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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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    基于机器视觉的煤矸石识别方法综述

    高琳于鹏伟董红娟梁朝辉...
    11039-11049页
    查看更多>>摘要：煤矸石识别是煤炭智能化产业中的重要环节,而基于机器视觉的煤矸石识别技术是当前的研究重点和热点,但现有技术存在着一些问题和不足.首先揭示了外界因素对煤矸石图像采集的影响,其次阐述了煤矸石图像处理中的常用方法并指出了各方法存在的不足之处,最后总结了当前基于机器学习的煤矸石相关识别分类技术.基于上述研究成果,提出了当前煤矸石机器视觉识别方法的进一步研究方向,即:构建高质量的煤矸石数据集、研究高效的图像分割方法、选择最具代表性的煤矸石特征、优化深度学习网络模型结构.

    机器视觉煤矸石识别图像采集图像处理机器学习

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    石墨烯在沥青和沥青混合料中的研究综述

    冉武平付军辉冉晋艾贤臣...
    11050-11059页
    查看更多>>摘要：石墨烯作为一种纳米材料,可以影响材料的微观结构和宏观性能,同时使材料具有导电性和导热性.石墨烯及其相关纳米材料在沥青及其混合料中的应用效果显著.综述了石墨烯(graphene,Gr)、氧化石墨烯(graphene oxide,GO)和石墨烯纳米片(graphene nanosheets,GNPs)在沥青及其混合料中的特性,包括高温性能、低温性能、老化性能、水稳定性、导电性和导热性.研究指出,Gr、GO和GNPs可改善沥青和沥青混合料的性能,提升高温抗车辙性能、抗老化性能和抗水损害性能.同时,由于Gr、GO和GNPs具有优异的导热性和导电性,可以降低沥青和混合料的电阻率,提高导热能力.石墨烯可以在建设融雪化冰、自感应路面等智能道路方面发挥更好的作用.

    石墨烯氧化石墨烯石墨烯纳米片沥青路用性能

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    微纳结构表面的制备工艺及传热性能实验

    秦思贵赵妍琛乐吴生黄生洪...
    11060-11066页
    查看更多>>摘要：微纳结构表面因其优异的传热特性在高热流密度设备中有较好的应用前景,但传统的化学工艺制备方法不易控制表面结构,先进的激光刻蚀则制备成本较高.采用真空钎焊处理方法将工业编织百微米孔隙铜网与铜基表面相结合,制备出多层次微纳米复合结构表面.微距观测发现微纳表面沸腾汽化核心密度是光滑表面的5～8倍,呈现出显著的沸腾强化特征.宏观换热性能实验结果验证了换热性能的大幅增强,为微纳表面强化传热技术工业化应用提供参考.

    表面处理多层次微纳结构沸腾强化传热

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    浅层滑坡和沟谷型泥石流的关系研究:以福建省宝庄村2010年6月18日灾害为例

    陈文鸿余斌吴雨夫郭朝旭...
    11067-11073页
    查看更多>>摘要：2010年6月14-18日,福建省顺昌县发生连续强降雨事件,致使多处地区发生滑坡、泥石流等群发性地质灾害,宝庄村是重灾区之一.在群发性滑坡灾区,往往很容易导致沟谷泥石流地发生.为了探索泥石流发生与滑坡物源之间的关系,选择了宝庄村43个流域,通过卫星遥感解译获取滑坡面积和流域面积的数据集,进而分析浅层滑坡诱发沟谷型泥石流的物源临界值,提出了一个经验模型来分析群发性滑坡引起的沟谷型泥石流的触发条件.结果表明,所提出的模型适用于福建省浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流的物源分析.经验模型简单,输入的数据是容易测量的流域面积(A)和滑坡划痕面积(A.).因此,该方法可以用于分析其他地区浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流.

