国家、省级自然科学基金 专栏

  • 不同粒径玄武岩矿粉对泡沫混凝土性能影响

    王新泉;王耀;胡海波;李枭;

    为推动泡沫混凝土的绿色低碳化发展,探讨利用玄武岩矿粉作为矿物掺合料的可行性。系统研究了三种粒径(0~45μm, 45~75μm, 75~150μm)与5种掺量(5%~20%)的玄武岩矿粉对A06级泡沫混凝土宏观性能的影响规律及内在机理。结果表明:玄武岩矿粉的掺入能显著改善新拌浆体的流动度,流动度随掺量与粒径的增大而提高。在力学性能方面,细粒径(0~45μm)矿粉在10%~15%掺量下表现出最优性能,其28 d抗压强度最高可达3.16 MPa,优于基准组;中、大粒径矿粉则对早期强度贡献有限。在耐久性方面,适量细粒径矿粉能有效降低干燥收缩,大粒径、高掺量则会加剧收缩。微观机理分析表明,细粒径玄武岩矿粉的火山灰效应与微集料填充效应是优化孔结构、提升宏观性能的关键。研究为玄武岩矿粉在泡沫混凝土中的高效应用提供了理论与实验依据。

    2026年02期 v.44;No.213 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K]
  • 基于有限差分法的咬合桩建模方法及应用研究

    潘金龙;韩少阳;嵇晓雷;郝洁;

    当前咬合桩的研究大多依托试验,数值模拟建模较为复杂。本文依托某实际工程,采用有限差分法对咬合桩进行精细化建模,利用三维建模软件建立面网格,并采用内置插件Griddle建立体网格,导入FLAC3D软件,研究咬合桩的变形及土体位移,模拟不同刚度支护桩之间的受力特性,并对比相同桩体材料和不同桩体材料咬合效果,对结构单元和网格单元建模进行比较,对比分析传统灌注桩和咬合桩的区别。研究表明,采用相同材料与不同材料咬合的位移相差不大,咬合桩能够协调不同刚度桩体之间的位移,在控制位移的前提下起到止水帷幕的作用,节约造价。采用结构单元无法模拟出咬合的相互作用,支护桩间位移差异较大。

    2026年02期 v.44;No.213 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 3018K]
  • 显著性引导的跨域小样本分类研究

    李静;王慧玲;王梦婷;杨颖;赵佳;

    为解决跨域小样本图像分类任务中因背景干扰和域偏移导致的模型泛化性能下降问题,提出了一种显著性引导增强的双分支原型网络方法。首先利用视觉显著性检测生成前景掩码,与原始图像融合以实现显式语义增强;随后构建全局与局部特征协同的双分支结构,引入多尺度裁剪与跨尺度知识蒸馏机制,在保持语义一致性的同时强化细粒度特征建模能力。在四个跨域基准数据集的实验结果表明,在1-shot和5-shot设置下的分类准确率均优于主流基线模型,得出显著性引导机制能够有效提升模型对判别性区域的关注度和跨域适应能力,为小样本图像分类任务提供了一种可行的改进思路。

    2026年02期 v.44;No.213 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
  • 软土地基基坑剪切带发展规律与模型适用性分析

    许季圆;王灿;郑许冬;邹国泉;

    为研究软土地基中基坑开挖失稳过程中剪切带的形成与发展规律,本文结合离心模型试验与数值模拟方法,对基坑失稳破坏特征及不同本构模型的适用性进行了系统分析。通过离心模型试验再现基坑在分级开挖及超挖工况下的变形演化过程,结果表明,基坑失稳呈典型的踢脚式破坏特征,剪切带由坑底向外呈弧形扩展并贯穿至地表。数值模拟采用摩尔库伦模型(MC)、修正剑桥模型(MCC)、硬化土模型(HS)和小应变硬化土模型(HSS)四种典型本构模型进行对比分析。结果显示,HSS模型通过引入小应变刚度变化特性,能够更准确地刻画剪切带的产生、扩展及贯通过程,其计算结果与离心试验观测结果高度一致。研究表明,HSS模型在模拟软土地基中基坑剪切带演化方面表现出更高的精度与可靠性,可为深基坑失稳机理研究及数值计算模型的合理选取提供科学依据。

    2026年02期 v.44;No.213 13-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
  • 面向冲击载荷的矩形蜂窝梁层级梯度策略设计

    邵壮;卢鑫书;刘庆豪;王胤;段朝帅;

    针对矩形蜂窝梁在冲击载荷下存在应力集中引发性能下降、变形不协调的问题,本文提出一种适用于矩形蜂窝梁的梯度策略,并设计出具有不同单胞混合模式的层级矩形蜂窝梁。通过动态三点弯曲试验,系统评估了不同混合模式对结构能量吸收性能及变形模式的影响,结果表明:梯度矩形蜂窝梁的综合性能显著优于均匀层级矩形蜂窝梁。随后,建立融合Johnson-Cook本构关系与损伤演化规律的矩形蜂窝梁数值模型,成功重现了其在冲击载荷下的整体变形模式及力—位移响应。本研究为通过合理梯度设计提升矩形蜂窝梁力学性能提供了理论与试验依据。

    2026年02期 v.44;No.213 17-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1859K]

