长沙理工大学学报（自然科学版）
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2024, 21(5):13-31.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231210003
摘要:
河湖疏浚淤泥产量巨大、成分复杂。经济高效的疏浚淤泥资源化利用技术对促进疏浚污泥资源化利用具有重要意义。目前，经济有效的资源化利用方法依然缺乏。本文结合前人的研究与工程试验，将淤泥资源化技术分为4类，并系统梳理了4类技术的主要进展及其应用现状。固化处理类尚缺乏具有普适性的固化剂配方及固化剂信息数据库，固化效果受到限制，并且缺乏实际应用参考价值；建材利用类的效率不高，限制了淤泥消纳量，需要探索新的优化技术；土地利用类消纳量大，但对辅助介质材料的要求较高，并且无法保证对重金属等污染物的稳定控制；堆肥处理类降低了对辅助介质的要求，但同样存在二次污染的安全问题，以及对时间和空间的占用问题。本文还进一步归纳了现有技术，从两个角度对疏浚淤泥资源化技术的发展进行了思考。从工程化的角度看，固化处理的化学手段与建材利用的物理方法能够有机结合，同时引入工程技术，可能是未来工程化利用淤泥的主要发展方向；从自然化的角度看，应该统一土地利用与堆肥处理两种类的物质转化机理，为有效资源利用和污染物控制策略的提出奠定基础。总体而言，未来研究需要在优化现有技术的淤泥消纳量和拓展新的资源化路线两个方向进行努力，以更高效和更经济地解决疏浚淤泥的去向问题。
河湖疏浚淤泥产量巨大、成分复杂。经济高效的疏浚淤泥资源化利用技术对促进疏浚污泥资源化利用具有重要意义。目前，经济有效的资源化利用方法依然缺乏。本文结合前人的研究与工程试验，将淤泥资源化技术分为4类，并系统梳理了4类技术的主要进展及其应用现状。固化处理类尚缺乏具有普适性的固化剂配方及固化剂信息数据库，固化效果受到限制，并且缺乏实际应用参考价值；建材利用类的效率不高，限制了淤泥消纳量，需要探索新的优化技术；土地利用类消纳量大，但对辅助介质材料的要求较高，并且无法保证对重金属等污染物的稳定控制；堆肥处理类降低了对辅助介质的要求，但同样存在二次污染的安全问题，以及对时间和空间的占用问题。本文还进一步归纳了现有技术，从两个角度对疏浚淤泥资源化技术的发展进行了思考。从工程化的角度看，固化处理的化学手段与建材利用的物理方法能够有机结合，同时引入工程技术，可能是未来工程化利用淤泥的主要发展方向；从自然化的角度看，应该统一土地利用与堆肥处理两种类的物质转化机理，为有效资源利用和污染物控制策略的提出奠定基础。总体而言，未来研究需要在优化现有技术的淤泥消纳量和拓展新的资源化路线两个方向进行努力，以更高效和更经济地解决疏浚淤泥的去向问题。
2021, 18(1):95-101.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.012
摘要:
针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响，本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先，建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型，并分析其嵌套情况；然后，为了减少嵌套层数，提出了一种高效的解耦策略，将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题；最后，使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题，并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明：该方法收敛迅速，能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的，对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响，本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先，建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型，并分析其嵌套情况；然后，为了减少嵌套层数，提出了一种高效的解耦策略，将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题；最后，使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题，并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明：该方法收敛迅速，能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的，对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
