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关键词： 土壤饱和导水率   梯田   黄土高原   土地利用  

摘要： [目的]探究黄土高原梯田土壤饱和导水率(Ks)的长期变化及其主控因素。[方法]选取农田、果园及草地3种土地利用类型的梯田,以坡面为对照,采集坡面及修筑年限为7,20,30,40年梯田的土壤样品,测定Ks及土壤理化性质。使用Kruskal-Wallis H检验、Spearman相关性分析、偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析修筑梯田对Ks的影响、Ks随时间的变化及其影响因素。[结果](1)不同利用类型梯田Ks随修筑年限增加表现出不同的规律。7,20,30,40年农田Ks持续增长,从0.18 mm/min增加至0.28mm/min,增长率为55.56%。果园Ks先增加,30年后出现下降趋势,其中30年果园Ks显著高于7年果园Ks,从0.12 mm/min增加至0.35 mm/min,增长率为191.67%。草地Ks先增加,20年后则保持相对稳定,其中20年草地Ks显著高于7年草地Ks,从0.14 mm/min增加至0.31 mm/min,增长率为121.43%。(2)影响Ks的主要因素为土壤粒径分布、土壤容重、团聚体平均重量直径,其路径系数分别为-0.431,-0.561,0.226。[结论]梯田利用类型对土壤性质影响程度的差异导致梯田Ks随修筑年限增加呈现不同规律,结果可为梯田后续管理及发展高效旱作农业提供依据。

关键词： 下垫面因子   暴雨强度   空间分布   地理探测器   地理加权回归  

摘要： 为探究下势面因子对暴雨的影响机制,在ENVI遥感解析和GIS空间分析模块支持下,选取高程、坡度、坡向、距水体距离、植被覆盖度、夜间灯光指数6个因子,采用地理探测器和地理加权回归模型分析了许昌市近5年平均暴雨强度空间分布与下垫面因子的相关性。结果表明,随着雨强等级的提高,其在高程大于100 m的分布面积增大;四级雨强区(35～45 mm/d)在植被覆盖度最高处面积占比最低;在距水体100～500、500～1 000 m存在跃迁增长区间,夜间灯光指数>5 000是一级雨强(0～15 mm/d)和二级雨强(15～25 mm/d)的跃迁增长区间。高程是与暴雨强度相关性最显著的下垫面因子,双因子交互作用增强了各因子对暴雨强度的解释力,解释力较高的组有高程∩植被覆盖度、高程∩坡向、坡向∩距水体距离、坡向∩植被覆盖度。地理加权回归显示不同因子对暴雨强度的影响具有空间分异,既存在正相关关系,也存在负相关关系,从回归系数来看,植被覆盖度对暴雨强度的影响最大。

关键词： 复合表面强化   渗碳   喷丸   疲劳寿命   缺口敏感性  

摘要： 工程应用中，传动零部件不可避免地出现不同种类的缺口。在循环加载过程中，缺口处产生应力集中现象而成为工件的危险部位，降低工件的整体寿命。因此本文讨论了渗碳+喷丸复合表面强化工艺对疲劳性能和疲劳缺口敏感性的影响。分别设计了渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化的光滑和缺口(应力集中系数Kt=2)18CrNiMo7-6合金钢试样。对渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化处理的光滑和缺口试样进行了旋转弯曲疲劳试验，观察了断口形貌并对疲劳缺口敏感系数q和给定疲劳破坏循环数Nf之间的关系进行了分析。结果表明，相比于仅渗碳表面强化试样，渗碳+喷丸复合强化后的光滑和缺口试样的疲劳性能均有所提升，但是对光滑试样的疲劳极限提升幅度较小。渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的裂纹源均在亚表面萌生，随疲劳寿命增加裂纹源数量逐渐减少，且渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的裂纹源数量更少。渗碳表面强化缺口试样的应力集中敏感性呈“阶段性特征”，在105～106循环周次逐渐变大，在106～107循环周次逐渐变小；渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的疲劳缺口敏感性随着Nf的增大逐渐减小。渗碳+喷丸复合表面强化在试样表层的压缩残余应力更大、压缩残余应力层更深，有效地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展，从而提高了试样的疲劳寿命，降低了疲劳缺口敏感性。复合表面强化通过引入压缩残余应力提高了试样的疲劳性能、降低材料的缺口敏感性，但是试样在循环加载过程中残余应力会发生释放进而影响其疲劳性能。因此，残余应力在循环加载中的演化情况也是值得探究的。