电气工程与信息技术

  • 面向鞋底拉毛的双臂协同轨迹规划与控制方法研究

    李保坤;张凯凯;

    为解决鞋底拉毛工艺中存在的质量不稳定、柔性不足和依赖夹具等问题,设计了一套双臂协同拉毛系统。系统采用主从控制策略:主臂执行笛卡尔轨迹规划并通过四元数插值实现轨迹平滑密化,从臂依据主臂姿态实时求解末端位姿并进行逆运动学计算,必要时切换至基于OMPL的全局规划器。引入末端姿态约束机制确保夹持过程中位姿精度,并结合轨迹去重与迭代抛物线时间参数化方法优化轨迹连续性与双臂同步性。实验结果表明,该系统显著提升了鞋底拉毛的稳定性与可重复性,为双臂协同技术在工业柔性制造中的应用提供了有效方案。

    2026年02期 v.44;No.213 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]
  • 融合局部实例图的分层次模型修复

    李文凯;王丽丽;

    传统的模型修复方法主要基于事件日志与模型之间的对齐操作,对局部活动偏差进行修补,虽能显著提升适应性,但往往导致模型结构泛化、精度降低,缺乏对高层次异常行为的建模能力。为解决这一问题,提出一种融合传统修复方法与基于频繁异常局部实例图的混合修复框架。首先利用传统对齐方式修复活动层级的低层次异常,保证模型对行为日志的基本覆盖能力;随后通过构建实例图并挖掘高频异常子结构,识别出在实际执行中频繁出现的结构性偏差行为,并以局部子网的方式嵌入模型,实现对结构异常的针对性修复。在模拟数据集与真实日志基础上开展对比实验,结果表明,所提方法在保证高适应度的同时,有效提升了修复模型的精确度与结构可解释性,避免了传统方法带来的过度修复问题,且支持更灵活的局部控制与用户干预。为流程模型修复提供了一种结构感知与行为驱动相结合的新路径,具有良好的通用性与拓展性,适用于复杂业务环境下的模型维护与优化任务。

    2026年02期 v.44;No.213 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K]
  • 面向无人机小目标识别的YOLOv11算法研究

    王宇;魏利胜;张平改;胡保玲;

    针对在无人机航拍图像的目标检测工作中,存在检测对象尺寸小且分布较为集中、目标所处背景复杂以及目标被遮挡等问题。提出一种改进YOLOv11的无人机小目标检测算法。首先,采用融合AdditiveBlock的C3K2-AdditiveBlock模块,以增强模型主干的特征提取能力;其次,通过引入双层路由注意力机制,以实现更灵活的计算分配和内容感知,使其具备动态的查询感知稀疏性,以增强小目标的检测能力;最后,设计一种多尺度特征融合动态采样网络ASF-Dysample,提升模型整合多尺度特征信息的能力,避免传统下采样方法可能带来的信息损失。实验结果表明,在VisDrone2019公共数据集上的检测任务中,相较于YOLOv11n,算法的精确率提升了3.8%,平均精度mAP@0.5提高了2.7%。这些改进显著增强了模型的检测精度、召回能力及整体性能,适用于无人机小目标的实时检测。

    2026年02期 v.44;No.213 29-32+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K]
  • 仓库物资无人机智能盘点系统研究与应用

    白彩波;方荣瑞;

    针对仓库物资盘点效率低、劳动强度大等问题,提出一种基于UWB(超宽带)与IMU(惯性测量单元)融合定位技术的无人机智能盘点系统。系统由定位基站、四旋翼无人机和无线地面站组成。通过高精度融合定位技术确保无人机按设定航线盘点,利用图像识别技术解析物资二维码信息,由单片机将物资编号与位置信息传输至地面站。地面站实时显示并存储盘点数据,支持查询与展示。实验表明,该系统可在有限空间内实现仓库立体货架物资的自主盘点,显著提升仓库管理效率,为智慧仓储运维提供有效解决方案。

    2026年02期 v.44;No.213 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K]
  • 融合交叉注意力的多模态眼疾辅助诊断模型

    段明达;黄萍;沈雅婷;郑磊;

    针对当前基于深度学习的眼底疾病诊断模型普遍存在的模态单一性与临床脱节问题,开展基于多模态融合的智能诊断研究,并提出一种新颖的基于交叉注意力的多模态融合模型。系统地构建了一个端到端的深度学习框架,该框架通过交叉注意力机制,将眼底图像与医学报告数据进行深度融合,实现了跨模态的交互建模,使模型能够依据患者临床背景动态聚焦图像中的关键病理区域。在第十六届服创大赛提供的眼底疾病数据集上的实验结果表明,模型在多种眼底疾病诊断任务上性能显著优于传统单模态方法,获得了92.01%的疾病诊断的准确率;相对于其他通用的多模态方法也取得了最高的准确率,验证了框架的有效性。

    2026年02期 v.44;No.213 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
  • PFEM-GAN驱动的CT图像超分辨率重建研究

    魏俊东;石宇龙;李美珊;