2021, 18(1):7-15.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.002
摘要:
现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性，在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别，因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架，结合情景分析理论，构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法，从多视角识别风险情景，应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序，筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析，结果显示：该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素，进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性，在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别，因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架，结合情景分析理论，构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法，从多视角识别风险情景，应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序，筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析，结果显示：该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素，进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
2022, 19(1):73-80.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.009
摘要:
【目的】利用“大数据”对城市居民出行量(OD)的预测方法进行改进，以期改善传统城市居民出行调查方法费时、费力且准确度不高的问题，同时也为城市公共交通规划与管理提供可靠的数据支持。【方法】结合手机信令数据、公交IC卡、公交 GPS以及地铁闸机数据的特点和优势，利用聚类分析等方法获取城市居 民公共交通出行的 OD 矩阵，并利用小波神经网络结合优化后的鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm-wavelet neural network，IWOA-WNN)对未来时段的出行OD矩阵进行预测。以长沙市为例，选取60 d晚高峰期间的原始数据，利用IWOA-WNN 进行预测,并结合时间序列方法进行分析。【结果】与优 化前的小波神经网络相比,IWOA-WNN 的预测结果更加贴近实际情况，精度达到了93.36%。【结论】本研究提出的数据处理及预测方法具有更高的准确度。
【目的】利用“大数据”对城市居民出行量(OD)的预测方法进行改进，以期改善传统城市居民出行调查方法费时、费力且准确度不高的问题，同时也为城市公共交通规划与管理提供可靠的数据支持。【方法】结合手机信令数据、公交IC卡、公交 GPS以及地铁闸机数据的特点和优势，利用聚类分析等方法获取城市居 民公共交通出行的 OD 矩阵，并利用小波神经网络结合优化后的鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm-wavelet neural network，IWOA-WNN)对未来时段的出行OD矩阵进行预测。以长沙市为例，选取60 d晚高峰期间的原始数据，利用IWOA-WNN 进行预测,并结合时间序列方法进行分析。【结果】与优 化前的小波神经网络相比,IWOA-WNN 的预测结果更加贴近实际情况，精度达到了93.36%。【结论】本研究提出的数据处理及预测方法具有更高的准确度。
2024, 21(1):59-87.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231225001
摘要:
