气体流量对石英增强型光声光谱检测精度的影响

石英增强型光声光谱(QEPAS)检测技术在痕量气体浓度检测方面具有灵敏度高、可靠性好、系统体积小等优势。以二氧化碳(CO2)为目标气体,深入研究不同气体流量对QEPAS检测系统精度的影响。通过Fluent ANSYS仿真软件对气体流场进行分析,完成对不同流量情况下气室内压强和流速的仿真。通过基于QEPAS的CO2气体检测系统的实验,研究了气室压强对气体浓度检测的影响。实验结果表明通过控制气体流量使得气室内的压强为1.08e-1~1.48e-1 Pa时,检测信号与气体浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.99971,系统相对误差为0.5%,系统检测下限为72ppm。     

利用CLUE-S模型对四川省未来10年土地利用变化的预测与分析

土地利用配置对生态环境和经济发展有着重要影响,通过研究土地利用配置对人类可持续发展具有重要意义。以我国四川省为研究区,设定了生态效益型、经济效益型和综合效益型3种发展情景,通过CLUE-S模型模拟研究区2030年的土地利用数据,计算了各情景下相应的生态服务价值量和经济效益,分析了3种情景下模拟结果各土地利用类型分布的相同和差异。研究结果表明,生态服务价值量在情景1下达到最大值,为108 405.5亿元;经济效益则在情景2下最大,为78 346.3亿元。从土地利用空间分布上来看,3种情景的变化趋势基本一致:生态用地中林地和水域的增加主要分布在攀西地区;建设用地的增加主要分布在攀西地区和四川盆地。研究结果可对四川省未来的土地规划管理提供参考。     

抗滑桩对边坡桥梁桩基受力变形影响分析

当桥梁桩基设置在滑坡上时,常采用抗滑桩作为支挡结构,抗滑桩和桥梁桩基之间存在着相互作用。本文以子-姚高速崖坬沟3号大桥为研究背景,对桥梁桩基及抗滑桩的桩顶位移及桩侧土压力进行监测,分析抗滑桩与桥梁桩基相对位置改变对桥梁桩基受力变形的影响。同时,基于ABAQUS软件分析前后排抗滑桩不同埋置位置下抗滑桩对坡脚桥梁桩基及坡中桥梁桩基的影响。现场监测数据表明抗滑桩与桥梁桩基相对位置对桥梁桩基水平位移及桩侧土压力均有影响,在抗滑桩距离桥基8m和4m时,间距8m加固效果更佳。通过数值模拟,发现后排抗滑桩距离桥梁桩基过远或过近均对桥梁桩基加固效果有限,抗滑桩加固桥梁桩基存在一个最佳距离,对于坡脚桥梁桩基抗滑桩加固最佳距离为3h-5h（h是抗滑桩沿滑坡走向的截面长度）,对于坡中桩抗滑桩加固最佳距离为2h-4h,而前排抗滑桩离桥基越近其加固效果越好。如果桥梁桩基在坡体中上部时,桥梁桩基前部土体较多可能会形成牵引式滑坡,需设置前排抗滑桩进行支护,综合考虑确定合理的加固位置。     

基于混沌天牛群算法优化的神经网络分类模型

针对传统BP神经网络受初始权阈值影响大且易陷入局部极值,标准天牛须搜索算法局部搜索能力差、寻优精度低等问题,提出一种自适应步长因子的混沌天牛群算法用于优化BP神经网络分类模型。通过增加天牛种群,引入自适应步长更新策略优化天牛须搜索算法的局部搜索能力,使其跳出局部最优,提高算法的计算精度;利用Logisitic混沌映射产生新个体,替换性能较差的个体,增强全局搜索效果。为了改善BP神经网络对非均衡数据集中少数类的分类效果,采用SMOTE算法处理非均衡数据集。将改进的天牛须搜索算法用于优化BP神经网络中的初始权值和阈值,建立IBAS-BPNN（Improved Beetle Antennae Search and Back Propagation Neural Network）分类模型,提高BP神经网络分类模型的准确率。为验证分类模型的性能,将改进的BP神经网络分类模型与其他六种典型的分类算法进行比较,实验结果表明IBAS-BPNN分类模型的平均分类正确率高于其他算法。改进的混沌天牛群算法泛化能力强,鲁棒性好,具有一定的优越性。     

神东矿区地下饮用含水层中氟化物的分布特征、来源和富集机制

延安组地下水是神东矿区重要的地下饮用含水层,其F-含量的高低,直接影响着饮水的安全和周边的生态环境。然而,该地区延安组地下水中F-的含量特征,空间分布和形成机制则很少被关注。项目组2020年8月-9月系统采集了30组延安组地下水,采用Piper图、相关性分析、PHREEQC模拟等手段,在矿物溶解与沉淀,蒸发浓缩,阳离子交换,竞争吸附和人为污染作用等方面探讨了延安组地下水中F-的含量特征,空间分布和形成机制。结果表明,神东矿区延安组地下水中F-含量浓度范围为ND~17.60 mg/L,平均值为4.55 mg/L,相比国家生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）（1.0 mg/L）,有73.3%的样品超标。高TDS、Cl-、HCO3-、Na+和低Ca2+和Mg2+水环境有利于F-的富集,Na-HCO3型、Na-HCO3-Cl型和Na-HCO3-SO4型是高氟水的主要水化学类型。含氟矿物溶解是延安组地下水F-的重要来源。蒸发岩溶解、硅酸盐风化下产生的盐效应降低了含氟矿物的溶解度,促进了F-的溶出;阳离子交换通过钠钙转移进一步加快了含氟矿物的溶解;竞争吸附作用下吸附态氟也为地下水F-提供了另外的来源。然而,蒸发浓缩与人类活动作用对延安组地下水F-含量的升高影响较小,可忽略不计。该成果为当地饮水用水质安全和生态环境可持续发展提供了科学依据。     