    为进一步提高GAN在CT图像超分辨率重建任务中的质量,本文提出一种PFEM-GAN模型。首先,生成器引入PFEM模块,通过通道、空间并行的特征增强机制捕捉图像高价值信息;其次,判别器改进Patch-GAN,结合残差连接融合多尺度特征,增强对图像细节的判别能力;最后,采用Pixel Loss, Content Loss, Adversarial Loss和Total Variation Loss结合,强化特征约束与结构一致性以指导网络训练。在LoDoPaB-CT数据集上的实验表明,所提方法在4倍放大因子下,PSNR、SSIM指标均优于对比方法,实现了对CT图像超分辨率重建质量的提升。

    2026年02期 v.44;No.213 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K]
  • CGA-YOLO:轻量化航拍小目标检测算法

    林贺;方贤进;

    针对航拍图像小目标尺寸小,易受复杂背景干扰导致检测精度低,参数量大在无人机设备上部署难等问题,提出轻量化航拍小目标检测算法CGA-YOLO。设计C3k2-ConvFormer增强小目标特征捕捉及表达。引入门控瓶颈卷积和注意力引导融合设计轻量特征融合网络GABiFPN,增强深浅层特征融合并减少了参数量。采用LAMP对模型剪枝,减少参数量实现模型轻量化。实验结果表明,CGA-YOLO相比YOLO11s, mAP_(50),mAP_(50:95)分别提升10.4%,7.3%,参数量降低64.2%,验证了CGA-YOLO显著提升小目标检测精度并显著降低参数量。

    2026年02期 v.44;No.213 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
  • 基于文字特征的碎纸片拼接复原

    李宁;章培军;邵文晨;王羽中;张梓龙;

    中文碎纸片拼接方法主要包括三个关键步骤:行间聚类、行内拼接和整体拼接。在行间聚类阶段,首先采用光学字符识别(OCR)技术提取文本信息,并标注每行文字的上下边界位置及行高,随后将这些特征归一化至[0,1]区间。基于归一化后的特征,构建相似度矩阵并应用谱聚类算法实现碎纸片的行间聚类。在行内拼接阶段,通过提取碎纸片灰度值矩阵的左右边缘特征,以皮尔逊相关系数作为相似性度量指标,结合贪心算法对每类碎纸片进行最优匹配,该阶段取得了98%的拼接准确率。最后,在整体拼接阶段,综合考量图像灰度特征和空白行高度等几何特征,实现文档的完整拼接与复原。

    2026年02期 v.44;No.213 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
  • NPE特征空间差分KNN的多模态故障检测

    黄莹莹;舒丹丹;

    针对原始空间过程数据多维、离散程度低、多模态等特征,提出了一种NPE特征空间差分KNN(NPE-Dif-KNN)的多模态过程故障检测方法。该方法首先通过邻域保持嵌入(NeighborhoodPreserving Embedding, NPE)算法进行原始数据降维,然后在降维之后的特征空间使用差分算法使故障样本与正常样本分离用来消除数据的多模态结构,并通过KNN(K Nearest Neighbor, KNN)建立控制限,最后通过半导体蚀刻生产过程验证了该方法在处理高维、多模态数据时的有效性。

    2026年02期 v.44;No.213 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2576K]
  • 光纤陀螺捷联惯导自动标定系统设计与实现

    陆文骏;

    惯性导航设备在长期服役过程中,惯性元件参数的变化会严重影响惯导设备的精度,最终导致武器系统整体作战指标的下降。捷联式惯导系统的标定方法研究就是要解决捷联式惯导的惯性元件参数标定的问题。通过研究捷联惯导系统的原理和组成,建立惯性元件和惯导系统的误差模型,并针对某型设备的捷联式惯导系统进行标定功能的研究并在实际工程中得到应用。实验结果标明:标定系统完成全自动标定并提高标定精度和效率。

    2026年02期 v.44;No.213 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
  • 电气控制柜高温精准检测与实时控制

    卞程远;

    为了提高电气控制柜高温检测的准确率和效率,提出基于红外增强和滤波去噪的高温检测控制方法,利用加权引导图像滤波(Weighted Guided Image Filtering, WGIF)算法将红外图像分为基础层和细节层,再融合得到增强图像,并通过自适应加权像素相似性度量(Adaptive Weighted Pixel Similarity Measure, AWPSM)滤波和改进非局部均值滤波去除噪声。同时,构建动态预警阈值模型,设计三级联动控制逻辑。结果表明,所提算法峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)较次优算法提升4.04 dB,结构相似性(Structural Similarity, SSIM)提高0.191,噪声去除率达92.7%。三级联动控制逻辑预警阈值触发误差控制在±0.5℃,响应时间小于13 ms,局部降温启动准确率达99.2%,停机保护准确率99.5%。研究提升了电气控制柜高温检测准确性与控制实时性,为电气控制柜的智能运维提供了可靠支撑。

    2026年02期 v.44;No.213 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
  • 基于同态加密的网络安全隐私防御方法研究

    郑多智;夏敏捷;

    随着数据隐私问题日益严重,基于同态加密的网络安全隐私防御方法成为研究的热点。为了在保护隐私的同时确保数据的可用性,研究提出了一种基于Paillier加法同态加密的隐私保护方法。通过在密文上进行计算,确保数据在共享过程中的隐私性与计算可用性。实验结果表明,随着通信轮数的增加,准确率提高较快,在约40轮后逐渐稳定在0.98。且隐私保护能力最好为98.8%,吞吐量为118.4样本/s,训练精度为92.8%,每轮计算消耗1.4 s。研究表明,在隐私保护与通信效率之间达到了较好的平衡,能够有效支持数据的计算可用性,为网络安全防御提供了一种新的解决方案。

