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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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    高速公路团雾驾驶员视错觉特性与行车安全研究综述

    李晓雷李杰
    8383-8397页
    查看更多>>摘要：高速公路团雾路段行车安全问题一直是中国交通行业面临的难题.为提高团雾环境下的行车安全,明确团雾环境行车安全研究中的关键问题.综述中外团雾环境行车安全影响因素及研究进展.首先,阐述驾驶员的视觉特性,论述团雾感知下降会造成视错觉的原因,分析团雾出现前的"象鼻形"曲线,阐明团雾环境下人车路与交通安全之间的关系,最后归纳现阶段确保团雾路段行车安全采取的管控措施.结果表明:团雾环境下能见度的急剧下降,会严重影响驾驶员的感知,干扰驾驶员的视觉,并造成距离和速度错觉.为了提高团雾环境下的驾驶安全性,通过监控和预警系统提前使驾驶员提高警惕,并开发各种诱导设施,以加强视觉诱导.未来需从减少视错觉影响的角度研究复杂因素影响下的驾驶视觉需求.

    交通工程团雾环境行车安全视错觉管控措施能见度视觉需求

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    航空复杂装备测试目标设计方法

    杨恒辉常博博黄新阳林清...
    8398-8402页
    查看更多>>摘要：为了保证航空装备的可靠性、安全性,提升系统的测试、维修与保障能力,对系统测试性提出了更高的需求.通过系统测试性问题分析,综合考虑系统功能重要度、失效率、故障风险影响、可测试性等要素,建立系统测试性目标函数模型;研究基于功能重要度分析、功能失效风险与失效率分析、故障树分析和可测试性技术在复杂系统测试性目标确定中的方法应用.通过航空辅助动力装置控制系统测试性目标选取表明,所提出的方法可以实现动力控制系统中的功能重要度与风险项分析,并且能够指导开展高风险项的测试性设计.

    测试性对象重要度故障模式影响分析(FMEA)故障树

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    四分点集中阻尼弦系统本征解的性质

    郑罡王保權王梦丽张永顺...
    8403-8408页
    查看更多>>摘要：带有集中阻尼的张紧弦系统在力学模型上属于混杂动力学系统,通常采用近似方法求解本征值以满足工程应用需求,为进一步明确该类系统的振动特性,有必要从解析角度探讨其本征问题.针对四分点集中阻尼弦系统,推导并化简其频率方程的代数形式,求得代数方程的解,经过换元逆过程,获得原频率方程的所有闭合解.发现闭合解共存在3组,其中两组互为共轭,根据代数基本定理讨论闭合解的结构.结果表明:系统存在两种相同的运动特征,其单位时间对数衰减率相同,频率互为相反数;系统中3个解支对应的单位时间对数衰减率和频率,总是随着阶次的增加而呈周期循环的;在同一解支下的各单值分支也呈周期性循环,即随着阶次的增加,其对应频率增加4π的整数倍,而单位时间对数衰减率保持不变.综上可知,集中阻尼弦系统的运动特性总是随着阶次的增加而重复变化,且变化周期与阻尼安装位置相关.

    张紧弦本征值集中阻尼本征函数非经典线性系统

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    织纳地区龙潭组煤系页岩气储层特征与勘探潜力评价

    王文强何金先曹文杰
    8409-8418页
    查看更多>>摘要：为查明织纳地区龙潭组页岩气勘探前景,通过分析Z2井龙潭组泥页岩样品的矿物组成、有机地化特征、微观孔隙特征、钻孔泥页岩厚度、分布情况及其含气性特征,研究龙潭组页岩气储层特征并对页岩气勘探潜力进行评价.结果表明:泥页岩有机质类型为Ⅱ2-Ⅲ型,且以Ⅱ2为主,总有机碳含量为1.34％～8.25％,平均值为3.68％,有机质成熟度为0.92％～3.24％,平均值为2.45％,属于高-过高成熟演化阶段,具有较好的生气潜力.扫描电镜结果显示泥页岩样品主要发育四类微观孔隙,包括粒内孔、粒间孔、有机质孔和微裂隙,内部孔隙发育,为页岩气提供良好的储集空间.Z2井泥页岩脆性矿物含量为24.40％～63.08％,平均值为41.22％,泥页岩总厚度为170.74 m,占比42％,发育5个有效连续厚度大于15 m的泥页岩层,与邻井可形成2个泥页岩层段,适宜进行压裂改造.织纳地区龙潭组泥页岩具备良好的生气条件、储集条件和可压裂性,具有较大勘探潜力.

