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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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    糯米浆灰土无侧限压缩和三轴剪切离散元分析

    李涛薛锦杨立靖李家乐...
    4215-4221页
    查看更多>>摘要：糯米浆灰土是一种常见的遗址保护建筑材料,为研究糯米浆灰土压缩加载过程中的糯米-石灰胶结破坏和接触组构演化情况,采用离散单元法开展了糯米浆灰土无侧限压缩和三轴剪切离散元模拟.首先基于软胶结模型考虑糯米浆-石灰的强度特征,制备了糯米浆灰土离散元试样;然后通过参数敏感性分析为试样赋予合理的接触模型等效模量和胶结强度参数,最后对试样开展无侧限和三轴压缩模拟.结果表明:离散元模拟能再现糯米浆灰土加载试验的主要特征;加载过程中胶结破坏数量先缓后快增加,最终趋于平缓,胶结破坏呈现一定的聚集效应;无侧限压缩下胶结接触主要发生拉伸破坏,随着围压增加,剪切破坏接触数量增加;试样偏组构快速增加段为胶结破坏诱发.

    糯米浆灰土胶结颗粒力学离散单元法无侧限压缩试验三轴试验

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    北盘江大桥推荐桥位安龙岸边坡稳定性分析

    李和志葛莎贺建清梅松华...
    4222-4228页
    查看更多>>摘要：根据工程地质分析,北盘江大桥推荐桥位安龙岸边坡施加工程荷载后,存在滑动破坏的可能性.为判断安龙岸边坡的稳定性,分别采用Slide.v6007、Phase2 V9.0边坡稳定分析计算软件和FLAC3D软件对安龙岸边坡进行二维和三维稳定性计算分析.计算分析显示,安龙岸边坡稳定性计算安全系数大于安全系数设计标准,从理论分析来看该边坡处于稳定状态,并且有一定的安全裕度.相对于二维分析的计算安全系数,三维分析的计算安全系数要大.安龙岸边坡稳定性分析结论为北盘江大桥推荐桥位的初步设计提供了较为合理的依据.

    边坡稳定性二维分析三维分析安全系数

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    混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度尺寸效应统计分析

    陈鑫余文亮
    4229-4238页
    查看更多>>摘要：高放废物深地质处置库中的混合型缓冲回填材料是由膨润土和各类掺合料压实而成的多相复合材料,在多组分混合与压制过程中其内部孔洞、微裂隙等缺陷随机分布,即使在相同试验条件下其抗拉强度值也表现出较大的变异性.为阐明试验试样厚径比对混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度的影响规律,针对不同厚径比试样开展了大量的巴西劈裂试验,探讨了不同厚径比试样抗拉强度统计特征及分布概型.结果表明:混合型缓冲回填材料试样劈裂抗拉强度与圆盘厚径比呈显著的幂函数关系,显著性检验结果小于0.05.混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度的均值、极差、标准差及变异系数都呈现出明显的尺寸效应.圆盘厚径比为1.0时,劈裂抗拉强度的极差、标准差及变异系数均最小,从统计特征来看,建议进行巴西劈裂试验时圆盘厚径比设定为1.0.根据K-S检验和有限比较法知圆盘厚径比不同,劈裂抗拉强度最优分布概型也不相同.常用的4种概率分布形式中的正态分布和威布尔分布能更好地描述混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度分布规律.

    缓冲回填材料巴西劈裂抗拉强度厚径比正态分布威布尔分布

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    基于改进麻雀搜索算法和支持向量机的边坡稳定性

    连浩周爱红乐婧瑜
    4239-4246页
    查看更多>>摘要：边坡失稳是由多种因素共同作用的结果,常规的数学模型难以准确预测.为提高边坡稳定性预测精度,采用多策略融合改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化支持向量机(support vector machine,SVM),进而建立边坡稳定性预测模型(ISSA-SVM模型).将重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高、孔隙压力比6项因素作为输入特征,将边坡稳定性状态作为输出结果,进而预测边坡稳定性.选取中外工程实例建立边坡数据库,将ISSA-SVM模型与SSA-SVM模型进行对比分析,通过灰色关联度分析法(grey relation analysis,GRA)进行敏感性分析.结果表明:ISSA-SVM模型预测精度更高、泛化能力更强,黏聚力和内摩擦角是对边坡稳定性最为敏感的因子.所提ISSA-SVM模型不仅能够准确地预测边坡稳定状态,还可以为其他领域相关问题提供参考.

