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基于动态贝叶斯网络的双线公路隧道下穿古建筑风险评估
蒋春海;王振;郑钊;赵博;冯微;张明礼;城市隧道工程施工易扰动地层，对地表及邻近地下设施的稳定性构成潜在威胁。为科学评估与预测隧道开挖对邻近古建筑的影响，该研究以兰州白塔山双线隧道下穿古建筑群为工程背景，提出一种融合动态贝叶斯网络与有限元分析的风险评估方法。通过构建综合考虑隧道-土体-建筑结构动态相互作用的风险评估模型，动态预测了隧道施工全过程的风险演变，并评估了不同施工阶段古建筑的风险等级。研究结果表明：基于有限元模型获取的隧道变形数据对风险模型进行证据更新后，评估得出隧道开挖阶段上部古建筑的风险等级主要为Ⅱ级，主要风险因素为建筑物结构因素及隧道因素；通过对比有限元模拟结果与风险模型风险预测结果，得出左线隧道预测误差率为5.8%，右线隧道预测误差率为10%，验证了该模型的适用性。该研究方法实现了全隧道施工过程中上部建筑物风险动态变化预测，并提出相应施工防护对策，能为实际工程案例提供方法参考。
长大交通隧道火灾救援机器人路径规划设计与实验
胡青松;梁化雨;我国10 km以上的长大交通隧道众多，此类隧道发生火灾后，高温、低能见度等恶劣环境会严重威胁救援机器人的通行安全与救援效率。为此，文章提出一种基于改进蚁群-人工势场（improved ant colony optimization-improved artificial potential field, IACO-IAPF）的路径规划算法，实现了动态火灾场景下的高效路径规划。在全局路径规划中，引入融合温度与能见度的当量长度优化启发式函数，并设计基于环境变化指标的自适应信息素挥发因子更新策略，有效提升算法收敛速度与火灾场景适应性，避免陷入局部最优；在局部路径规划中，基于回退寻找方位策略并引入出逃力解决局部最小值问题，在目标点构建斥力递减的动态斥力场以解决目标不可达问题，同时建立动态虚拟火源斥力场以适配火势蔓延；最后，设计基于火灾模拟软件PyroSim的路径规划实验，开展多类型障碍物分布、多时段火源演变条件下的仿真实验。结果表明，相较于传统算法，IACO-IAPF规划的路径长度缩短8.2%～15.7%，运行时间减少11.3%～29.3%，路径安全性维持在0.90以上，且能实时响应火源动态演变，具有较强的实用性与场景适配性。
玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验和离散元模拟研究
吴堃;何万平;熊立威;马杰;陈宇;黄信;李长辉;齐麟;孙博伟;Erwin Oh;沥青混合料是道路工程及机场工程常用的路面材料，纤维能够显著提升其路用性能。然而，目前关于纤维沥青混合料的单轴压缩性能及纤维微观增强机理的研究较少。以玄武岩纤维沥青混合料为研究对象，开展不同玄武岩纤维掺量沥青混合料材料试验，研究玄武岩纤维掺量对沥青混合料相对密度、稳定度、流值和抗压强度等物理力学性能的影响规律。基于离散元模拟，研究单轴压缩工况下沥青混合料裂纹产生、发展以及破坏全过程。结果表明，当纤维掺量为0～0.5%时，随着纤维掺量的增加，沥青混合料毛体积相对密度、沥青饱和度逐渐减小，沥青混合料空隙率、最佳油石比和马歇尔稳定度不断增大，沥青混合料抗压强度先增大后减小。采用该文试验原料时，最优纤维掺量为0.3%，此时沥青混合料稳定度和抗压强度分别较无纤维时提高23.6%和43.3%。添加纤维后，沥青混合料的裂纹数量、裂缝宽度和边缘破碎现象明显减少；纤维掺量大于0.3%时，会出现纤维聚集现象，使集料间接触力链变小，导致纤维沥青混合料抗压强度降低。