路基是公路的主要承重结构。随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展，数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段。本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状，并主要从建筑信息模型（building information modeling，BIM）技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析。目前存在问题如下：BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段，缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法；智能压实技术理论研究薄弱，质量均匀性评价研究较少；现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响，人工干预较大；注浆加固技术没有统一的质量评价指标，大多还是凭借工程经验和理论分析来评价。因此，未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究，为路基工程智能化建养提供指引。
路基是公路的主要承重结构。随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展，数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段。本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状，并主要从建筑信息模型（building information modeling，BIM）技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析。目前存在问题如下：BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段，缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法；智能压实技术理论研究薄弱，质量均匀性评价研究较少；现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响，人工干预较大；注浆加固技术没有统一的质量评价指标，大多还是凭借工程经验和理论分析来评价。因此，未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究，为路基工程智能化建养提供指引。
2024, 21(4):1-27.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20240808002
摘要:
交通和能源是全球基础性、战略性产业，决定了人类社会的发展和更迭。随着我国“双碳”目标的推进，交通、能源等各个行业的低碳化、绿色化转型进程正稳步进行。交通和能源的融合发展，为交通行业的新型能源综合利用、能源行业技术更新提供了前所未有的机遇。目前，利用交通资产能源化、交通用能绿色化途径来有效减少交通领域碳排放已逐渐成为共识。本文综述了当前交通与能源融合发展的现状，介绍了交通领域清洁能源的开发、以储能构建交通行业源网荷储、新能源电动汽车开发和交通出行配套设施建设情况，以及交通设备电气化、能源化进展。同时，结合涉及交通系统能源化开发的电池技术，介绍了当前热门的动力锂离子电池技术和液流电池储能技术，重点介绍了废旧沥青等交通固废材料作为电池改性材料被回收再利用的相关技术。本文总结了技术创新在交通能源融合发展中的重要性，提出要加快科技研发，推动产业链发展，全力突破核心技术关键瓶颈，助力交通能源融合发展。
交通和能源是全球基础性、战略性产业，决定了人类社会的发展和更迭。随着我国“双碳”目标的推进，交通、能源等各个行业的低碳化、绿色化转型进程正稳步进行。交通和能源的融合发展，为交通行业的新型能源综合利用、能源行业技术更新提供了前所未有的机遇。目前，利用交通资产能源化、交通用能绿色化途径来有效减少交通领域碳排放已逐渐成为共识。本文综述了当前交通与能源融合发展的现状，介绍了交通领域清洁能源的开发、以储能构建交通行业源网荷储、新能源电动汽车开发和交通出行配套设施建设情况，以及交通设备电气化、能源化进展。同时，结合涉及交通系统能源化开发的电池技术，介绍了当前热门的动力锂离子电池技术和液流电池储能技术，重点介绍了废旧沥青等交通固废材料作为电池改性材料被回收再利用的相关技术。本文总结了技术创新在交通能源融合发展中的重要性，提出要加快科技研发，推动产业链发展，全力突破核心技术关键瓶颈，助力交通能源融合发展。
2021, 18(1):24-32.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.004
摘要:
为探讨萍钢钢渣在沥青路面中的应用，在对钢渣物理力学性能和化学成分进行检验和分析后，设计了用钢渣替代部分石灰岩的沥青混合料AC-13，并对其进行了路用性能的试验研究。首先以沥青混合料体积参数为优化目标进行正交试验。优选的最佳组合为：沥青混合料的高温稳定性及水稳定性均得到了不同幅度的提升。当钢渣掺量为75%时，沥青混合料动稳定度提高了43%，残留稳定度提高了3.1%，残留强度比提高了3.7%。当钢渣掺量为50%时，沥青混合料疲劳寿命延长了10.1%。最后以综合路用性能最佳为优化目标，确定了设计掺钢渣沥青混合料AC-13的钢渣掺量为50%~75%，级配曲线为级配2。
