摘要:针对四川某矿薄煤层合层开采条件下较大断面巷道大变形、难控制、返修率高等问题,采用实验室试验、理论分析、数值模拟、现场监测相结合的方法,针对顶板岩体设计了三轴卸荷单轴再加载试验,理论分析了煤-岩-煤巷道破坏机理,采用数值模拟优化了支护方案,并在工程现场进行了验证.结果表明:砂岩试件三轴卸荷程度越高,试件损伤程度越高,裂隙越发育.单轴再加载时,试件主要表现为剪切破裂、拉伸破裂及拉剪混合破裂;基于JRCJCS模型分析不同JRC,JCS条件下煤岩体的破坏形式,顶板坚硬的煤-岩-煤巷道破坏主要表现为煤体滑移破坏,并求解了巷道破碎区半径;通过数值模拟验证了优化后的支护方案,现场应用表明:围岩变形在60 d后趋于稳定,两帮的顶底板的平均移近量分别为24.6,21.7 mm,支护效果良好,能够满足安全生产要求.

摘要:针对海底天然气水合物赋存的复杂地层,建立沉积物-硬岩-天然气水合物的地层模型,使用搭载于海牛钻机上的钻头,利用ABAQUS对钻头钻进取芯的过程进行仿真并对在不同地层钻速的情况进行分析;然后,利用Python对其进行二次开发,以此为依据对扰动进行定量分析并计算各地层的扰动率,三层扰动率之和为总扰动率,以总扰动率之和取最小值作为目标,利用遗传算法对钻进工艺参数进行优化,并且在一定的范围内计算出最优的钻进工艺参数,此结果对于实际海底工况下的钻进工艺参数的设定有一定的参考价值.

摘要:以通道侗族自治县为研究区,对地质灾害发育和分布特征进行定量化的分析.选取高程，坡度，坡向，工程地质岩组，与断层、道路、河流三者的距离以及年平均降雨量等8个因素作为地质灾害的环境变量,利用信息量模型(I)和层次分析模型(AHP)改进后的加权信息量模型(WIV)对研究区地质灾害进行危险性评价;利用改进后的灾害分区方法将研究区划分为极高、高、中、低、极低5个风险等级;引入灾积比和受试者操作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线对评价结果进行检验.研究结果表明:(1)改进后的灾害分区方法相较于自然断点法、分位法、几何间隔法等分区效果更优秀,标准误差更小;(2)改进后的加权信息量模型、层次分析模型、信息量模型的AUC值分别为0.903,0.848,0.842,表明改进后的加权信息量模型预测效果达到优秀,相比单一的评价模型精度更高;(3)研究区内高危险区、极高危险区占研究区总面积的15.58%,灾害点占比为83.77%,灾积比为14.32,说明分区合理,研究结果适用于县域尺度地质灾害危险性评价,将为该地区地质灾害的预测与防治提供更加有效的方法.

摘要:为研究PC桩主动土压力与位移的关系,进而评估基坑开挖过程中PC桩的安全性,采用分段拟合函数建立考虑位移的挡土结构主动土压力计算公式,对比实验数据验证公式的有效性,定义钢管桩直径D与钢板桩宽度W的比值为PC桩的形状系数,采用FLAC3D有限差分软件建立PC桩基坑开挖有限元模型,分析在开挖条件下PC桩截面形状对横向土压力分布的影响,并据此引入形状修正系数，得到考虑PC桩形状的主动土压力计算公式.研究结果表明:采用分段拟合方法建立的考虑位移的非极限主动土压力计算公式,能够反映表面平整的挡土结构非极限主动土压力与位移的关系,随位移的增加,PC桩钢板部分与钢管部分横向土压力产生差异;当形状系数为1时钢板部分所受土压力大于钢管部分,当形状系数为2,3时钢管部分所受土压力大于钢板部分.钢管侧达到主动状态时的土压力随形状系数的增大而减小,钢板侧达到主动状态时的土压力随形状系数的增大而增大.钢管桩直径与钢板桩宽度之比及埋深影响PC桩形状效应,比值相同时,形状效应随深度增大而减弱,引入形状修正系数能够反映PC桩不同部分横向土压力差异.实际工程中,PC桩各深度处的水平位移可依据深层水平位移测试仪测量,再依据公式计算土压力进而得到桩身弯矩分布,评估开挖过程PC桩安全性.