    2026年02期 v.44;No.213 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2035K]
  • 基于迭代快速循环调制谱峰值图的机械冲击信号提取与应用

    张侯;

    轴承是旋转机械中最关键且易损的部件。一旦损坏,运行中会产生周期性脉冲。快速循环调制谱峰值图算法对这类脉冲极为敏感,能准确识别故障所在频带。然而,该方法虽适用于单一故障的检测与提取,却难以有效处理多故障问题。为此,提出一种基于迭代快速循环调制谱峰值图的自适应信号分解方法,通过将迭代算法和快速循环调制谱峰值图相结合,逐步检测全频带内多故障的分布,并借助平方包络谱分析频带信号,以判断是否需要继续迭代。仿真与实际信号分析均验证了本方法的有效性。

    2026年02期 v.44;No.213 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
  • 一种六自由度机器人动态特性仿真分析研究

    黄文;魏平;开亚骏;储昭琦;

    针对传统有限元技术在机器人设计阶段对整机动态特性分析能力薄弱,无法准确对接实际工程需求的问题,提出一种六自由度机器人动态特性仿真分析模型。首先,通过ADAMS、ABAQUS软件联合构建多体动力学刚柔耦合模型,通过Robotics软件验证模型的运动学正确性,其次,基于关节柔性理论和关节阻尼实验,得出关节刚度和阻尼系数,完成动态特性模型的搭建,最后基于机器人国标测试要求,设计机器人位置精度和轨迹仿真精度对比实验。试验结果表明,所提出的动态特性仿真模型能有效仿真机器人整机动态特性,相较于实机结果,位置准确度误差不高于5%,位置重复性误差不高于6%,轨迹重复性误差不高于20%。

    2026年02期 v.44;No.213 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
  • 基于深度学习的多时相遥感影像农作物分割方法

    赵志全;胡维权;

    遥感影像受到云量较大等因素的影响,所提供的信息不够准确,影响了农作物分割的准确度。为了解决这一问题,本文提出了基于深度学习的多时相遥感影像农作物分割方法。获取不同时段的农作物遥感影像,通过配准与融合,将多时相遥感影像中的特征点进行互补融合,得到高信息密度的融合影像。结合特征工程的构建,建立包含深度信念网络(Deep Belief Networks, DBN)和反向传播(Back Propagation, BP)双层架构的农作物分割深度学习框架,实现农作物的分割处理。实验结果表明,该方法能够得到边缘清晰的分割结果,并且有着较高的准确度,平均交并比(Mean Intersection over Union, mIoU)约为97.38%,能够为农作物的监测管理工作提供可靠的数据支持。

    2026年02期 v.44;No.213 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
  • 融合CIM的智慧市政管网三维可视化监管平台研究

    张晓战;

    为了提高市政管道的监管水平和处理效率,研究建立了智慧市政管网三维可视化监管平台。利用BIM和GIS技术实现三维可视化,构建本地管道模型,并应用ARIMA模型对时间序列数据进行分析和预测。实验结果表明,在连续21 d内,水流量呈一定的规律波动,标准差和移动平均值分别在0.9 m~3/h和0.8 m~3/h上下波动。表明该监管平台对于管道水流量等时间序列数据预测具有较高的准确性。研究能为提高城市管道的管理效率和安全性提供一定理论支撑。

    2026年02期 v.44;No.213 83-86+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
  • 自适应遗传算法在水库优化调度中的应用与性能分析

    张世敬;

    为解决传统算法在水库多目标优化调度中难以平衡解的收敛性与多样性、无法自适应匹配水文动态变化的问题,以某水库为研究对象,选取丰水年(2008年)、平水年(1971年)、枯水年(1960年)3个典型水文年,采用非支配排序遗传算法-Ⅱ构建以灌溉缺水量最小化和发电总量最大化为目标的水库优化调度模型,结合水量平衡、库容、下泄流量等约束条件求解100组非劣解。结果显示,丰水年灌溉缺水量为0.879~1.135亿立方米、发电量为2.824~3.227亿千瓦时,枯水年对应指标分别为3.721~4.027亿立方米,2.413~2.602亿千瓦时,模型可自适应匹配水文丰枯特征,实现双目标高效权衡。结论表明,非支配排序遗传算法-Ⅱ在水库优化调度中具有优异的自适应优化性能,可为调度决策提供可靠支撑。

    2026年02期 v.44;No.213 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K]
  • 结合Bert和BiGRU的电商产品评论情感分析算法研究

    洪艺萍;

    电商评论蕴含的多重语义特征,超出了传统情感分析模型的有效解析范畴,制约了对产品反馈与消费者情感的挖掘。因此提出一种基于双向门控循环单元转换器和双向编码转换器(Bidirectional Encoder Representations from Transformers-Bidirectional Gated Recurrent Unit, Bert-BiGRU)的电商产品评论情感分析模型。模型结合Bert的语义理解和BiGRU的序列建模优势,并引入注意力机制筛选关键信息,实现对电商产品评论情感的精准分析。实验结果表明,在JD-Review数据集上,该方法的情感分析准确率达到95%,召回率为94.2%,F1分数为94.6%;在Taobao-Multi数据集上,准确率达到96%,召回率为95.3%,F1分数为95.7%。结果表明,研究模型为电商平台精准把握用户反馈、优化产品与服务提供了有力支持,也为商家决策提供了数据驱动的参考依据,具有重要的商业应用价值。