内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能的有限元分析

为研究内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能,通过有限元软件ABAQUS进行建模分析,并使用现有试验数据进行验证,验证结果表明有限元模型建立准确。研究考虑工字钢参数为,工字钢放置方向（纵向放置工字钢(ZG)、横向放置工字钢(HG)）、工字钢高度(GD)(25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、125 mm)、工字钢宽度(KD)(25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、125 mm)、工字钢翼缘厚度(YH)(10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm)、工字钢腹板厚度(FH)(10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm)。结果表明当含钢率小于34%时,ZG-FH参数变化对局压承载力影响较大,当含钢率大于34%时,HG-YH参数变化对局压承载力影响较大,对比工字钢高度与工字钢宽度变化对局压承载力的影响,ZG-KD参数变化对局压承载力影响较大。同时提出局压承载力计算公式,经过本文模拟结果验证,计算公式得出承载力误差位于0.9 - 1.1,计算结果较为准确。     

重金属污染土修复技术研究综述

中国土壤重金属污染情况严重,威胁着人们的身体健康,造成了巨大的经济损失。常用的重金属污染土修复技术基于物理、化学、生物的方法以及它们之间结合的修复技术。介绍了土壤中重金属的形态、来源以及常用修复技术的机理、影响因素和所存在的优势和缺陷,并且从修复成本、修复时间以及长期效果三个方面对常用的修复技术的适用性作了比较,为该领域学者的研究和实际的工程应用中制定重金属污染土壤的修复方案提供一定的参考。     

开孔泡沫金属动态力学性能及能量特性

泡沫金属材料在防护吸能领域有着重要的应用前景,深入研究泡沫金属及其相关结构的冲击力学性能十分必要。通过Φ50 mm的分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)装置对开孔泡沫金属Fe、Ni、Fe-Ni合金(50 mm×10 mm)进行动态冲击试验。试验分析了应变和应变率对其力学性能及吸能特性的影响,通过对其峰值应力、波动应力、理想吸能效率等参数的对比分析多种冲击速度下不同泡沫金属材料的抗压强度与吸能性,为建筑、航天等工程的使用提供理论基础。研究结果表明：高冲击速度下峰值应力增大且Fe-Ni合金抗压强度最高,不同材料泡沫金属均存在波动应力且压密阶段时间各不相同。应变率介于600～1 150时泡沫金属Ni吸能性最优,该区间外Fe-Ni合金更优。当应变率大于1 000时,Fe-Ni合金理想吸能效率增幅较大,相较于700时提高了48%、为最优理想吸能材料。     

基于ADE的IFC到CityGML层次转换模型

新型城市化建设和管理过程中,借助建筑信息模型(building information modeling, BIM)与地理信息系统(geographic information system, GIS)的数据集成,不但能实现建筑物的精细化表达,而且室外信息得以兼顾,实现空间分析及室内外一体化表达。但BIM与GIS两种不同的数据格式无法直接实现数据的互通。为此,首先分析了模型IFC和CityGML在文档形式等方面的差异,并实现了多个简单建筑物IFC模型到CityGML3.0 LOD2、LOD3的转换。其次,针对上述数据集成实验中语义丢失问题,扩展GIS的CityGML3.0数据格式,提出CityGML B-Con扩展模型,完善IFC到CityGML3.0的一对一映射关系。最后,实现多个不同复杂程度建筑物IFC模型到CityGML B-Con扩展模型的转换。实验结果表明,利用CityGML B-Con模型能实现BIM与GIS的数据集成。宏观层面来说,能够增强转换后建筑物外观的细节程度,微观层面而言,BuildingConstructiveElement和BuildingInstallati...     

缝洞充填物地球化学特征及环境指示意义——以塔里木盆地富满地区中奥陶统一间房组为例

为了明确塔里木盆地富满油田奥陶系一间房组缝洞充填物所蕴藏的环境信息,对富满地区中奥陶统一间房组缝洞充填物微量元素测试,并对所测稀土元素进行北美页岩标准化。结果表明稀土元素标准化曲线整体呈右倾趋势,Ce呈弱亏损,Eu显示强烈正异常。Sr、Al和Ti元素显示缝洞充填物受陆源碎屑物质扰动影响,Sr/Ba整体偏低且均小于1,推断缝洞充填物来源于淡水环境,Fe/Ti、 Al/(Al+Fe+Mn)、Cu+Pb+Zn及Fe+Mn/Ti值表明缝洞充填物受热液活动影响较小,U/Th、Ni/Co和V/Cr比值推测缝洞充填物形成于氧化环境下。综合研究表明,富满地区中奥陶统一间房组缝洞充填物主要形成于氧化条件下的大气淡水环境,主要受陆源物质扰动且受深部热液影响较少。