    织纳地区龙潭组泥页岩页岩气储层特征

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    基于高压压汞实验致密砂岩储层分形特征及控制因素

    朱仰其张惠姚志刚尹帅...
    8419-8428页
    查看更多>>摘要：微观孔隙结构特征是储层研究的重点,对储层微观非均质性研究以及后期勘探开发具有重要意义.以鄂尔多斯盆地南部延安-甘泉地区延长组长6致密砂岩储层为例,通过铸体薄片、扫描电镜分析、X射线衍射和高压压汞实验,结合分形理论,确定目标储层分形特征,并讨论分形维数与储层物性、孔隙特征、矿物成分之间的关系.结果表明:研究区长6段储层孔隙以粒间孔、溶蚀孔为主,其为特低孔、致密储层;储层分形维数普遍大于2.5,孔隙结构复杂,分选性差,非均质性强;分形维数与孔喉特征参数有较好的相关性,分形维数越大,孔隙分布不均匀,连通性差,储集能力与渗流能力越弱;分形维数与矿物成分之间也具有良好的相关关系,矿物成分及其含量是决定孔喉复杂程度的影响因素,进而反映着储层的质量和孔隙结构特征.

    致密砂岩储层长6储层物性孔隙结构分形维数矿物成分

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    极端干旱条件下岷江上游古溪沟流域地下水.地表水环境特征及地下水资源战略储备选址适宜性评价

    卓勇吴怡徐威田雨...
    8429-8443页
    查看更多>>摘要：古溪沟流域是岷江上游汇入紫坪铺水库重要的补水单元,为研究极端干旱条件下流域内地下水-地表水化学特征和影响因素,探讨地下水资源战略储备选址适宜性,通过采集16个地下水样和2个地表水样,综合运用Gibbs图、离子比值、绝对主成分-多元线性回归模型(absolute principal component multiple linear regression model,APCS-MLR)等方法分析水化学及其影响因素;运用熵权水质指数(entropy weighted water quality index,EWQI)进行地下水水质评价;采用层次分析法(analytic hier-archy process,AHP)构建流域地下水资源战略储备选址适宜性指标评价体系,探讨地下水资源战略储备选址的适宜性.结果表明:古溪沟流域地下水-地表水中主要阳离子为Ca2+、Mg2+、Na+、K+,主要阴离子为HCO3-、SO42-、Cl-,地下水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca为主;Gibbs图、离子比值、APCS-MLR模型等解译出水化学组分主要来源为水-岩作用(44.08％)、工业活动(12.17％)、原生地质环境叠加工业活动(11.83％)、农业活动叠加生活污染(9.04％),水-岩相互作用主导了地下水水质形成的水文地球化学过程的同时还受到人为活动因素和自然环境等其他因素的影响;EWQI评价地下水质量为Ⅰ级和Ⅱ级分别占比56.25％和18.75％,Ⅲ级的占比为6.25％,Ⅳ级和V级分别占比12.50％和6.25％,地表水上游为Ⅰ级,下游为Ⅳ级,整体出现沿地下水径流途径,水质逐渐变差的现象,表明地下水-地表水已受到人类活动一定程度的影响;流域地下水资源战略储备选址综合适宜性指数AI介于1.0～9.8,适宜区面积占比48.57％,分布在流域中-东部下游区域,不适宜占比51.43％,不适宜区分布在流域上游区域,研究成果可在极端条件下为古溪沟流域-紫坪铺水库-都江堰的水资源安全开发利用及地下水资源战略储备选址布局提供参考.