    2026年02期 v.44;No.213 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K]

机械与材料科学

  • 液压挖掘机动臂能量回收系统优化设计与节能效果验证

    常宽;何美桂;胡石;

    为提升液压挖掘机的能效,提出采用动臂能量回收系统对原动臂系统进行优化改进,并将回收到的能量进行充分再利用。结果表明:(1)利用飞轮储能式能量回收单元将动臂下落时的势能进行收集和存储,为动臂下次提升提供额外的能量,从而实现能耗的降低。(2)提出了基于模糊控制规则的回收能量再分配策略,经优化之后系统在空载状态下的能耗和燃料消耗分别较优化前降低了51.9%和32.6%,在满载状态下的能耗和燃料消耗分别较优化前降低了30.3%和22.2%。(3)通过搭建实验平台,测试得到系统优化后用于动臂提升的节能效率达到36.2%,一个动臂升降循环的节能效率为13.7%,节能效果显著。

    2026年02期 v.44;No.213 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K]
  • 新能源汽车一体压铸总成件加工工艺优化研究——基于后纵梁压铸件的创新实践

    韩忠冠;马亮;魏平;

    以某新能源汽车后纵梁压铸件加工为例,对五轴和机械臂两种加工工艺分析,在原有工装的基础上进行改进,在内侧面加工位置预留避让孔,采用万向角度头刀柄,实现在四轴机床上加工此类产品,此方案减少了机床设备的投入,产品质量稳定,生产效率高。减少产品综合成本约40%,有很好的实用意义。

    2026年02期 v.44;No.213 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K]

建筑学与土木工程

  • 冲击荷载下饱水节理砂岩力学性能试验研究

    平琦;焦悦;李园;刘东;付帮战;

    为研究饱水节理砂岩的动态力学特性和破碎特征,选取节理砂岩试件为研究对象,经饱水处理后测定其基本物理参数,并利用SHPB试验系统开展5种冲击荷载压缩试验。结果表明:砂岩矿物成分以石英为主,含少量黏土矿物;饱水砂岩破碎断面更为平整、结构更疏松,呈现明显损伤劣化现象;动力学特性上,饱水和干燥节理砂岩的动抗压强度、动应变均随应变率增大呈指数函数增长;相同加载条件下,饱水节理砂岩动抗压强度低于干燥状态,动应变高于干燥状态;破碎特征方面,随应变率提高,饱水节理砂岩破碎加剧,平均破碎块度随应变率呈二次函数下降,分形维数呈指数上升;相同加载条件下,饱水节理砂岩平均破碎块度高于干燥状态,分形维数则低于干燥状态。

    2026年02期 v.44;No.213 103-107+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K]
  • 不同应变率下含孔洞砂岩的冲击响应特性研究

    李德林;刘洋;王蔚然;方文辉;

    为揭示含孔洞砂岩在冲击荷载作用下的动态响应机制与破坏演化规律,利用SHPB试验系统,开展了不同应变率下孔径为10 mm的立方体砂岩试样的冲击压缩试验。通过应力-应变曲线分析、能量计算与宏观破坏形态观察,研究了应变率对含孔洞砂岩力学性能、能量耗散行为及破坏特征的影响。结果表明:随着应变率的增大,含孔洞砂岩的峰值应力、峰值应变及弹性模量均随应变率的增大而增加;含孔洞砂岩的入射能、反射能、透射能和耗散能均随应变率的增大而增加,且随着应变率的增大,砂岩由局部裂纹发展为大范围破碎,结构完整性降低,脆性特征显著。

    2026年02期 v.44;No.213 108-111+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2528K]
  • 稻壳灰和硅灰对玻璃纤维增强砂浆性能的影响

    张垚;陈海明;田松;吴雪岚;

    使用稻壳灰与硅灰部分替代玻璃纤维增强砂浆(GFRM)中的水泥,系统探究其对GFRM力学性能、耐久性、流动度、干缩性能及吸水率的影响规律,旨在提升耐碱玻璃纤维的长期耐久性。结果表明,随着硅灰和稻壳灰掺量的增加,GFRM的流动度、孔隙率、干缩呈下降趋势,早期强度先增后降,而长期强度持续增加。XRD分析证实,掺入稻壳灰和硅灰,GFRM中的氢氧化钙含量显著降低,玻璃纤维腐蚀状况得到改善。综合考虑力学强度、耐久性和流动度,得到最优掺量组合为10%稻壳灰和10%硅灰。

    2026年02期 v.44;No.213 112-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K]
  • 冻融循环作用下单裂隙砂岩力学特性及破坏模式研究

    朱杰;王杰;刘睿智;