为探讨萍钢钢渣在沥青路面中的应用，在对钢渣物理力学性能和化学成分进行检验和分析后，设计了用钢渣替代部分石灰岩的沥青混合料AC-13，并对其进行了路用性能的试验研究。首先以沥青混合料体积参数为优化目标进行正交试验。优选的最佳组合为：沥青混合料的高温稳定性及水稳定性均得到了不同幅度的提升。当钢渣掺量为75%时，沥青混合料动稳定度提高了43%，残留稳定度提高了3.1%，残留强度比提高了3.7%。当钢渣掺量为50%时，沥青混合料疲劳寿命延长了10.1%。最后以综合路用性能最佳为优化目标，确定了设计掺钢渣沥青混合料AC-13的钢渣掺量为50%~75%，级配曲线为级配2。
2021, 18(1):87-94.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.011
摘要:
针对桩基模型参数存在不确定性的问题，提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素，综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响，利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明：利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
针对桩基模型参数存在不确定性的问题，提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素，综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响，利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明：利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
2023, 20(5):1-24.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231008002
摘要:
地聚物是近年来发展起来的一种新型无机胶凝材料，其不仅实现了工业固废的资源再利用，还减少了能源消耗及温室气体排放，被认为是有潜力替代普通硅酸盐水泥的一种绿色胶凝材料。针对地聚物混凝土的耐久性问题，从耐化学侵蚀性（耐盐和耐酸）、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗冻性4个方面对比总结了地聚物混凝土和硅酸盐水泥混凝土的耐久性能。研究发现，与硅酸盐水泥混凝土相比，地聚物混凝土有着更优异的耐化学侵蚀性、抗氯离子渗透性以及抗冻性，但有着稍低的抗碳化性能。然而，因地聚物原材料的多样性，各体系地聚物混凝土的微观结构、力学特性及劣化机理有所差异，致使其耐久性也存在较大区别。在环境的侵蚀下，地聚物混凝土的劣化机理主要归因于水化产物的溶解、膨胀性产物的形成、裂缝的产生以及孔隙率的增加。
地聚物是近年来发展起来的一种新型无机胶凝材料，其不仅实现了工业固废的资源再利用，还减少了能源消耗及温室气体排放，被认为是有潜力替代普通硅酸盐水泥的一种绿色胶凝材料。针对地聚物混凝土的耐久性问题，从耐化学侵蚀性（耐盐和耐酸）、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗冻性4个方面对比总结了地聚物混凝土和硅酸盐水泥混凝土的耐久性能。研究发现，与硅酸盐水泥混凝土相比，地聚物混凝土有着更优异的耐化学侵蚀性、抗氯离子渗透性以及抗冻性，但有着稍低的抗碳化性能。然而，因地聚物原材料的多样性，各体系地聚物混凝土的微观结构、力学特性及劣化机理有所差异，致使其耐久性也存在较大区别。在环境的侵蚀下，地聚物混凝土的劣化机理主要归因于水化产物的溶解、膨胀性产物的形成、裂缝的产生以及孔隙率的增加。
2024, 21(4):44-67.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231225002
摘要:
随着氢能技术的快速发展，金属设备在氢环境下的运用越发广泛。然而，氢脆效应可显著削弱金属材料的疲劳性能，为相关设备的安全性埋下了隐患。因此，精准预测氢环境下金属材料的疲劳寿命具有重要意义。本文系统分析了氢环境下金属材料的疲劳裂纹扩展行为，总结了氢脆效应下各参数对疲劳裂纹扩展速率的影响。同时，调研并分析了氢环境下金属材料疲劳性能的研究及寿命预测方法的应用。氢环境下金属材料的疲劳裂纹扩展速率测算结果可作为输入进行计算材料的疲劳寿命，但研究发现疲劳裂纹扩展速率受多种参数的综合影响。尽管断裂力学的方法是疲劳裂纹扩展阶段常用的方法，也是氢环境下疲劳寿命预测的常用理论，但其求解效率尚有待提高。机器学习凭借其高效准确的预测性能，被广泛应用于各类疲劳问题的寿命预测中，但其在氢环境下金属材料的疲劳寿命预测领域尚少见。若能采用相关数据增强的方法扩充氢环境下的疲劳寿命数据，进而采用机器学习的方法进行寿命预测，将有望显著提升氢环境下金属材料疲劳寿命预测的效率。
