摘要：煤矸石是煤矿沉陷区土地充填复垦的关键材料。但煤矸石质地较为粗糙,持水性较差,煤矸石重构土壤的孔隙结构和水盐运移都会与原状土壤产生一定差异。为研究煤矸石充填土壤孔隙结构变化以及对水盐运移的影响,利用CT扫描技术和图像分析方法,分析覆土、泥矸混合、矸石与原状土样品的孔隙结构差异,同时设计一种室内重构土壤水盐运移模拟装置,通过在实验装置不同深度布设传感器,连续记录重构土壤剖面水分与盐分的运移情况。结果表明,在原状土、覆土、泥矸混合与矸石4份样品中,矸石样品孔隙率高于其他样品,达到8.299%,导致其持水能力较差;泥矸混合样品小孔隙占比高,达到58.73%,孔隙连通性较差,缺乏水分运移通道,导致层间障碍带的形成;覆土样品与原状土样品孔隙结构非常接近。在土柱模拟实验中,土壤盐分含量随水分运移而变化,各土壤层含盐量均先升高后降低,入渗结束后,表层土壤完成脱盐,深层土壤呈现积盐状态。在注水6d内,土壤层含盐量均先降低后升高,50cm土壤层变化幅度最大,为38.34%。深层土壤盐分借助毛管力作用向上运移,表层土壤含盐量逐渐回升。由于层间障碍带的存在,矸石层水分与盐分均难以向上运移,其含量逐渐下降。研究结果可为沉陷区土地充填复垦和矿区生态修复提供参考。

摘要：本文针对标准磷虾群算法(KH)存在收敛速度较慢、计算精度不够和对复杂问题易陷入局部最优解的缺陷做出改进与完善,提出一种融合改进差分进化算子和S型自适应惯性权重的改进磷虾群算法(SDEKH)。通过多种标准测试函数对SDEKH、KH等智能算法进行对比测试,验证了SDEKH的优良性能;并运用SDEKH对桁架结构进行优化设计,通过与其他方法的优化结果对比验证了SDEKH的优化效率和精度均有提升,为工程结构优化设计提供了一种更加高效、精准的方法。

摘要：基于性能化设计理念,提出了混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法:以结构达目标位移时实现合理失效模式作为性能目标,基于能量平衡原理确定结构设计基底剪力,并给出符合失效模式的侧向力分布;依据给定目标塑性耦连比分别求解钢连梁和PEC墙肢底部加强区内力需求;采用塑性设计方法设计钢连梁和PEC墙肢底部加强区截面,采用弹性设计方法设计PEC墙肢非加强区截面,保证结构实现预期性能目标。依据提出的基于合理失效模式的性能化设计方法,设计了12层混合联肢PEC墙算例结构,对其进行Pushover分析和弹塑性动力时程分析,验证了该方法的可行性。基于合理失效模式的性能化设计方法设计的混合联肢PEC墙结构抗震性能良好,地震作用下,各层钢连梁首先剪切屈服耗散能量,然后PEC墙肢底部形成弯曲塑性铰,塑性铰分布及发展过程符合预期,实现了“两阶段耗能体系”设计目标。

摘要：在利用三维粉末黏结(3DP)工艺成型标准圆柱件时,为了制备3DP工艺后处理环节所需的树脂渗透剂,以抗压强度为指标,利用响应面法中的Box-Behnken设计了实验方案,确定了优化配比方案。以此为后处理剂扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和抗压强度测试讨论了渗透参数(渗透次数、渗透方式以及渗透间隔时间)对3DP工艺成型件的抗压性能的影响。结果表明,制备的树脂渗透剂可有效改善成型件的抗压性能。在渗透处理时,采用浸润的渗透形式,通过多次浸润、渗透间隔时间逐次递增的方式,可以有效提高成形件的抗压性能。

摘要：为解决球形果实快速、稳定抓取问题,设计了一种主动式三指手爪。该手爪指部机构末端安装有球状主动滚轮,主动滚轮外附着柔性膜以增加手爪柔顺性与摩擦力。每个指部机构具有2个自由度,可实现手指开合以及主动滚轮旋转。工作时3根手指相互配合,在摩擦力作用下球果向手爪内部运动,可在仅接触球果条件下实现球果快速、稳定抓取,无需精确控制手爪位置和姿态。为阐述抓取过程中主动式手爪与球果的交互关系,推导了主动式手爪-球果交互模型。选取番茄、苹果以及橙子为典型球形抓取对象,开展了3款手爪(主动式手爪、鳍状软爪以及平行刚爪)的抓取试验。抓取试验结果表明,所设计主动式手爪平均首次抓取成功率为96.7%,平均抓取无损率为98.3%,平均任务时间为5.9 s,在抓取成功率、抓取质量以及抓取效率3方面均有较好表现,验证了该主动式手爪的有效性。