    为研究冻融循环对岩土工程的稳定性的影响,选取内蒙古鄂尔多斯地区砂岩为例,将其加工成裂隙角度分别为0°,30°,60°,90°的单裂隙试件,开展冻融循环试验与室内单轴压缩试验,并据此展开系统性分析。研究显示:砂岩的冻融劣化方式主要体现为颗粒的脱落以及质量的损耗。随着冻融循环次数持续增加,岩样的质量与波速都呈现出逐步下降的态势;同时,岩样的峰值强度也逐渐下降,破坏形式逐渐由脆性转化为延性;随着裂隙倾角持续增大,其对岩样峰值强度的影响也愈发显著,岩样的峰值强度也呈现逐渐增强的趋势,裂纹的开展也随着裂隙倾角呈现出一定规律的破坏模式。

    2026年02期 v.44;No.213 116-118+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K]
  • 考虑粘结滑移的二维均匀化钢混本构模型

    吴永文;何伟;

    构建了一个混凝土二维均匀化本构模型,目的是为解决现有模型中存在的损伤演化、网格尺寸依赖性和未考虑粘结滑移问题。针对钢筋混凝土结构大规模计算中粘结滑移效应模拟的难题,提出一种均匀化方案的二维本构模型。视混凝土材料为正交各向异性非线性材料,通过连续微观力学方法等效钢筋混凝土为三相复合材料。结合ABAQUS开发用户子程序,结合拉伸硬化,实现多轴受力下混凝土强度特征和弥散式开裂的模拟。对钢筋混凝土梁进行有限元分析与试验对比,验证模型预测精度,为结构性能分析提供依据。

    2026年02期 v.44;No.213 119-121+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1125K]
  • 炸药厚度对SUS304不锈钢/Q345R碳钢爆炸焊接的影响

    田广阔;缪广红;

    为了探究炸药层厚度对SUS304不锈钢/Q345R碳钢爆炸焊接的影响,使用ANSYS/LS-DYNA软件,采用SPH-FEM耦合法对不同炸药层厚度(20、25、35、55 mm)下的爆炸焊接过程进行数值模拟。通过计算建立了爆炸焊接窗口,对试验模型的速度、压力、波形变化进行对比分析。结果表明:SPH-FEM耦合法下模拟的碰撞速度均在计算的焊接窗口内,得到的波形和试验结果相吻合,验证了模拟的准确性。此外,当其他条件一定时,炸药层厚度的增加,对焊接质量有利;但如果药厚增加的过大,则会导致压力过大,对焊接质量不利。

    2026年02期 v.44;No.213 122-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
  • 单向螺栓平齐式端板连接钢框架抗震性能数值分析

    程龙健;刘伟;杨睿;陶向阳;

    为解决方钢管柱等闭口截面试件存在手部难以操作的遮挡区域这类缺陷,依托ABAQUS平台对装配式钢框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性系数及耗能能力开展非线性分析。研究结果表明,单向螺栓平齐式端板连接的装配式钢框架峰值荷载达320 kN,较普通螺栓连接框架提升14.3%,初始刚度为5.5 kN/mm,约为后者的2.04倍;其滞回曲线呈饱满“梭形”,能量耗散系数峰值超1.5,为普通螺栓连接框架的3.75倍。KJ1在延性方面较KJ2提升了约4.4%。研究认为,单向螺栓凭借单侧拧紧预紧力分布、抗拔抗剪协同传力机制,在承载能力、刚度维持、延性系数及耗能效率方面性能优于普通螺栓连接的装配式钢框架,为装配式钢结构在抗震工程中的应用中提供了一定的技术支撑与设计参考。

    2026年02期 v.44;No.213 126-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K]
  • 强降雨条件下皖南山区二元路堑边坡支护优化设计研究——以S22天天高速公路为例

    施国栋;计宇;田娜;程伟东;

    皖南山区路堑边坡在强降雨条件下易产生滑坡等灾害。依托皖南山区S22天天高速公路K1+830段路堑边坡,编译Fish语言对FLAC3D软件中流固耦合程序进行二次开发,分析了强降雨条件下的土-岩二元路堑边坡稳定性,并对锚杆长度、纵向间距、打入倾角支护参数进行优化。研究结果表明:在强降雨条件下坡体潜在破坏面由与坡面平台平行的直线型变为弧线型,破坏处由仅在上部土层扩展涉及到下部岩层;锚杆间距不宜超过4 m,推荐使用锚杆框格梁体系支护,锚杆长度采用9+9+3 m、锚杆间距采用3 m、锚杆倾角采用15°,现场监测结果表明该支护形式合理。

    2026年02期 v.44;No.213 130-133+141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
  • 建筑废旧聚氨酯高值化再利用及性能研究

    陈家铜;顾晓华;朱尚文;孙少春;张艳勋;

    针对建筑废旧聚氨酯(PU)高值化再利用问题,本研究提出了一种基于机械化学的回收策略。通过粉碎筛分、醇解和活化,成功利用再生多元醇与活化后的废旧聚氨酯粉末制备出具有优秀性能的再生聚氨酯泡沫。优化配方(2 g粉末+7 g再生多元醇)展现出优异的泡孔均匀性、优秀的压缩强度(0.18 MPa)以及低导热系数(0.0234 W/(m·K))。

    2026年02期 v.44;No.213 134-137+148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
  • 煤矸石粉SMA-13沥青混合料盐冻融循环损伤研究