摘要:针对介入式血泵在运行过程中容易造成溶血指数偏高等问题,开展基于CFD的叶片出口安装角对阿基米德螺旋形介入式血泵溶血指数的影响研究.首先,基于计算流体力学,运用Fluent对血泵内的三维不可压湍流流场进行数值模拟,分析叶片出口安装角对血泵内血液流速和平均压力的影响;其次,运用Lagrange 溶血估算方法,获得红细胞在血泵内的流动迹线和参数;最后,构建平均溶血指数估算模型,计算并分析不同叶片出口安装角对介入式血泵溶血指数的影响.结果表明:叶片出口安装角等于85°时的阿基米德螺旋形介入式血泵的剪应力分布相对较好,平均溶血指数为0.001 337%,有较好的溶血性能.研究成果为介入式血泵结构参数优化提供一定的理论支持.

摘要:为实现表贴式永磁同步电机的无传感器控制,设计了一种带负载扰动辨识的改进滑模观测器.针对传统滑模观测时的相位延迟和抖振现象,从滑模面、趋近律以及切换函数三方面进行改进,推导了基于新型滑模控制律的滑模观测器组成原理,同时验证了改进滑模观测器中不同切换函数对系统性能的影响.为避免使用传统的双闭环级联控制结构,利用非线性反馈积分滑模控制器代替PI调节器,加快了系统响应速度同时减小抖振.结果表明:基于双曲函数和幂函数的改进滑模观测器在变载阶段具有更好的观测性能,其转速估计误差分别减小为±4.36和±4.87 rad/s.同时改进滑模观测器和积分滑模控制器组成的单回路结构能够有效避免传统PI控制的超调现象,进一步提升系统的动态性能.

摘要:太阳能电池板在光伏系统中的广泛应用,使其性能和可靠性的监控变得尤为重要.光照条件复杂以及背景干扰严重,使传统检测算法在太阳能电池板缺陷检测中的表现不佳.为此,基于YOLOv8算法提出了一种改进方法YOLOv8LZW,针对当前检测难点进行了优化,首先利用了LNAConv模块,结合平均池化和最大池化,能够高效提取多尺度特征,降低计算成本,提升检测的速度与精度.此外设计了新型探头ZTDCDetect,该探头通过任务动态对齐,有效地提升了目标特征的对齐能力,通过采用动态卷积机制,结合任务分解模块,分别优化了分类与边界框回归特征,显著增强了对目标和复杂背景下缺陷的检测能力;最后引入损失函数WIoUv3,该损失函数采用动态非单调聚焦机制进行锚框质量评估,同时引入一种智能的梯度增益分配策略,提高了边界框回归对复杂缺陷区域的预测精度,增强了模型在检测微小裂纹和模糊缺陷时的鲁棒性.在太阳能电池板缺陷数据集展现YOLOv8LZW的优越性能,其mAP@0.5与计算量均优于原始YOLOv8,充分满足了对太阳能电池板进行高效、准确检测需求.

