摘要：为了研究剪切方向与锚杆倾向共面条件下锚杆的复合锚固力计算和锚固角对有锚结构面抗剪力的影响规律,利用FLAC3D有限元软件进行数值模拟。首先,基于实体单元和接触面单元建立数值计算模型,通过物理试验结果反演数值模拟所需参数;其次,采用FLAC3D中的fish语言记录在剪切过程中结构面抗剪力随剪切位移的变化规律;最后,通过力学模型中的几何关系得到锚杆受压侧反力沿锚杆的分布函数,基于经典梁理论,根据最小势能原理和位移变分法推导出结构面处锚杆的抗剪力计算公式。结果表明:随着锚固角的增大,有锚结构面的抗剪力呈先增大后减小的趋势;当锚固角β≤90°时,锚杆的“导轨效应”较明显;锚固角β>90°时,剪切变形后,由于锚杆的变形使岩块分离。

摘要：为研究华北地区河湖生态补水对地下水漏斗演变的影响,以京津冀平原浅层地下水漏斗2003年至2022年的相对变化作为识别目标,从气象因素、地形因素、人为因素和含水层水力学特性4个方面进行考虑,选取8个具体指标构建特征变量数据集,使用逻辑回归(logistic regression, LR)、支持向量机(support vector machine, SVM)和随机森林(random forest, RF)方法建立漏斗演变识别模型,并利用敏感度、特异度和决定系数R^(2)对拟合效果进行对比评价,结果显示随机森林为最优模型。进而利用模型分析研究区地下水漏斗演变规律,阐明具体因素对漏斗演变的影响作用。研究表明:京津冀平原区浅层地下水漏斗在2010年之前整体呈扩张趋势,之后在部分地区呈现缩减和消失的态势。河湖补水前,地下水漏斗发展主要受开采影响,其重要度约50%;2018年后河湖补水对抑制漏斗扩张发挥了较为明显的作用,重要度达16%。从发展过程来看,地下水开采依然是控制京津冀平原浅层地下水漏斗变化最重要的因素。对比宁柏隆和高蠡清两个典型浅层地下水漏斗的发展变化可知,河道生态补水对宁柏隆漏斗变化的贡献率接近10%,而对高蠡清漏斗变化影响的重要度仅为1%,因此持续的河流生态补水对宁柏隆漏斗水位恢复会产生积极影响,而对于高蠡清漏斗则需要以水源置换压减农业灌溉地下水量为关键手段实现水位恢复。

摘要：介绍了柔性可穿戴压电超声传感器压电层、背衬层、匹配层、封装层、电极层的结构设计和材料选择,论述了利用有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)技术进行柔性可穿戴压电超声传感器模拟设计的优势,阐述了电极图案化等柔性可穿戴压电超声传感器制造领域中的关键技术,分析了柔性可穿戴压电超声传感器在深层组织成像、血流动力学监测、促进骨损伤恢复、辅助透皮给药等领域的应用情况。展望了柔性可穿戴压电超声传感器的发展方向,指出未来可通过应用高性能信号处理技术、改进超声探测成像算法、优化传感器结构设计方案等手段,进一步提升柔性可穿戴压电超声传感器的测量准确性、使用安全性和集成化程度,促进该类传感器市场化、产业化发展。

摘要：面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。

摘要：随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。

摘要：在遥操作系统中,为了提高操作者的交互感知能力,通常将与环境的接触力反馈回主端.然而,反馈力会导致主端机器人的诱导运动,使得主端机器人发出不准确的运动指令,甚至导致闭环系统不稳定.此外,在作业过程中,水下机械臂不可避免地受到洋流和海浪带来的外部干扰.针对带有接触力反馈的水下遥操作系统,本文设计了一种补偿主端位置漂移的辅助系统,构造了有限时间干扰观测器,并讨论了观测时间内系统状态的有界性,进一步证明了整个闭环系统是指数输入–状态稳定的.仿真结果表明,该方法能够保证变时延和外部干扰条件下水下遥操作系统跟踪性能.