    浅层滑坡泥石流统计模型福建

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    基于DSS-UNet算法的网格化风速预测

    刘思凡秦华旺
    11074-11080页
    查看更多>>摘要：风速预报对于航空领域的决策和规划具有重要指导意义.传统的气象栅格风速预测依赖于数值模式预报技术,基于复杂的数理方程建立的数值模式预报需要花费高昂的算力.针对传统技术的硬件要求高、现有的基于深度学习算法的数值模式预报算法效果差的问题,提出了一种多尺度时空U结构网络(different scale spacetime UNet,DSS-UNet)对多气压等级未来两天的格点风速进行预测.该算法的多尺度通道和空间模块(mult-scale channel and sparional module,MSCSM)模块充分考虑了输入特征的通道及空间信息;提出了一个由时序自适应模块(temporal adaptive module,TAM)结构改进得到的多尺度时间自适应模块(mult-scale temporal adaptive module,MSTAM)模块来捕获局部分支及全局分支的时间信息.在公开数据集(ERA5再分析数据)进行实验,并与其他算法进行对比实验,实验结果表明,在实验区域内,DSS-UNet的评估指标优于对比的时空预测算法.这对于提高气象预报的准确性以及应对天气变化带来的挑战具有一定意义.

    深度学习注意力机制风速预测气象栅格

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    晚更新世末期白洋淀南部沉积物粒度特征及环境意义

    宗宇姮毕志伟杨振京赵志轩...
    11081-11091页
    查看更多>>摘要：为揭示白洋淀地区晚更新世末期气候环境变化特征与未来演化趋势,通过综合分析白洋淀南部地区ZK02钻孔中的湖泊沉积物粒度组分特征,并且在测年的基础上,对晚更新世末期(26.9 ka B.P.)以来白洋淀的环境气候变化进行综合分析.结果表明:26.9-10.5 ka B.P.期间,该地区以洪冲积沉积为主,气候处于冰期向间冰期过渡阶段,但总体仍比较干燥;10.5-8.3 ka B.P期间,沉积环境以河流相沉积为主,气候比前一阶段温暖湿润;在8.3 ka B.P.至今期间,该地区沉积环境逐渐以湖相沉积为主,气候以温暖湿润的间冰期气候为主,并于全新世中期(约6.6 ka B.P.)达到晚更新世末期以来气候最温暖湿润的时期,随后于3.2 ka B.P.和1.8 ka B.P.前后发生了两次明显的冷干波动,在地质构造与河流变迁的影响下,白洋淀开始萎缩解体,加之受到人类活动的干扰,最终形成了白洋淀湖泊的现代形态格局.综上所述,受季风演化的影响,华北地区末次冰期环境冷干,早全新世开始转湿,中全新世最湿,晚全新世环境转干.这一湖泊演化模式与东亚夏季风的演化模式相似,对于理解人类活动影响下的未来季风演化模式具有重要的参考价值.

    沉积物白洋淀粒度晚更新世环境演化

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    准噶尔盆地腹部下侏罗统曲流河地震沉积学解析

    王伟刚魏钦廉杨磊磊桑鹏程...
    11092-11101页
    查看更多>>摘要：为深入探查埋深大、压实作用强、成岩程度高、储层物性差陆相油藏的区域分布规律,在准噶尔盆地腹部通过层序地层理论和基于地震拉平数据体提取的瞬时相位、均方根振幅、分频属性,对下侏罗统进行了地震沉积学解析.共识别出3个层序,SQ1～SQ2湖侵体系域均以曲河流沉积体系为主,SQ2高位体系域至SQ3以三角洲沉积体系为主.地震属性分析具有很好的一致性,结果表明:河道的形态清晰,位置可靠;河流在迁移演化过程中,河道单一,牛轭湖、决口扇等微相较发育;河流经历了低弯度-宽河床到高弯度-窄河床,再到中弯度-宽河床的演化,流向则由南北向逐渐演变为北东-南西向.研究结果可为利用地震资料识别曲流河的研究提供借鉴和指导.