基于混合周期的隧道监测数据预测研究
杨柳;李明慧;王果;闻毓民;刘恒;隧道作为国家的生命线，随着服役年限的增加及风荷载、地质、温湿度等外部环境条件的变化，会逐渐降低其耐久性和安全性，因此众多隧道安装了健康监测系统。根据多源监测序列存在的长期与短期模式，提出了一种面向混合周期的隧道监测数据预测模型BiLSTNet-MHA。在模型非线性部分，通过卷积层来捕获变量间的短期局部依赖关系，利用循环和循环跳跃层提取时间序列中的双向长期趋势，并引入多头注意力机制作为自注意力层；在模型线性部分，采用传统的AR模型；同时，模型采用SVD方法进行数据降维，并通过quantile loss损失函数进行训练。在国内某隧道的多源监测序列上对BiLSTNet-MHA进行验证。以围岩压力的预测为例，实验结果表明相较于已有的LSTNet模型，所提模型在MAE和RMSE上的相对降幅分别为43.15%和48.79%，可见BiLSTNet-MHA能够更全面地提取隧道监测数据的混合周期模式，并且提高模型对离群点的敏感度、降低计算复杂度。
考虑初支作用的隧道减震措施动力性能试验研究
齐兵;徐海斌;蒋晨晨;张光逵;韦洪;马至刚;以拉萨-林芝铁路杰德秀二号隧道为依托工程，在考虑初期支护条件下构建了“二衬-减震层-初期支护-围岩”体系，通过振动台模型试验研究了衬砌的动力响应特征与损伤演化过程。结果表明：增加减震结构虽不可改变衬砌的频谱形态，但能极大地削减频谱曲线峰值；随输入地震强度增加，反应谱由多峰转为单峰，卓越周期延长；常规段与减震段衬砌的动应变峰值曲线存在显著差异，且减震段的应变峰值增长速率明显小于常规段。基于塑性变形系数PDI(plastic deformation index)将损伤过程划分为弹性、弹塑性、塑性三阶段，减震层可减少塑性变形并提高衬砌韧性。考虑初期支护的减震措施极大地削弱了隧道的塑性变形程度，进而有效提高隧道的抗减震能力。研究成果可为地震高发区隧道衬砌的韧性消能技术提供参考。
基于模型试验的回填土地层中顶管间距对管幕施工力学特性的影响研究
郭正祥;罗淦铃;徐曾武;高华;罗志浩;杨永浩;回填土地层管幕法施工过程中，群管顶进的叠加扰动效应易导致顶管受力异常、地表沉降失控等风险。文章以成渝高速下穿通道工程为研究背景，采用物理模型试验的方法研究顶管间距对管周土压力、管节应变、顶推力及地表沉降变化的影响规律。研究结果表明，后续顶管顶进至监测断面附近时，顶管上方和下方土体竖向土压力和相邻管间土体水平向土压力小于第一根顶管顶进时的土压力，并且顶管上方和下方土体竖向土压力和相邻管间土体水平向土压力随着顶管间距的增加不断减小。顶管顶进结束后，顶管正上方的管节径向应变最大，并且管节径向应变随着顶管间距的增加不断减小。在相同顶进长度下，第二根顶管和第三根顶管顶进过程中的顶推力均比第一根顶管的顶推力大。并且顶推力随着顶管间距的增加不断减小。后续顶管顶进过程中，地表沉降区域朝施工顶管所在方向偏移，且地表沉降范围和沉降值不断增加。研究成果可为回填土地层中管幕法施工参数优化及安全控制提供理论依据。
巷道锚索支护全断面受力变形协同监测研究