摘要：为解决临床医学、急救或居家养老等应用场景中无法直接使用传统穿戴式监测仪器实时监测人体生命体征的问题,设计了一种基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测装置,该装置通过STM32F429IGT6控制器从多普勒雷达检测的信号中实时提取人体呼吸和心跳信号。其硬件主要由微控制器、多普勒雷达传感器信号放大电路、滤波器、电平抬升电路等部分组成,系统通过IIR带通滤波实现呼吸和心跳信号分离与提取,使用FFT对分离的呼吸和心跳信号进行实时频谱分析,计算并显示呼吸和心跳次数。实验测试结果表明,该装置能有效实时检测人体的呼吸和心跳次数,实现2 m范围内的非接触式人体生命体征检测,心跳次数最大均值误差为9.14%,呼吸次数最大均值误差为4.7%。

摘要：本文考虑客户企业和管理安全服务提供商(MSSP)合作保护客户企业信息安全的问题。双方的安全努力不可验证性会导致努力程度低下,MSSP成本信息不对称会导致服务低效性。首先,以社会福利最优作为基准,本文分析了努力不可验证对双边退款契约设计的影响。然后,本文分析了MSSP私有成本信息导致服务低效的问题,提出了甄别MSSP私有成本信息的契约,最后通过算例分析验证了本文的重要结论。研究表明:信息安全合作外包中的双边退款契约会因安全服务的特性产生双重道德风险问题。客户企业采取措施来验证MSSP的努力水平以缓解双重道德风险问题有成本上界。当MSSP拥有私有成本信息时,甄别契约具有“高端不扭曲”和“低端向下扭曲”的特点。在私有成本信息下,无论MSSP是高成本类型还是低成本类型,由于信息缺乏,客户企业都会遭受损失。MSSP成本的市场分布相近或者服务合作重要程度越高,客户企业越需要采取措施来甄别MSSP的成本。本研究对信息安全管理领域客户企业外包的决策具有重要的参考意义。

摘要：当考虑船舶在全球范围不同航区的航线上分派调遣时,由于不同航区间距离较长,船舶在不同航区之间调遣航行的时间也较长,而以往采用的在同一航区的不同航线上配置船舶的优化方法不能计入这种影响。为解决这一问题,首先设计了以调遣成本最小为目标的航区间船舶调遣策略,然后以总成本最小为目标,建立大宗工业物资运输运力配置的两阶段混合整数非线性优化模型。针对这一复杂的模型,设计了两阶段求解方法。与直接以总成本最小为目标的模型及对应算法相比,两阶段求解方法能够更加准确快速地求得最优解,且问题规模越大,优化效果越明显。研究结果表明,该两阶段优化方法对航运企业跨航区运力配置决策的制定具有更符合实际的应用价值。

摘要：现有UHPC梁受弯承载力计算方法均基于承载力极限状态下的受力模型推导,并用试验验证所得,未考虑正常使用极限状态到承载力极限状态纤维桥接作用退化对极限承载力的影响。对于UHPC梁,若正常使用极限状态允许其带裂缝工作,裂缝在活载作用下会存在闭合和张开的问题;若裂缝宽度达到一定值,伴随裂缝的闭合与张开,跨过裂缝的纤维-基体会因界面黏结疲劳导致黏结性能退化,纤维黏结性能的退化进一步引起UHPC梁跨中截面一定高度上的纤维桥接作用失效,影响其受弯承载能力计算的准确性。为此,充分研究了应变硬化与软化UHPC材料的力学性能,分析了单调和循环加载下纤维与基体的黏结滑移关系,确定了正常使用极限状态下裂缝不扩展的宽度值,然后考虑应变硬化UHPC极限拉应变和钢筋屈服应变的关系,基于循环荷载下跨裂缝纤维-基体黏结性能退化规律,分别建立了受弯全过程纤维桥接合理量化的钢筋UHPC梁受弯承载力计算方法。通过现有文献中UHPC梁的试验结果验证发现,对于应变硬化和应变软化UHPC梁,所提出公式的计算结果与试验结果平均比值分别为0.9和1.0,这表明所提出的计算方法可对应变硬化与软化UHPC梁受弯承载力进行较为准确的预测。另外,研究发现,对于UHPC梁,若要充分利用UHPC中纤维的桥接贡献,其正常使用极限状态下裂缝的宽度不宜大于0.05 mm。

摘要：基于多源数据和智能技术的大数据技术为城市规划与建筑师提供了客观认知和重塑健康人居环境的方法和途径。当前,大数据技术在城市人居健康设计领域已形成了若干研究和实践探索,本文旨在厘清这些研究的内容体系、现状问题和潜在应用方向,帮助研究和设计者应对人居健康设计发展中现实问题。首先,结合健康中国规划纲要和战略,提出将人类从“疾病预防”到“健康促进”紧密联系的城市开放空间、医疗建筑、医养结合设施作为关键议题;在此基础上,进一步对大数据技术在人居健康设计中的交叉研究进展——包括“健康效益量化”“医疗设计效率”和“医养结合协同”三个方面——进行总结梳理,并分别论述了研究与设计环节出现的问题和未来应用发展的路径;最后提出未来依托大数据技术构建医养结合服务模式转型设计策略的构想。本文为数据驱动下的健康设计发展提供了参考。