随着氢能技术的快速发展，金属设备在氢环境下的运用越发广泛。然而，氢脆效应可显著削弱金属材料的疲劳性能，为相关设备的安全性埋下了隐患。因此，精准预测氢环境下金属材料的疲劳寿命具有重要意义。本文系统分析了氢环境下金属材料的疲劳裂纹扩展行为，总结了氢脆效应下各参数对疲劳裂纹扩展速率的影响。同时，调研并分析了氢环境下金属材料疲劳性能的研究及寿命预测方法的应用。氢环境下金属材料的疲劳裂纹扩展速率测算结果可作为输入进行计算材料的疲劳寿命，但研究发现疲劳裂纹扩展速率受多种参数的综合影响。尽管断裂力学的方法是疲劳裂纹扩展阶段常用的方法，也是氢环境下疲劳寿命预测的常用理论，但其求解效率尚有待提高。机器学习凭借其高效准确的预测性能，被广泛应用于各类疲劳问题的寿命预测中，但其在氢环境下金属材料的疲劳寿命预测领域尚少见。若能采用相关数据增强的方法扩充氢环境下的疲劳寿命数据，进而采用机器学习的方法进行寿命预测，将有望显著提升氢环境下金属材料疲劳寿命预测的效率。
2021, 18(1):1-6.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.001
摘要:
为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响，利用ABAQUS有限元软件，建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型，分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明：传感器埋入沥青混合料梁试件后，在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象，但应力集中系数较小，最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象，其应力集中系数最大值为26.83，远高于梁试件的应力集中系数。
为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响，利用ABAQUS有限元软件，建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型，分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明：传感器埋入沥青混合料梁试件后，在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象，但应力集中系数较小，最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象，其应力集中系数最大值为26.83，远高于梁试件的应力集中系数。
2025, 22(1):142-153.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20241007001
摘要:
【目的】为提升农村物流配送效率和服务水平，建立绿色可持续的农村物流配送模式，研究部分充电策略下有时间窗的电动车-无人机绿色配送路径优化问题。【方法】首先，以电动车和无人机的固定成本、行驶成本、充电成本和碳排放成本构成的总配送成本最小化为目标，构建路径优化数学模型。然后，针对问题特点设计了基于大邻域搜索算法和变邻域下降算法的混合算法并进行求解。最后，通过数值分析试验，验证了模型的合理性和算法的有效性。【结果】对不同配送模式的配送成本及其组成进行对比发现：在配送网络中纳入充电站节点能使总成本降低14.97%，引入无人机协同配送能使总成本降低35.25%，而同时引入充电站和无人机能实现42.03%的成本节省。对电动车和无人机电池容量进行敏感性分析发现：加大电动车电池容量能显著降低总配送成本，主要体现在途中充电绕行里程的减少上；随着无人机电池容量的增大，无人机服务客户数也会增加，从而提高了配送效率，降低了电动车行驶成本、充电成本以及碳排放成本。【结论】本研究成果能为农村电动车-无人机协同配送路径优化决策及低碳可持续性农村物流配送体系的构建提供理论参考。
【目的】为提升农村物流配送效率和服务水平，建立绿色可持续的农村物流配送模式，研究部分充电策略下有时间窗的电动车-无人机绿色配送路径优化问题。【方法】首先，以电动车和无人机的固定成本、行驶成本、充电成本和碳排放成本构成的总配送成本最小化为目标，构建路径优化数学模型。然后，针对问题特点设计了基于大邻域搜索算法和变邻域下降算法的混合算法并进行求解。最后，通过数值分析试验，验证了模型的合理性和算法的有效性。【结果】对不同配送模式的配送成本及其组成进行对比发现：在配送网络中纳入充电站节点能使总成本降低14.97%，引入无人机协同配送能使总成本降低35.25%，而同时引入充电站和无人机能实现42.03%的成本节省。对电动车和无人机电池容量进行敏感性分析发现：加大电动车电池容量能显著降低总配送成本，主要体现在途中充电绕行里程的减少上；随着无人机电池容量的增大，无人机服务客户数也会增加，从而提高了配送效率，降低了电动车行驶成本、充电成本以及碳排放成本。【结论】本研究成果能为农村电动车-无人机协同配送路径优化决策及低碳可持续性农村物流配送体系的构建提供理论参考。