关键词： 30CrMnSiA钢   单双耳接头   舟桥装备   复合型裂纹   剩余疲劳寿命   疲劳试验   裂纹扩展   扩展速率  

摘要： 为解决单双耳接头疲劳损伤导致装备整体性能严重下滑的问题。本文基于断裂力学理论建立了复合型裂纹扩展计算模型，通过试验方法和有限元方法，从剩余疲劳寿命和断口形态的角度分析了不同类型初始裂纹在循环载荷下的疲劳性能。研究表明：剩余疲劳寿命与裂纹出现的位置、类型、大小紧密相关，可为装备安全使用提供理论依据。

关键词： 屈强比   淬火   回火   无缝钢管  

摘要： 屈强比是高强结构用无缝钢管的重要性能指标。研究了高强度无缝钢管S770QL钢（质量分数）/%：0.15C,0.28Si,1.30Mn,0.009P,0.003S,0.20Cr,0.02Ni,0.47Mo,0.025Al,0.08V经Ac3以上不同的淬火和回火工艺处理后的力学性能的变化规律，并对显微组织进行分析，结果表明，钢管在880℃～940℃淬火后，奥氏体晶粒尺寸较为细小，均未超过20μm，组织全部转变为马氏体，且随着淬火温度的升高，奥氏体平均晶粒尺寸逐渐增大，在回火工艺相同的情况下，屈强比随淬火温度的升高而减小；经高温回火后，组织全部转变为回火索氏体，随着回火温度的升高，在析出强化和细晶强化的共同作用下，屈强比先增大，回火温度超过660℃后又减小。综合考虑，采用920℃×60 min淬火（水冷）+600℃～630℃×120 min回火（空冷）工艺，钢管的屈强比可保持在0.89～0.90，综合性能最优。

关键词： 第一性原理   WC/Co界面   La掺杂   结合强度   电子结构   断裂韧性  

摘要： WC/Co硬质合金的界面结合强度取决于其界面性质。本文运用基于密度泛函理论的第一性原理，构建了6种WC(0001)/Co(111)界面模型，在此基础上，从电荷转移、成键方式和价电子分布等角度分析了La掺杂对WC(0001)/Co(111)界面稳定性最弱和界面稳定性最强模型的影响机理。结果表明：在6种界面模型中，稳定性最弱的是W-OT-Co界面，有最大的界面距离、最小的黏附功和最高的界面能，裂纹倾向于出现在界面；稳定性最强的是C-HCP-Co界面，有最小的界面距离、最大的黏附功和最小的界面能，裂纹倾向于出现在基体；当稀土La分别替换W-OT-Co模型Co侧第二层的Co原子，以及C-HCP-Co模型WC侧第二层的W原子时，两个界面距离才会都变小、黏附功都增大，但强化界面效果不同；掺杂稀土La后，W-OT-Co界面的键合方式为弱离子键和金属键的结合，C-HCP-Co界面的键合方式为强共价键、离子键和金属键的结合，界面更稳定；La在稳定堆积构型C-HCP-Co上的最优掺杂位点将显著提高WC/Co硬质合金的界面结合强度。

关键词： 钻进参数   Stacking算法   强度预测   集成学习   模型融合  

摘要： 针对传统岩石强度参数测试方法周期长且高成本的问题，提出了一种基于Stacking集成算法的新型岩石单轴抗压强度预测方法。利用自主研发的岩石数字钻探测试系统，对不同强度材料的组合试件进行了数字钻探试验。选择了四种不同的机器学习算法（包括支持向量机、随机森林、LightGBM和BP-神经网络），通过钻进数据训练相应的算法模型，探究钻进速度、扭矩和推进力与岩石单轴抗压强度之间的关系。采用双层Stacking框架，融合四种抗压强度预测模型，构建集成算法模型，以解决单一算法模型预测精度不足和泛化能力差的问题。研究结果表明，Stacking算法模型在不同转速下对于岩石单轴抗压强度的预测性能优秀，在300转速与400转速下对不同试件的单轴抗压强度预测结果决定系数R2基本高于0.9，优于其他四种基学习器。平均绝对误差与实际强度值之间的偏差小于5%。现场试验应用表明Stacking算法模型能有效预测巷道岩层的岩石单轴抗压强度，为岩体随钻探测研究提供了新的思路和方法。