陈登红;何道顺;张进京;庞宁;鲁德沛;针对综放工作面巷道在掘进期间围岩变形与锚索受力以点代面多、协同全断面监测少的现状，文章以淮北矿业集团袁店一井煤矿826综放工作面为工程依托，现场集成高精度激光测距仪、三维点云扫描与锚索应力传感器，对掘进过程中监测断面附近围岩应力重分布及巷道变形演化规律进行了分析，明确了综放工作面掘进巷道非对称矿压显现特征，并通过建立数值模型，模拟巷道掘进期间锚索受力变化与围岩受力变形情况，验证了巷道两帮受力与变形的空间分布形态及影响范围。研究结果表明：机巷掘进过程中围岩应力与变形整体呈现出“工作面侧高、实体煤侧低”的非对称分布特征；工作面侧肩部锚索轴力显著高于实体煤侧，顶底板垂直位移随掘进距离增加先快速增大后趋于稳定，且工作面侧围岩位移变化明显大于实体煤侧；三维点云扫描表明，机巷沿程可划分为显著影响段、明显影响段和基本不受影响段，两帮变形同样表现出非对称特征。该研究系统揭示了综放工作面掘进巷道非对称矿压显现规律，为类似地质条件下掘进巷道支护效果监测及方案优化设计提供了科学依据和借鉴。
双线盾构时序近接桥梁桩基施工的透明土模型试验研究
辛凯凯;郑相龙;程果;黄锋;李晓诚;杨永浩;针对双线盾构时序近接既有桥梁桩基施工时桩–土变形机理不清，以及传统模型试验研究方法难以实现土体内部变形的可视化观测的难题，本文融合透明土模型试验与粒子图像测速技术（PIV），研究了双线盾构时序掘进过程中隧道–桩基–土体之间的动态相互作用。结果表明：相较于单线隧道，双线盾构施工时地层沉降曲线呈现出“V-W”非对称的沉降变形演化规律；后行隧道施工所引起的土体横向变形相较于其竖向变形更为显著。此外，既有桥梁桩基及其周边土体的变形具有明显滞后于盾构掘进的特点，即盾构驶离桩基横断面后约0.5～1.0倍洞径时土体沉降与桩基倾斜均出现最大增量值。本文研究结果可为同类工程的施工风险控制与结构保护提供理论依据。
冰区船舶救生设备极寒环境模拟实验方法与验证评估
李鹏程;吴刚;徐阳光;黄维;付鹏;刘志兵;针对极地海域极端环境对船舶救生装备可靠性的评估手段不足的问题，文章依托远东防寒实验室，构建了一套冰区船舶救生设备极寒环境模拟实验与效能评估方法。该实验系统集成了气水双路循环结冰模拟装置与多源感知测控架构，最低温度可达-70 ℃，并实现14路热工参量同步采集。依托该实验平台，对救生艇、保温服及求生套装等关键装备开展了全流程的低温材料、功能验证及热力学表征实验。实验结果不仅精准捕获了非金属拉链冻结、包装脆化硬化等材料极寒失效模式，更定量揭示了保温服与救生艇内部显著的空间热力学分布差异。研究填补了大型极地救生装备综合防寒验证手段的空白，为冰区船舶装备的适极化研发、测试平台建设及安全标准制定提供了关键的技术支撑与实验依据。
化学镀改性17-4PH不锈钢粉末教学实验设计
邓永权;刘超强;崔国栋;陈大志;针对材料表面技术实验教学与工程应用脱节的问题，以校企合作项目为依托，设计了一项化学镀改性17-4PH不锈钢粉末的综合研究性实验。以17-4PH不锈钢粉末为研究对象，通过化学镀在其表面包覆Ni-P镀层，结合放电等离子烧结及后续固溶与时效处理制备与改性样品，综合运用微观形貌观察、物相分析、力学性能测试和电化学腐蚀测试等手段进行表征。结果表明，经1 000 ℃固溶1 h和480 ℃时效8 h处理后，综合性能最优，硬度347.7 HV，屈服强度725 MPa，腐蚀电流密度1.28×10-6 A/cm2，显著优于未改性17-4PH原材。该实验融合粉末冶金、表面改性与热处理技术，构建了完整的表面技术实验教学体系，有助于学生理解微观组织与性能的内在关联，培养解决复杂工程问题的能力。
表面张力驱动下聚合物圆环后屈曲形态演化与“局部趋圆”能量机制研究