2021, 18(4):108-117.
DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.04.013
摘要:
为研究微观组织对镁合金力学性能及各向异性的影响,通过拉伸试验、电子背散射衍射 (electron back scatter eddiffraction,EBSD)技术研究挤压态AZ80,AZ31镁合金。结果表明:经过热挤压 后,铸态AZ80,AZ31镁合金呈现的主要织构组分分别为{0001}<10-10>、{0001}<10-10>和{11-20}<0001>。 由于织构不同和孪晶的作用,室温下这两种镁合金在拉伸荷载作用下呈现出不同的力学性能及各向异性的特征。且由于β相含量的差异,与AZ31镁合金相比,AZ80镁合金呈现出更高的强度和更小的延伸率。
为研究微观组织对镁合金力学性能及各向异性的影响,通过拉伸试验、电子背散射衍射 (electron back scatter eddiffraction,EBSD)技术研究挤压态AZ80,AZ31镁合金。结果表明:经过热挤压 后,铸态AZ80,AZ31镁合金呈现的主要织构组分分别为{0001}<10-10>、{0001}<10-10>和{11-20}<0001>。 由于织构不同和孪晶的作用,室温下这两种镁合金在拉伸荷载作用下呈现出不同的力学性能及各向异性的特征。且由于β相含量的差异,与AZ31镁合金相比,AZ80镁合金呈现出更高的强度和更小的延伸率。
2024, 21(1):133-140.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220525001
摘要:
【目的】激光雷达与相机这两类传感器检测数据格式不统一、分辨率不同，且数据级和特征级的融合计算复杂度高，故提出一种决策级的目标融合检测方法。【方法】对激光雷达与相机的安装位置进行联合标定，实现这两类传感器检测结果的坐标系转换；利用匈牙利算法将激光雷达点云检测目标框和相机图像检测目标框进行匹配，设定目标框重合面积阈值，检测获得目标物的位置、类型等。【结果】实车测试结果表明，根据检测目标检测框长宽比选取不同交并比阈值的方法使得车辆和行人的目标识别准确率分别提升了3.3%和5.3%。利用公开数据集KITTI对所提融合方法进行验证，结果表明，在3种不同难度等级场景下，所提融合方法的检测精度分别达到了75.42%、69.71%、63.71%，与现有常用的融合方法相比，检测精度均有所提升。【结论】这两类传感器的检测目标框重合面积阈值对决策级融合检测结果影响较大，根据检测目标检测框长宽比选取不同阈值可有效提升车辆和行人的目标识别准确率。决策级融合方法能准确匹配雷达和相机的检测目标，有效提升目标检测精度。
【目的】激光雷达与相机这两类传感器检测数据格式不统一、分辨率不同，且数据级和特征级的融合计算复杂度高，故提出一种决策级的目标融合检测方法。【方法】对激光雷达与相机的安装位置进行联合标定，实现这两类传感器检测结果的坐标系转换；利用匈牙利算法将激光雷达点云检测目标框和相机图像检测目标框进行匹配，设定目标框重合面积阈值，检测获得目标物的位置、类型等。【结果】实车测试结果表明，根据检测目标检测框长宽比选取不同交并比阈值的方法使得车辆和行人的目标识别准确率分别提升了3.3%和5.3%。利用公开数据集KITTI对所提融合方法进行验证，结果表明，在3种不同难度等级场景下，所提融合方法的检测精度分别达到了75.42%、69.71%、63.71%，与现有常用的融合方法相比，检测精度均有所提升。【结论】这两类传感器的检测目标框重合面积阈值对决策级融合检测结果影响较大，根据检测目标检测框长宽比选取不同阈值可有效提升车辆和行人的目标识别准确率。决策级融合方法能准确匹配雷达和相机的检测目标，有效提升目标检测精度。
2023, 20(4):76-88.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230110002
摘要:
洞庭湖是长江中游重要的调蓄湖泊，其复杂的地下水系统与突出的地下水环境问题持续受到关注。本文从洞庭湖盆地第四纪构造演化、洞庭湖盆地地下水系统结构及洞庭湖区水循环特征、地下水环境及影响因素等3个方面归纳、总结和讨论了相关研究成果，并在此基础上对洞庭湖地下水系统与环境的研究前景进行了展望。洞庭湖盆地第四纪构造活动强烈，在此过程中沉积了平均厚度达150 m的第四纪沉积物，塑造了湖区地下水系统的构造与地层格局。区内地下水系统受盆地整体地形、基底构造格局、含水层分布、地表河湖系统等多因素控制，水循环过程非常复杂。受原生地球化学环境、人类活动等的影响，洞庭湖平原大部分区域地下水存在铁、锰、氨氮、硝酸盐等水质因子超标的问题，其中铁、锰与氨氮的含量还呈现出明显的自平原外围向湖盆腹地逐渐增大的空间分布规律。综合已有研究成果及洞庭湖平原在水资源配置、湿地保护、生态环境治理等方面的需求，认为未来洞庭湖地下水系统与环境的研究重点是：1） 洞庭湖平原垂向交互带水分交换过程及生物地球化学演替规律；2） 复杂河湖系统下洞庭湖地下水系统的尺度分异及地表水-地下水的交互作用；3） 洞庭湖平原多要素耦合作用下湖区平原水环境演化机制。