关键词： 疲劳裂纹   定位焊缝   点云配准   霍夫变换  

摘要： 为解决钢箱梁复杂构造下疲劳裂纹定位难题，本文利用焊缝的线性几何提出了一种裂纹-结构配准算法，从而实现了裂纹“识别、量化、定位”感知全过程的集成与自动化。首先，构建了一种双任务深度神经网络CrackFormer-Hough，以在二维图像中同时识别裂纹与焊缝。然后，利用立体视觉技术对识别目标进行三维重建，生成目标点云并量化其几何特征。最终，以焊缝为配准参照物，基于粗/精点云配准算法获取相机与结构空间的坐标变换关系，从而依据结构坐标将各分镜下的裂纹片段进行拼接融合，并在结构地图中绘制出裂纹完整形态。现场测试结果表明，通过引入深度霍夫变换来学习钢箱梁场景语义，识别网络能够克服背景干扰准确辨别特定部位的焊缝构造。借助焊缝显著的线性特征，提出的配准算法仅需稀疏点云便可将配准误差控制在1毫米左右。疲劳裂纹感知表现并不敏感于相机姿态，不同镜头下平均定位误差在5毫米以内，长度测量误差仅为1%左右。

关键词： 安全社会工程   作业疲劳   熵权–决策试验和评价试验法(EWM-DEMATEL)   施工人员   耦合模型  

摘要： 为了评价多因素耦合作用下高海拔地区铁路工程施工人员作业疲劳状况。首先，建立作业疲劳影响因素指标体系，并根据涌现理论，从工作本身、作业人员、作业环境和组织管理4个维度将耦合作用分为单因素耦合、双因素耦合和多因素耦合；其次，以高海拔地区铁路工程施工项目为例，利用熵权–决策实验室分析法（Entropy Weight Method-Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，EWM-DEMATEL）确定指标权重，构建耦合度模型，进而对作业疲劳影响因素间的耦合关系进行定量分析，寻找关键耦合因素；最后，建立施工人员作业疲劳“工–管”耦合系统的系统动力学模型，并动态观测疲劳影响因素对施工人员疲劳水平发展趋势的影响。结果显示，工作本身和组织管理的耦合度最大，且疲劳水平的增长速率在第5周后明显增加。在施工作业过程中，应提前建立有针对性的管理措施来降低疲劳影响因素之间的耦合效应。

关键词： 滨海软土   固化技术   抗压强度   固化剂类型   固化剂掺量   水灰比   拌合时间  

摘要： 为提高固化剂加固滨海软土的强度特性与时效性，通过室内试验研究固化剂类型、固化剂掺量、水灰比、搅拌均匀性、养护条件等因素作用下固化滨海软土强度的演化规律。试验结果表明：不同固化剂加固软土的抗压强度随着养护期龄的延长持续增加，将水泥替换为HR软土固化剂可有效提高软土加固体的抗压强度。拌合时间越长，软土加固体的抗压强度越高；相同的拌合时间，水泥软土加固体的抗压强度远低于HR固化剂加固软土的抗压强度；利用HR软土固化剂加固软土能够在保障施工质量的基础上，有效缩短施工工期。随着水灰比的增加，软土加固体的抗压强度明显降低；相同的水灰比，HR固化剂加固软土的抗压强度均大于水泥软土加固体的抗压强度。软土加固体在养护过程中，温度与湿度在固化剂水化过程中发挥重要作用，影响软土加固体的抗压强度；相同的固化剂掺量，标准养护条件下软土加固体的抗压强度比低温养护提高2倍以上；软土加固体早期抗压强度随着养护期龄的延长增加显著，当期龄达到14 d后，随着期龄的增加软土加固体的抗压强度增长趋势明显变缓。