相较于非老年人,老年人的耐热性较强,耐寒性较弱;老年人的热中性PET为8.3 ℃,非老年人为11.5℃,热可接受PET范围为3.2～28.0 ℃,非老年人为4.9～24.3 ℃,热偏好PET为25.8 ℃,非老年人为24.2 ℃;各微气候因素对老年人热感觉的影响程度由大到小依次为黑球温度＞风速＞相对湿度.

    寒冷地区城市公园老年人秋季室外热舒适

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    地铁车站客流疏导优化

    詹银霞李晓雷杨斌李欣雨...
    344-351页
    查看更多>>摘要：为解决日常轨道交通站点拥堵问题,提高地铁车站客运效率,利用AnyLogic仿真软件对地铁站进行模拟仿真,得到地铁站行人密度图,分析地铁站拥堵瓶颈点,从行人流线和站内设施设备布局两个角度提出针对性优化措施.结果表明:地铁站站厅层安检区和站台层扶梯组通常为地铁站拥堵瓶颈区,改善安检区域与扶梯出口区域的拥堵是提升地铁站客运效率的关键.在安检口增设独立安检设施,安排工作人员引导拥堵区人流是既经济又高效的措施.采取措施后,拥堵区行人密度有所下降,验证了优化措施的有效性.该方法可为地铁站日常客流组织管理提供参考.

    轨道交通客流疏导交通仿真地铁车站

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    骨料级配对相变沥青混合料性能的影响

    董子震张金喜孙国强张阳光...
    352-359页
    查看更多>>摘要：相变沥青混合料是一种可以调节沥青混凝土路面温度的新型功能性路面材料,其中,沥青混合料骨料级配对相变沥青混合料的路用性能和调温性能的影响值得深入研究.选择两种复合定型相变材料(composite-shaped phase change materials,CPCM)石蜡/膨胀石墨/高密度聚乙烯(paraffin/expanded graphite/high-density polyethylene,PHDP)和 DTC 道路温度调节材料,首先利用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)试验,对CPCMs与沥青之间的反应进行了定性分析.其次,分别制备级配类型为AC-16与AC-20的相变沥青混合料,通过路用性能试验和调温试验评价不同骨料级配对相变沥青混合料路用性能与调温效果的影响.结果表明,两种CPCM与沥青之间均为物理反应;相比级配类型AC-16,AC-20可以显著提高含PHDP的相变沥青混合料的路用性能与调温效果,但是对于含DTC道路温度调节材料的相变沥青混合料的改善效果不显著.

    沥青混合料相变材料路用性能调温效果

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    基于改进遍布节理模型的岩石基坑开挖稳定性数值分析

    曹国旭袁锐李元海徐晓华...
    360-370页
    查看更多>>摘要：为解决现有研究针对开挖于层状岩体中且边坡含高倾角外倾结构面的岩石深基坑开挖稳定性的研究相对欠缺问题,依托徐州地铁3号线南三环站基坑工程,通过对FLAC3D中既有遍布节理模型的改进,得到了可同时考虑层状岩体变形和强度各向异性的横观各向同性弹塑性遍布节理模型.基于该本构模型采用数值模拟方法对不同岩层倾角下基坑及围护结构的变形特点进行了模拟分析.结果表明:地面沉降最大值和围护桩的最大水平位移均受岩层倾角影响,当岩层倾角为50°时上述量值最大.为定量分析岩层倾角影响下围护桩的变形规律,对模拟结果进行了数据拟合,获得了围护桩最大变形与岩层倾角的理论关系.强度折减计算结果表明,岩层倾角为50°时基坑开挖完成后的安全系数最低,并获得了不同岩层倾角下基坑开挖完成后边坡的安全系数分布及基坑边坡的潜在破坏面形式,给出了依托工程的围护桩的桩间距优化建议.

    岩石基坑遍布节理模型强度折减FLAC3D开挖稳定性

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    黄土隧道围岩局部浸水静力特征分析

    王少雄曹小平王建华
    371-377页
    查看更多>>摘要：中国西北地区湿陷性黄土分布广泛,由于其具有孔隙大、强度低等性质,导致黄土隧道修建时面临极大的困难与挑战.为了深入研究黄土隧道围岩局部浸水后对隧道结构稳定性的影响,依托定西锦屏隧道,借助Midas/GTS建立隧道模型,分别针对正常开挖和局部浸水两种工况进行对比分析.研究局部浸水后黄土隧道围岩和衬砌结构的变形规律和力学特征.结果显示:正常开挖与浸水后,围岩最大沉降值均出现在隧道拱顶,开挖后最大沉降值为9.60 mm,局部浸水后围岩最大沉降量增大到13.18 mm;正常开挖后围岩最大主应力为59 kPa,浸水后,围岩最大主应力出现在拱顶与仰拱处,最大值为89 kPa.黄土隧道围岩局部浸水后,衬砌结构的最大压应力为5.06 MPa,最大拉应力为2.08 MPa.最大压应力为设计强度的42％,最大拉应力超过抗拉设计强度.

    黄土隧道局部浸水数值模拟力学特征

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    基于Mohr-Coulomb准则隧道围岩-支护体系协同作用下支护强度分析

    梁译文查文华许涛刘造保...
    378-385页
    查看更多>>摘要：确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一.运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;并运用FLAC3D数值模拟验证协同变形方程的合理性和有效性.结果表明,围岩-支护结构体系协同变形方程能很好地反映围岩位移和塑性区半径随支护强度变化的关系,且相互关系是非线性的.支护强度为0.75 MPa时,理论计算拱顶沉降为18.9 mm,数值模拟拱顶沉降为21.6 mm;支护强度为1.5 MPa时,理论计算拱顶沉降为11.2mm,数值模拟拱顶沉降为11.1 mm,表明围岩-支护结构动态协同变形方程的有效性.针对Ⅳ级围岩在采用超前支护和交叉中隔壁法(cross diaphragm,CRD)施工时,建议支护强度设计为0.75～1.5 MPa,支护刚度设计为59.8～375.0 kN/mm.

    Mohr-Coulomb准则围岩-支护结构体系支护强度支护刚度

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