洞庭湖是长江中游重要的调蓄湖泊，其复杂的地下水系统与突出的地下水环境问题持续受到关注。本文从洞庭湖盆地第四纪构造演化、洞庭湖盆地地下水系统结构及洞庭湖区水循环特征、地下水环境及影响因素等3个方面归纳、总结和讨论了相关研究成果，并在此基础上对洞庭湖地下水系统与环境的研究前景进行了展望。洞庭湖盆地第四纪构造活动强烈，在此过程中沉积了平均厚度达150 m的第四纪沉积物，塑造了湖区地下水系统的构造与地层格局。区内地下水系统受盆地整体地形、基底构造格局、含水层分布、地表河湖系统等多因素控制，水循环过程非常复杂。受原生地球化学环境、人类活动等的影响，洞庭湖平原大部分区域地下水存在铁、锰、氨氮、硝酸盐等水质因子超标的问题，其中铁、锰与氨氮的含量还呈现出明显的自平原外围向湖盆腹地逐渐增大的空间分布规律。综合已有研究成果及洞庭湖平原在水资源配置、湿地保护、生态环境治理等方面的需求，认为未来洞庭湖地下水系统与环境的研究重点是：1） 洞庭湖平原垂向交互带水分交换过程及生物地球化学演替规律；2） 复杂河湖系统下洞庭湖地下水系统的尺度分异及地表水-地下水的交互作用；3） 洞庭湖平原多要素耦合作用下湖区平原水环境演化机制。
2023, 20(5):25-40.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230410001
摘要:
【目的】利用固废设计胶凝材料替代水泥，能够减少能源和资源消耗与环境污染，并实现固废资源化利用。基于碱激发胶凝材料的反应机理及其原材料组分的作用机制，提出一种全固废碱激发胶凝材料设计方法。【方法】设计了组分为电石渣（CCR）、高炉矿渣（GGBS）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）的CGF+P系列胶凝材料，并利用净浆宏微观试验验证该设计方法。【结果】碱激发剂和高反应活性火山灰质材料对凝结时间影响显著，其含量越高，初凝时间和终凝时间越短；强度受碱激发剂与火山灰质材料的相对含量支配，高反应活性火山灰质材料含量越高早期强度越高，反之亦然。【结论】本文提出的全固废碱激发胶凝材料设计方法包括组分分类方法、组分筛选方法和组分配比设计方法，具有一定的实用价值。
【目的】利用固废设计胶凝材料替代水泥，能够减少能源和资源消耗与环境污染，并实现固废资源化利用。基于碱激发胶凝材料的反应机理及其原材料组分的作用机制，提出一种全固废碱激发胶凝材料设计方法。【方法】设计了组分为电石渣（CCR）、高炉矿渣（GGBS）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）的CGF+P系列胶凝材料，并利用净浆宏微观试验验证该设计方法。【结果】碱激发剂和高反应活性火山灰质材料对凝结时间影响显著，其含量越高，初凝时间和终凝时间越短；强度受碱激发剂与火山灰质材料的相对含量支配，高反应活性火山灰质材料含量越高早期强度越高，反之亦然。【结论】本文提出的全固废碱激发胶凝材料设计方法包括组分分类方法、组分筛选方法和组分配比设计方法，具有一定的实用价值。
2019(2):15-21.
摘要:
针对基于微切面的点云边界提取方法在 LiDAR点云边界提取中效率低,难以保证边界提取的精细度和完整性问题,提出了一种可调节滚动圆半径的a-shapes平面点云边界提取算法。该算法首先将点云数据栅格化,排除非边界点,并通过计算 P点的 K 个邻近点平均距离和增设调节因子,设置滚动圆半径a,最后采用a-shapes算法提取点云边界。对近邻 K 值、点云形状和点云密度等分析,证明近邻 K 值与调节因子ω 之间具有函数关系,及调节因子与点云密度和点云形状无关的结论。结果证明:该算法在准确提取点云边界情况下,能够快速提取完整点云边界,提高后续点云重建速度与效率,该算法具有良好的稳健性。
针对基于微切面的点云边界提取方法在 LiDAR点云边界提取中效率低,难以保证边界提取的精细度和完整性问题,提出了一种可调节滚动圆半径的a-shapes平面点云边界提取算法。该算法首先将点云数据栅格化,排除非边界点,并通过计算 P点的 K 个邻近点平均距离和增设调节因子,设置滚动圆半径a,最后采用a-shapes算法提取点云边界。对近邻 K 值、点云形状和点云密度等分析,证明近邻 K 值与调节因子ω 之间具有函数关系,及调节因子与点云密度和点云形状无关的结论。结果证明:该算法在准确提取点云边界情况下,能够快速提取完整点云边界,提高后续点云重建速度与效率,该算法具有良好的稳健性。
2023, 20(2):35-44.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230115001