    地震沉积学地震属性拉平地震数据体曲流河准噶尔盆地腹部

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    鄂尔多斯盆地超低渗油藏注采调整技术

    令永刚王西强高雪朱康乐...
    11102-11110页
    查看更多>>摘要：超低渗油藏储层物性差、非均质性强、注采比高、地层压力保持水平低,部分油藏驱替方案构建难度大、注入水易于沿裂缝窜留,因而水驱波及体积小且采收率低.为了解决该难题,开展了长8段超低渗油藏注采调整政策综合研究.首先对单砂体的测井识别标志、叠置样式、侧向接触模式和见水见效特征进行精细刻画,裂缝、高渗带对水驱有双重作用.通过微观可视化仿真模型对不同孔隙结构下剩余油赋存模式进行研究,超低渗油藏剩余油分布模式主要有分散状及连片状形式,其分布受孔喉尺寸、并联结构、驱替压差、毛管力等因素影响.最终将研究结果应用于地质建模,指导油藏小层精细注采调整,确定了周期注水方式和周期,形成了超低渗油藏全生命周期精细注采技术.将该技术指导华庆、环江油田超低渗油藏注采调整1.5万次左右,采油速度平均增加0.2％、缓解油藏递减1.2％、年均累计增油5万t以上.

    单砂体剩余油裂缝注采调整油田开发超低渗油藏

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    隧道爆破作用下堆积层边坡稳定性的耦合数值分析

    黄锋李硕李思远杨永浩...
    11111-11120页
    查看更多>>摘要：隧道施工爆破荷载会对地表边坡产生较大的动力扰动,加上堆积层边坡自身稳定性较差,极易形成堆积层滑坡、隧道塌方等工程事故.以渝湘高速樵坪山隧道工程为背景,结合CT扫描技术和PFC中clump命令,建立土石混合体颗粒流堆积层边坡数值模型并开展动三轴试验对堆积体模型的力学参数进行标定,运用FLAC3D-PFC3D耦合分析方法研究隧道开挖爆破作用下不同堆积层厚度边坡的稳定性.结果表明,在爆炸应力波的作用下,随着堆积层厚度从0.25倍隧道跨径增加至1.0倍时,堆积层颗粒速度减少4倍左右且颗粒松动范围几乎消失,颗粒沉降量从2 cm缓慢降至1 cm后保持稳定,颗粒间粘结与张拉力链比值从2.2迅速增加至4.5,此后颗粒间的张拉破坏作用较小,颗粒间不易发生滑移,堆积层稳定性较好;在超过1.0倍隧道跨径后,爆破产生的塑性区面积基本呈对称分布,且接近于隧道横断面面积,塑性区位于基岩范围内且集中在拱顶和拱底附近;总体上,当堆积层厚度超过1.0倍隧道跨径后,可显著降低隧道开挖爆破对边坡的动力扰动影响,研究结果可为隧道洞口段的设计与施工提供理论依据.

    隧道工程爆破荷载连续-非连续耦合堆积层边坡动力稳定性

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    基于GIS与加权信息量模型的汤口断裂南段地区地质灾害易发性评价

    吴问楚王朝管后春黄蒙...
    11121-11130页
    查看更多>>摘要：汤口断裂带沿线地质灾害频发,为研究该断裂对周边地区地质灾害的影响程度,以断裂带南段的地质灾害隐患点为研究对象,选取研究区内的坡度、工程地质岩组和断裂距离等7个指标建立评价体系,运用层次分析法和信息量模型法开展地质灾害易发性评价.计算结果显示,断裂构造的影响因子占比较大(信息量值为2.729),叠加层次分析法后的评价分区图进一步表明,地质灾害易发区主要集中在汤口断裂带附近.结合受试者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线的精度结果对比,两方法耦合评价模型曲线下面积(area under curve,AUC)明显优于单一信息量模型,且与研究区地质灾害调查结果一致,说明汤口断裂对研究区地质灾害存在较大影响.

    汤口断裂带地质灾害易发性评价层次分析法信息量模型

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