摘要:由于信息技术的发展,各领域数据往往包含大量冗余特征,因此分类模型性能下降.特征选择是一种有效去除冗余特征的数据预处理技术,然而,已有的特征选择方法无法在选择有效特征的同时保证模型较高的分类准确率.为了解决该问题,提出了一种基于图卷积网络的强化学习特征选择方法.以深度Q网络为基本框架,将特征选择问题映射为马尔可夫决策过程.首先,设计了一种基于图卷积网络的状态表示方法,将特征子集转换成图结构,以高效地捕捉特征间关系;接着提出了一种综合考虑特征重要性、特征间相关性和分类性能的奖励函数引导智能体选择高Q值特征,以使得到的特征子集综合考虑几方面性能.在14个公共数据集和脑卒中筛查数据集上进行实验,结果表明:相比于已有的深度Q网络特征选择方法,所提方法在Congress数据集和脑卒中筛查数据集的准确率分别为99%和85%,分别提高了11.0%和3.6%,验证了该方法的有效性和可行性.

摘要:针对传统的粒子群优化算法在解决多障碍物环境内的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)覆盖优化问题时存在盲目性的不足,提出一种融合环境知识的粒子群优化(Particle Swarm Optimization with Environmental Knowledge, PSOEK)算法.在PSOEK算法中,根据无线传感器节点在多障碍物环境下的状态,提出融合环境知识的扩散运动速度公式和碰撞运动速度公式,设计自适应的参数策略,提高多障碍物环境内的WSN覆盖率.试验结果表明:相比于传统算法,PSOEK算法在解决多障碍物环境内的WSN覆盖优化问题时有着更优异的性能.

摘要:基于深度学习的三维重建在生活中的许多领域都有应用,但当前绝大多数的研究在特征提取时采用普通卷积,普通卷积对弱纹理和无纹理地区特征提取作用有限,容易模糊,使细节不清晰,影响重建结果,因此,提出了一种基于深度重提取的方法.首先,为了解决普通卷积在低纹理区域的提取错误,提高重建精度,引进一种自适应特征聚合模块,利用可变卷积核的特点,使其在低纹理区域能够自适应的增大卷积核的感受野,在纹理丰富的区域减小感受野;其次,为了聚合不同尺度信息,丰富特征提取信息,使得最终的重建精度有所优化,引进了多空间空洞卷积模块;最后,经过与多组研究对比,所提方法对于低纹理区域的特征提取有较大优化,最终的重建精度也有所提升,整体性提升了3.4%,可适用于大多数场景.

摘要:多环芳烃（PAHs）一直是科学家们的研究热点.其中,芴自由基作为一种经典的单自由基化合物,因其高反应活性和低稳定性,相关报道极为有限.文章通过区域溴化、亲核取代、格氏反应和脱氢氧化反应步骤,成功合成了一种基于双芴核的新型类双自由基材料.最终,获得了含有2,6-二氯苯大体积吸电子基团Z-1化合物的晶体.尽管计算表明Z-1具有极高的双自由基特性（y0=99.5%）,但它仍表现出很好的稳定性,可通过中性氧化铝色谱法提纯.该化合物展现出较小的电化学能隙（Eg=0.95 eV）,并具有开壳单线态类双自由基的特征.

摘要:设计了具有抗菌特性的强韧聚乙烯醇（PVA）离子导电水凝胶,并开展了其柔性传感应用的研究.通过原位熔融接枝反应将聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）接枝到淀粉链上,随后将PHMG接枝淀粉引入PVA水凝胶基体,完成PVA抗菌水凝胶制备.之后浸泡硫酸钠溶液,利用盐析效应完成PVA基强韧抗菌离子导电水凝胶制备.离子导电水凝胶配方中固含量（PVA∶PHMG接枝淀粉）质量百分比为9∶1且硫酸钠浓度为1.2 mol/L时力学性能最佳,弹性模量为0.32 MPa、抗拉强度为1.07 MPa、拉伸断裂伸长率为530%,而韧性为2.96 MJ/m3,此时离子电导率为24 mS/cm,PHMG接枝淀粉的引入使此配方水凝胶具有对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌99.9%的抑菌率.PVA/PHMG接枝淀粉抗菌离子导电水凝胶制备的传感器具有良好的线性,灵敏度因子GF = 0.13,并且可以精确地监测人体不同关节的动作.