    极端干旱地下水-地表水环境特征地下水战略储备古溪沟流域

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    基于Flow-3D的桩林坝不同布置形式对坝基的冲刷侵蚀

    张友谊王渝源王云骏
    8444-8453页
    查看更多>>摘要：桩林坝是一种以桩为基础的竖向格子坝,既有良好的受力条件,又相对节约材料,同时拥有"拦粗排细"的功效,现有桩林坝的研究,多在冲击荷载、拦截固源和调控泥石流性能等方面构建不同布置形式的桩林坝模型.以杨家沟为例,通过野外现场踏勘和数值仿真计算,基于Flow-3D软件开展数值模拟研究,建立不同布置形式(单排桩、双排桩、桩间距、排间距)的桩林坝模型,探讨不同影响因素下桩林坝坝基冲刷侵蚀规律.结果表明:桩林坝的整体设计中桩林不宜过密,桩间距和排间距以2.5 m为宜;单排桩的稳定性较弱,在泥石流冲击下极易发生剪切破坏,且对上游的"固源"作用远不如多排桩,但单排桩的冲刷深度及侵蚀规模均小于多排桩.研究成果对桩林坝的布置形式及冲刷机制提供数据支撑,并为震后泥石流防治工程设计提供参考.

    桩林坝泥石流冲刷深度冲刷侵蚀

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    巅峰式神经反馈训练提升射击表现效果和无应答者特性分析

    龚安民蔄辉杰宋晓鸥周雅兰...
    8454-8462页
    查看更多>>摘要：为探索神经反馈训练在提升射击表现方面的应用效果和训练过程中的无应答者特性,开展一项用于提升射击表现的神经反馈训练(neurofeedback training for sport performance,SP-NFT)实验研究,招募20名受试者,进行2周4次的"巅峰"范式SP-NFT,采集受试者前、后测隐显目标射击表现和相关脑电(electroencephalograph,EEG)数据,检验SP-NFT对射击表现的提升效果、静息态EEG特征、SP-NFT期间正常组和无应答组EEG特性变化情况.结果表明:受试者后测射击成绩显著高于前测(P＜0.01),静息态theta频带功率显著降低(P＜0.01);相对正常受试者,无应答者在SP-NFT期间的努力程度更高,theta频段功率和SMR功率的变化程度更低,SP-NFT能够有效提升受试者射击表现,进一步揭示了无应答者的相关生理机制.研究成果为用于提升射击表现的SP-NFT技术进一步发展提供理论支撑和实验证据.

    神经反馈训练射击表现无应答者脑电信号(EEG)

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    复合材料修补前后拉伸损伤的非线性超声Lamb波检测

    朱光宇赵江铭尹振华辛明坤...
    8463-8469页
    查看更多>>摘要：为了确保复合材料修补结构后续的稳定性,需要利用非线性超声Lamb波对修补后的部位进行健康检测.利用非线性超声Lamb波高次谐波响应技术,对复合材料板胶接修补前后的拉伸损伤进行了实验与仿真研究.通过ABAQUS软件进行有限元建模,采用Hashin准则预测基体拉伸损伤演化,并在拉伸过程中引入平滑分析步,最后通过施加位移载荷模拟Lamb波的传播过程,在实验验证仿真模型可行性的基础上,研究非线性Lamb波高次谐波响应与拉伸位移之间的关系,以及不同拉伸损伤程度对非线性系数的影响.结果表明:与未修补结构相比,经过拉伸后胶接修补结构的损伤面积与二次、三次非线性系数明显降低,说明该方法可以评估工程胶接修补的有效性;随着拉伸位移的增加,二次、三次谐波幅值和非线性系数先增加后减小,在拉伸位移为1 mm时达到最大;借助非线性Lamb波高次谐波技术能够有效地对复合材料修补前后的拉伸损伤程度进行预测.

    非线性超声复合材料胶接修补拉伸损伤非线性系数

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    基于GPR的巷道围岩空区探测及支护设计

    张华超张成良高梅吴泽鑫...
    8470-8478页
    查看更多>>摘要：为确保地下矿山掘进巷道围岩稳定性,发现前方不良地质体,采用地质雷达对掘进巷道围岩及底板进行空区探测,并对巷道围岩进行不同地应力作用下的稳定性分析,对不同长度锚杆加固后的锚杆轴力进行对比.结果表明:雷达探测的两个区域均出现不同深度的振幅较强反射区;1.5 m锚杆支护作用下围岩最大位移量分别减少39.3％和10.0％,X-有效应力分别增加42.8％和37.5％;1.5 m和1.8 m锚杆支护时轴力变化基本相同.根据同相轴的连续性对异常区进行判断,异常信号为充填不密实区及空洞,采用锚杆锚网喷浆支护.研究成果可以为类似矿山巷道围岩稳定性及支护提供借鉴意义.

    巷道围岩地质雷达(GPR)空区探测波形图支护设计

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