摘要:
【目的】探讨自动驾驶汽车的安全性。【方法】首先，通过分析国内外自动驾驶汽车安全研究的现状，并对其进行梳理和总结；然后，归纳自动驾驶无法避免碰撞的原因以及分析错综复杂的车内外环境，对自动驾驶汽车碰撞安全问题的应对策略进行讨论；最后，就自动驾驶汽车碰撞安全技术的提升做出展望。【结果】就目前而言，智能化技术仍然存在许多不成熟的地方，尤其是自动驾驶汽车的安全方面依旧有许多领域需要更多的研究与试验，比如自动驾驶的障碍物识别、路径规划、控制策略以及自动驾驶汽车的内部空间布局等。【结论】自动驾驶技术在汽车上的使用让人们拥有了更安全、更舒适的乘坐体验，研究人员应当牢牢围绕“以人为本”这个理念，关注人的需求，保护人的安全，并围绕该理念设计与发展智能化技术。
【目的】探讨自动驾驶汽车的安全性。【方法】首先，通过分析国内外自动驾驶汽车安全研究的现状，并对其进行梳理和总结；然后，归纳自动驾驶无法避免碰撞的原因以及分析错综复杂的车内外环境，对自动驾驶汽车碰撞安全问题的应对策略进行讨论；最后，就自动驾驶汽车碰撞安全技术的提升做出展望。【结果】就目前而言，智能化技术仍然存在许多不成熟的地方，尤其是自动驾驶汽车的安全方面依旧有许多领域需要更多的研究与试验，比如自动驾驶的障碍物识别、路径规划、控制策略以及自动驾驶汽车的内部空间布局等。【结论】自动驾驶技术在汽车上的使用让人们拥有了更安全、更舒适的乘坐体验，研究人员应当牢牢围绕“以人为本”这个理念，关注人的需求，保护人的安全，并围绕该理念设计与发展智能化技术。
2023, 20(1):1-15.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672?9331.20220812001
摘要:
级配碎石在道路工程中应用广泛，为全面了解路用级配碎石的力学特性，基于国内外研究开展级配碎石力学性能研究综述。首先，介绍了路用级配碎石变形性能研究现状，包括剪切变形、动态回弹模量、永久变形；其次，从试验测试方法、演变规律表征两个方面对级配碎石各向异性行为进行了总结分析；最后，对级配碎石力学行为的重要影响因素进行归纳，从集料物理性质、粒料结构特征和外部应力状态三个方面进行了综述。分析表明：碎石材料的力学性能与颗粒性质、结构特征和应力状态密切相关，并具有显著的各向异性特征。未来可从级配碎石回弹模量计算方法、性能各向异性参数计算方法、动应力响应分析等方面开展进一步研究。
级配碎石在道路工程中应用广泛，为全面了解路用级配碎石的力学特性，基于国内外研究开展级配碎石力学性能研究综述。首先，介绍了路用级配碎石变形性能研究现状，包括剪切变形、动态回弹模量、永久变形；其次，从试验测试方法、演变规律表征两个方面对级配碎石各向异性行为进行了总结分析；最后，对级配碎石力学行为的重要影响因素进行归纳，从集料物理性质、粒料结构特征和外部应力状态三个方面进行了综述。分析表明：碎石材料的力学性能与颗粒性质、结构特征和应力状态密切相关，并具有显著的各向异性特征。未来可从级配碎石回弹模量计算方法、性能各向异性参数计算方法、动应力响应分析等方面开展进一步研究。
2024, 21(5):123-135.
DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220920002
摘要:
【目的】研究锚固于混凝土中的化学螺栓抗拔承载力及其对应理论计算方法。【方法】基于四线性黏结-滑移本构模型，考虑化学螺栓与混凝土界面的残余摩擦强度，对螺栓与混凝土间的黏结受力过程进行分析，推导了化学螺栓在受拉状态下的荷载-位移曲线的解析方程，同时设计并进行了化学螺栓的直接拉拔试验，用以检验理论方法的可靠性。【结果】随着化学螺栓锚固深度增加，锚固体破坏模式逐渐从复杂破坏（混合破坏）转变为螺栓被拉断的单一破坏。与当前常用的三线性黏结-滑移模型计算结果和试验值的标准误差相比，基于四线性黏结-滑移模型计算结果与试验值的标准误差更小，说明本文的理论公式可以更准确地反映在拉拔荷载作用下的螺栓荷载-位移的变化趋势。【结论】研究结论可为采用化学螺栓锚固的构件拉拔受力分析提供对应的理论参考。
【目的】研究锚固于混凝土中的化学螺栓抗拔承载力及其对应理论计算方法。【方法】基于四线性黏结-滑移本构模型，考虑化学螺栓与混凝土界面的残余摩擦强度，对螺栓与混凝土间的黏结受力过程进行分析，推导了化学螺栓在受拉状态下的荷载-位移曲线的解析方程，同时设计并进行了化学螺栓的直接拉拔试验，用以检验理论方法的可靠性。【结果】随着化学螺栓锚固深度增加，锚固体破坏模式逐渐从复杂破坏（混合破坏）转变为螺栓被拉断的单一破坏。与当前常用的三线性黏结-滑移模型计算结果和试验值的标准误差相比，基于四线性黏结-滑移模型计算结果与试验值的标准误差更小，说明本文的理论公式可以更准确地反映在拉拔荷载作用下的螺栓荷载-位移的变化趋势。【结论】研究结论可为采用化学螺栓锚固的构件拉拔受力分析提供对应的理论参考。
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