纪佳馨;路玉凯;邓旭;王恬瑛;董琪伟;表面张力引起的结构屈曲在圆形截面构件中广泛存在，但后屈曲阶段复杂形态的形成机理尚缺乏统一解释。文章通过实验观测、机器学习分类、数值仿真与三维图形重建技术，系统研究了液体肥皂表面张力作用下聚合物圆环的后屈曲变形行为。实验发现，随着圆环半径的增加，聚合物圆环的结构形态依次经历圆形、椭圆、“8”字形及长接触线“8”字形的连续演化，并伴随显著的面外弯曲。支持向量机分类结果验证了初始屈曲条件与经典Timoshenko理论的预测一致；数值仿真成功复现了实验现象，三维重建模型进一步计算了系统总能量，发现变形后构型的总能量始终低于未变形状态，且随半径增加基本稳定在近似恒定的低能量水平。结果表明：初始屈曲完成了主要的能量释放，使系统进入能量低谷，后续复杂形态演化是系统在维持最低能量水平的前提下，通过局部趋近圆形截面的自适应策略来容纳不断增加的结构周长。研究为圆形截面构件后屈曲行为的实验研究提供了新的分析思路，对海洋工程、航空航天及生物医学等领域的抗屈曲设计具有参考价值。
基于Pathfinder的高校宿舍楼应急疏散仿真分析
李娜;赵小川;秦胜慧;为探究大学校园人员疏散过程中的关键影响因素，并为大学校园疏散管理提供科学依据和优化建议，文章用Pathfinder行人疏散仿真软件，针对典型高校宿舍楼场景进行多因素仿真分析，重点研究人员比例、人员载荷率、建筑设计等因素对疏散效率的影响。研究表明：当人员载荷率不超过60%时，宿舍楼道出口位置对疏散时间影响较小；随着载荷率的增加，楼道出口位置的影响逐渐显著。楼道出口位于楼梯对面时效率最高，位于建筑正中心时楼梯拥堵最低，而位于宿舍楼两侧时易引发拥堵。当人员载荷率＞60%时，为宿舍内每张床中间设置一组爬梯可达到最高疏散效率，而在两张床中间设置一组爬梯则效率最低。
FAST索驱动钢丝绳拉伸-弯曲复合疲劳试验装置研制
田振;任学冲;李庆伟;姚蕊;程远;杨梦梦;索驱动钢丝绳是500 m口径球面射电望远镜（FAST）馈源支撑系统的关键受力构件。为准确评估FAST索驱动钢丝绳的实际服役寿命，该文针对其实际使用工况，设计了一套基于全液压驱动的钢丝绳拉伸-弯曲复合疲劳试验装置，开展了该装置的计算校核，完成了空载与负载调试。结果表明，该装置运行平稳，可满足FAST索驱动钢丝绳拉伸-弯曲复合疲劳测试要求，还原FAST索驱动钢丝绳实际载荷工况。该装置投入使用后，不仅可通过试验测试获得FAST索驱动钢丝绳的失效机理与寿命演化规律，为FAST运行安全提供数据支撑，还可为国内钢丝绳测试评价提供设备支撑。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新
熊宏齐;该文从实验教学的概念及重要性出发,阐述了虚拟仿真实验教学的内涵。在此基础上,提出了虚拟仿真实验教学推动传统实验教学升级重构需要遵循的6个平衡原则,阐述了虚拟仿真实验教学推进理论教学整体优化创新的改革思路,并对其推动创新创业教育融入专业教育全程进行了简要分析。
BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用
吴昌东;江桦;陈永强;在简述BOPPPS模型内涵的基础上,探索BOPPPS教学模型对MOOC教学设计的指导作用,并基于BOPPPS模型进行了"串联反馈式稳压电路"的MOOC教学设计。这对提高MOOC教学设计质量,激发学生学习兴趣及学习动力,促进教师进行教学内容设计改革提供了参考与借鉴。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。