    边坡稳定性相关性分析改进麻雀搜索算法支持向量机敏感性分析

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    钢梁腐蚀相关性对钢-混组合梁桥体系可靠度的影响

    刘浪刘霍义马长龙
    4247-4254页
    查看更多>>摘要：服役环境中钢主梁的腐蚀本质上是一个随机过程,腐蚀深度随机变量既有时变性亦有空间性.现有测量方法只能获得单根钢梁腐蚀深度数据,尚不能明确结构体系腐蚀深度变量的联合分布模式,可能导致腐蚀结构体系可靠度计算模型失真.以某钢-混凝土组合梁桥为研究对象,首先建立了钢主梁腐蚀深度增长Gamma随机过程模型,并利用钢梁腐蚀深度实测数据对模型进行了验证;然后采用Kendall秩相关系数量化表征主梁腐蚀深度相关性,推导了腐蚀钢梁的时变抗力计算公式;最后基于Copula函数提出了考虑主梁腐蚀相关性的梁桥体系失效概率计算方法,对比研究了钢梁腐蚀相关性对钢-混组合简支梁桥体系可靠度的影响.研究结果表明:桥梁运营前期腐蚀相关性对梁桥受力性能影响较小,在运营中后期,中高程度的腐蚀相关性将会对梁桥体系的可靠度影响较大.研究提出了钢梁腐蚀空间相关性量化方法,获得了更精确的钢-混组合梁桥体系可靠度计算方法,可为组合梁桥体系的时变可靠度评定提供参考.

    钢梁腐蚀深度体系可靠度构件相关性Copula函数Gamma随机过程

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    皖南国际文化旅游示范区A级景区空间分布及影响因素

    张泉葛敬松李喃
    4255-4264页
    查看更多>>摘要：为落实党的二十大报告中区域协调发展的新要求,顺应全域旅游与文旅深度融合新趋势,开展皖南国际文化旅游示范区旅游资源格局的研究,能够为示范区后续开发建设提供思路与导向.借助平均最近邻指数、不平衡指数、核密度、地理探测器等方法,解析示范区内A级景区的空间特征及影响因素.结果表明:示范区A级景区整体分布不均衡,呈现集中分布特征;示范区内A级景区显现"两主、四次"的空间格局,呈现Y字形分布态势;遗产点密度因子驱动力最强,经济发展因素对A级景区空间分布影响程度较大,自然环境因素驱动力较弱;局部自相关分析表明多数因子聚类特征表现明显;交互探测结果表明两种因子共同作用强于单因子作用.

    空间分布影响因素地理探测器A级景区皖南国际文化旅游示范区

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    高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响:以玉龙雪山隧道工程为例

    马建华尤著刚王化武雷飞...
    4265-4275页
    查看更多>>摘要：为研究高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响,依托玉龙雪山隧道工程,基于现场长期监测数据,结合有限差分程序FLAC3D建立数值分析模型,研究超前平导对主洞围岩应力、围岩位移和塑性区分布的影响,探明主洞与平导间最优间距.研究结果表明:主洞开挖过程中,当掌子面超过监测面3.63倍主洞宽度的距离后,监测面拱顶沉降、上收敛、中收敛和下收敛值占最终变形值的80％以上,围岩变形稳定后上收敛值和中收敛值均大于拱顶沉降;平导超前开挖可有效改善主洞围岩应力环境,主洞与平导间距较大时,围岩应力改善效果不佳,随着二者间距逐渐减小,围岩应力改善效果逐渐增强,但主洞与平导间距过小时,二者开挖产生的塑性区会贯通,综合考虑,确定主洞与导洞最优间距为3.5倍导洞宽度;主洞拱顶沉降值和仰拱隆起值随着主洞与平导间距的减小而增大,左右拱腰水平位移值随着主洞与平导间距的减小先减小后增大.