摘要：在偏振敏感光纤系统中,光纤双折射是重要的参量。基于压电陶瓷的单模光纤(single-mode fiber,SMF)拉伸器是光纤系统中引入应变、光程或相位变化等常用的器件,而少有人关注过光纤拉伸器引入的双折射特性。本文提出基于分布式偏振分析的SMF拉伸器双折射特性表征方法,结合全穆勒矩阵分析和光频域反射仪技术,可以得到SMF拉伸器缠绕光纤的分布式双折射特性。实验得到:在光纤拉伸器使用过程中,光纤双折射随驱动电压增大而增加;当光纤拉伸器缠绕光纤表面不平整时,可引入更高的基底双折射,且在施加驱动电压时,基底双折射增加更加明显;设计合适的拉伸机构和光纤缠绕方法,能有效地避免光纤拉伸器使用过程中双折射的改变,但可能会引入较强的基底双折射。本文研究结果对于在偏振敏感光纤系统中使用光纤拉伸器时系统性能的评估及优化具有指导意义。

摘要：节理面形貌特征是影响岩石节理面剪切破坏的重要因素。具有相同形貌特征的岩石节理面,沿不同剪切方向其力学行为存在差异性。结合三维激光扫描和3D打印技术,针对天然节理岩石的表面形貌进行逆向处理,将其制备为不同剪切方向的人工节理试样,并进行5种法向应力条件下的直剪试验。依据室内试验结果与理论分析,提出了定量计算节理面三维粗糙度与沿剪切方向接触面积有效系数值的方法,建立了不同剪切方向下含有三维形貌参数的抗剪强度模型。结果表明,影响剪胀角的因素与节理面的粗糙度系数和沿剪切方向接触面积有效系数值有关;沿不同的剪切方向会得到不同的剪胀角。基于剪切破坏的爬升和摩擦效应理论,并利用非线性拟合方法,得到峰值剪胀角的变化规律。最后,与已有的Barton抗剪强度公式进行对比分析,进而验证了该方法的合理性。

摘要：为综合考量评价过程中的模糊性和随机性,基于层次分析法与云模型理论建立了崩塌灾害危险性的云模型评价方法。在崩塌形成机制分析的基础上,选定了6个评价因子,分别为危岩体特征、坡高、坡度、年均降雨量、地震动峰值加速度、人类活动影响距,进而采用层次分析方法确定各因子权重,依据单因素分级标准计算各评价指标隶属于不同评价级别的云模型数字特征后,由正向高斯云算法和因子权重值计算综合确定度,根据最大确定度得到崩塌灾害危险性级别,最后通过工程实例探讨了该方法的可行性与有效性。研究表明,采用云模型进行崩塌灾害危险性评价具有可行性,实例验证结果与赤平投影分析法一致,不仅可以考虑评价过程中的随机性和模糊性,而且能根据综合确定度判断同一危险性级别内不同危岩体的危险程度。

摘要：为了探究一座足尺重载铁路钢筋混凝土T梁的抗弯承载力,并与Q/CR 9300—2018《铁路桥涵设计规范(极限状态法)》和TBJ 2—1985《铁路桥涵设计规范》规定的设计承载能力进行对比,进而对极限状态法和容许应力法设计理论进行对比分析,选取一片采用容许应力法设计的12 m跨度钢筋混凝土足尺T梁(专桥(88)1024)作为研究对象,首先基于两种设计方法进行正截面抗弯承载力计算,继而根据静力加载破坏试验中钢筋应力、T梁的变形和裂缝发展状况以及最终破坏状态,得到T梁实际承载能力并与理论分析结果进行对比。结果表明:破坏试验得到的实际承载能力是极限状态法计算的1.59倍,说明按容许应力法设计的钢筋混凝土T梁抗弯承载力有较大的安全储备;极限状态法的钢筋应力容许值略低于容许应力法的容许值,实际钢筋应力比理论计算值低9%,约为极限状态法容许值的95.8%,能满足极限状态法的要求;挠度的试验值比两种理论计算的挠度低约8%,满足挠度的容许值要求;裂缝宽度的试验值均比理论计算值大21%,但仍满足裂缝宽度的容许值要求。该梁经过多年运营,其抗弯承载力、应力、挠度和裂缝宽度仍可满足铁路桥涵设计规范极限状态法的要求。