    吴金荣;万婷;

    针对沿海地区盐冻融循环对沥青路面的复合损伤问题,通过室内模拟盐冻融循环环境,研究煤矸石粉掺量(0%、25%、50%、75%、100%)对SMA-13沥青混合料低温抗裂性能的影响。基于半圆弯曲(SCB)试验,结合断裂能、断裂韧性及超声波检测,揭示盐冻融循环下混合料的损伤机理。结果表明:煤矸石粉掺量50%时,混合料抗冻胀能力最优,断裂能较未掺组提升36.0%~76.0%,断裂韧性提升24.5%~34.0%;复合盐冻融循环损伤最严重,硫酸钠溶液次之,氯化钠溶液相对较轻;煤矸石粉通过增强沥青-集料黏结力、填充空隙抑制裂纹扩展,显著改善混合料抗盐冻融性能。

    2026年02期 v.44;No.213 138-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 4094K]
  • 地铁隧道施工工法比较分析

    帖辰龙;张敏思;

    比较不同地铁隧道施工工法的可行性与围岩沉降力学特性,以南昌地铁2号线地铁大厦站为案例,在相同结构及地层参数下,对PBA工法、中洞法、双侧壁导洞法及NTR工法进行系统性分析。基于有限差分软件FLAC3D构建三维数值模型,模拟施工过程并对比拱顶沉降、地表沉降及围岩应力分布。结果表明:NTR工法在拱顶沉降控制中表现最优,最终沉降量最小,且围岩扰动最小,安全性最高;中洞法地表与拱顶沉降差值最小,沉降可控性最佳;PBA工法沉降集中于导洞开挖阶段,需强化初期支护;双侧壁导洞法则因侧洞开挖引发显著沉降。综合沉降、应力及施工效率,NTR工法在复杂地质条件下兼具高效性与安全性,可为大跨度浅埋地铁隧道工程提供优选方案。

    2026年02期 v.44;No.213 142-144+170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
  • 硅藻精土改性沥青胶浆制备及性能研究

    谭波;袁明红;林君健;黎官福;甄琦;

    为了解决道路交通荷载和极端气候条件下沥青路面高温稳定性不足、易老化及热阻性能差的问题。利用硅藻精土改性70号道路石油沥青,通过优化掺量(3%~24%)并结合针入度、软化点、延度、布氏黏度、FTIR、SEM及导热系数测试等方法,系统分析了改性沥青的理化性能与作用机制。结果表明:硅藻精土可显著提升沥青的高温性能与热阻特性,当掺量为18%时综合效果最优,其针入度降低19.27%,软化点提高10.5%,60℃黏度增至基体的2.1倍,同时保持5℃延度≥32 cm的低温性能。结论表明,硅藻精土通过物理填充和表面吸附作用改善沥青的流变性能与热稳定性,为开发高性能热阻改性沥青材料提供了有效途径。

    2026年02期 v.44;No.213 145-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]

生化数理科学

  • 察布查尔县薰衣草种植区土壤养分元素特征

    任燕;古力娜·太来提;张莉;

    新疆察布查尔县是伊犁河谷薰衣草产业的重要基地,其土壤养分特征会直接影响薰衣草产量与品质。通过对察布查尔县薰衣草种植区表层土壤N,P,K,Mg, Ca, S,Corg等16种养分元素(指标)的地球化学参数进行统计,并与全国土壤背景值进行对比,系统分析各元素含量特征和离散特征,并对种植区内单指标养分分级进行评价。研究认为,在察布查尔县薰衣草种植区内可增加氮肥施肥力度,并适量增加B元素的微肥施用。研究成果可为该种植区土壤资源高效利用、土壤合理规划及薰衣草科学种植提供理论依据。

    2026年02期 v.44;No.213 149-151+12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
  • 茄子皮浸泡酒色泽稳定性及其抗氧化活性研究

    高倩妮;陆宁;张慧敏;董格;林辛鸣;

    以茄子皮浸泡酒为原料,采用pH示差法,考察温度、光照、有机酸和维生素C对茄子皮浸泡酒的色泽稳定性的影响;通过对浸泡酒进行自由基清除能力和还原能力的测定,对茄子皮浸泡酒的抗氧化活性进行研究。结果表明:低温、避光条件有助于花青素的稳定,添加一定浓度的柠檬酸、苹果酸和维生素C对浸泡酒的色泽稳定起到了保护作用,而乙酸不利于浸泡酒色泽稳定性。浸泡酒对自由基清除能力和还原能力均高于100 g/mL抗坏血酸,其中对羟基(-OH)自由基的清除率高达78.86%;对DPPH自由基的清除率高达83.62%;对超氧阴离子(O~(2-))自由基的清除率高达75.93%;具有较好的抗氧化性能。茄子皮浸泡酒具有良好的抗氧化活性,且尽量在低温、避光的条件下保存。

    2026年02期 v.44;No.213 152-155+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
  • 具有防御行为的反应扩散种群数学模型的动力学分析

    刘达卓;谭学文;