    应力释放最优间距超前平行导洞塑性区现场监测

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    基于水-岩相互作用的富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征

    冯应朱星宇张志强
    4276-4286页
    查看更多>>摘要：为研究开挖卸荷和水力荷载耦合作用下富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征,以沈白高铁西谷隧道工程为依托,考虑不同富水破碎带构造形式及地下水赋存特征,开展隧道突涌灾害演化过程研究.基于水-岩相互作用原理,建立三维离散元粘合块体-裂隙流耦合模型,明确不同地质构造特征下的隧道突涌灾害模式,分析破碎岩体裂隙扩展和地下水渗流的时空演化规律.研究结果有:引入黏合块体模型和裂隙流组合模型,建立了富水断层破碎带水岩相互作用力学模型,再现了富水破碎带隧道突涌灾害演化过程.不同富水破碎带构造形式引起的突涌灾变模式差异显著,且具有不同的触发条件和表现形式.断层破碎带倾角为45°时,破碎岩体沿掌子面下部溜塌涌入隧道,倾角为90°时,围岩向掌子面挤出,倾角为-45°时,表现为拱顶围岩垮塌.富水破碎带突涌灾害程度随着水头增大而加剧,其中倾角为-45°时,突涌灾害程度受水头高度的影响最显著,倾角为90°时,水头高度影响相对较弱,但突涌灾害程度最严重.

    断层破碎带隧道施工水岩相互作用突涌灾害黏合块体模型时效变形

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    基于前馈+预测LQR的智能车循迹控制器设计

    崔凯晨高松王鹏伟周恒恒...
    4287-4299页
    查看更多>>摘要：为提升智能车辆循迹性能,基于线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)理论和滑模理论,提出了 一种兼顾横纵向跟踪精度与转向稳定性的横纵向控制器.首先,构建了基于二自由度横向动力学模型的前馈LQR控制器.针对模型线性化后前馈LQR控制器转向稳定性降低的问题,结合恒定转弯率和速度(constant turn rate and velocity,CTRV)模型设计预测控制器,建立了基于实时车速-曲率模糊自适应预测时间的前馈LQR控制器.此外为提升纵向车速跟踪稳定性和跟踪精度,提出了一种基于滑模控制理论的纵向跟踪方法.并进行了联合仿真和硬件在环实验验证.结果表明:文中提出的横纵向控制器有效解决了跟踪精度与稳定性两者难以兼顾的问题,提升了智能车辆循迹性能.

    自动驾驶车辆前馈LQR预测控制器滑模控制硬件在环仿真

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    基于DeepLabV3+模型的轨道站点影响区自行车出行环境评价

    朱震军张芮嘉张勇过秀成...
    4300-4306页
    查看更多>>摘要：轨道站点影响区自行车出行环境评价对于促进自行车接驳出行效率和服务品质提升具有重要意义.采集百度街景、路网、轨道站点等多源数据,选取自行车出行环境的舒适性、安全性、便捷性和可达性评价指标,运用DeepLabV3+模型和sDNA分析法对轨道站点1 500 m范围影响区内不同类型道路的自行车出行环境进行评价,并以南京市为例进行实证分析.结果表明:站点影响区自行车出行环境存在空间差异性;交通型道路的自行车出行中间性、天空可视度高,但自行车存取方便程度低;生活型道路的自行车存取方便程度、绿视率高,但自行车出行中间性、安全性低;综合型道路各指标相对协调.

    轨道站点影响区自行车出行DeepLabV3+模型出行环境评价

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