    针对一类具有防御行为的反应扩散捕食者-食饵种群模型。通过动力系统理论、稳定性分析及数值仿真,模型在特定条件下展现出种群持久性。分析了共存平衡点的存在性与稳定性,并探讨了Turing分支的判别准则。数值仿真验证了理论预测:当捕食者扩散系数增大时,系统可自发形成非均匀Turing模式。防御效率对模式形成影响显著:低效率促成模式,高效率则使其消失,系统趋于均匀稳定。这些结果揭示了防御行为与扩散作用如何共同塑造种群空间格局,为理解生态系统空间异质性提供了理论依据。

    2026年02期 v.44;No.213 156-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
  • 利用python实现矩阵初等变换的可视化

    张璐;徐小玲;

    为解决传统教学中矩阵初等变换抽象性强、学生难以直观理解其几何与数学意义的问题,利用Python及NumPy、Matplotlib库设计并实现可视化教学辅助方法。该方法动态展示矩阵初等变换过程,直观呈现向量与图形的位置、形状变化,揭示旋转、缩放等几何效果及代数原理。结果表明,该方法将抽象运算转化为可视化图形,有效降低理解难度,帮助学生掌握矩阵初等变换的核心内涵及其在线性方程组求解、矩阵求秩等中的应用。结论认为,该方法显著提升了线性代数教学的直观性和学生的学习主动性。

    2026年02期 v.44;No.213 160-162+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]

科研与实践探索

  • 基于松弛标记算法的快速批量分离重叠指纹

    赫诗雪;

    在犯罪现场环境下,提取潜在指纹时经常会遇到重叠的指纹。将这些重叠指纹分离成单独指纹,以便于指纹匹配器能够识别它们,这对刑事侦查领域具有重要意义。因此,为了研究快速、批量的重叠指纹分离,提出一种基于松弛标记的重叠指纹快速分离技术。在实验仿真中,通过对潜在重叠指纹进行模拟实验,将潜在的单一重叠指纹分离与批量重叠指纹分离做对比,并采用Gabor滤波器提高分离指纹的图形质量。最终实验结果表明,批量分离速度优于单一分离速度,实现了快速、批量的重叠指纹分离。

    2026年02期 v.44;No.213 163-166+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
  • 煤-气资源叠置区内天然气井安全评价模型构建

    代杨;吴怡恒;

    为了提高煤矿和天然气井共同开采作业时的安全水平,构建了煤-气资源叠置区内天然气井安全评价模型。首先,分析叠置区内天然气井安全状态影响因素,建立其评价指标体系;其次,利用离差最大化客观赋权法计算指标相对权重,对其进行重要性排序;最后,根据已排序的指标体系,运用突变级数法构建其评价模型。该评价模型可为煤气协同开采工程中的风险管控、制订安全对策措施提供新依据。

    2026年02期 v.44;No.213 167-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K]
  • 断面形状对深部大断面硐室围岩松动破碎分析

    陈媛媛;吴德义;戚明清;

    为解决不同断面形状对硐室围岩松动破碎及分布影响问题,以某盾构机安装硐室为研究背景,选择FLAC3D软件,建立合理的数值计算模型,分析三心拱、直墙半圆拱、直墙圆拱三种不同断面形状顶板、拱基线、帮部、底板围岩松动圈厚度、表面位移及表面位移梯度及分布,并用工程监测进行验证。得出不同断面形状围岩松动破碎典型特征。结果表明:直墙圆拱在拱基线部位产生了显著的松动破碎。直墙三心拱及直墙半圆拱在帮部及底板部位产生了显著的松动破碎,尤其在底板更为明显。

    2026年02期 v.44;No.213 171-173+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K]
  • FLAC3D在深部巷道围岩稳定性控制中的应用

    娄培杰;姬鹏辉;何浩达;

    以刘庄煤矿轨道上山巷道为工程背景,利用FLAC3D数值模拟平台构建三维地质力学模型,研究巷道掘进过程中围岩应力-位移演化规律。研究表明:巷道两帮深部2.5 m处形成垂直应力集中峰值,拱顶过渡区存在次生应力集中现象;底板中部隆起量达92.3 mm,两帮最大水平位移104.8 mm,顶板下沉量控制在17 mm以内,高密度锚杆锚索支护体系有效抑制了围岩变形。塑性区以剪切破坏为主,两帮2.2 m范围内存在高剪切应变增量区,底板0.9 m处形成潜在剪切滑移通道。研究成果验证了现有支护方案的工程可行性,为深部巷道围岩稳定性控制提供了数值模拟依据。

    2026年02期 v.44;No.213 174-176+4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
  • 基于声幅变密度资料的套管井声波时差计算方法研究

    赵中会;汤翟;梁诗琴;郑体文;杨华侨;熊聪;

    声波时差测井是在裸眼条件下,通过获取声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值资料,进行储层物性评价的一种主要方法。针对部分复杂井况井无法在裸眼条件下测量声波时差或老井声波时差测井资料丢失等影响储层物性评价问题,在对声幅变密度测井资料中地层波到时与完井声波时差的相关性分析研究基础上,提出了三种基于下套管后获取的声幅变密度资料中提取计算声波时差资料的方法,并分析了各种方法的优缺点和适用条件,经实例应用表明提出的方法对复杂井筒条件下,获取声波时差资料具有良好的参考和借鉴价值。

    2026年02期 v.44;No.213 177-180+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1914K]
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