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关键词： 泥流   基底侵蚀   运动行为   动力过程   黄土   地质灾害防治与治理工程  

摘要： 【研究目的】泥流运动过程中的质量改变机制是研究快速滑坡和泥流的一个重要课题。基底侵蚀是原始运动物质沿接触面剪切过程中与夹带的基底表土中产生的动态相互作用。【研究方法】本研究以2013年天水“7.25”群发性地质灾害为研究对象，引入侵蚀速率概念，基于三维连续介质动态的基底侵蚀数值模型，分析了泥流运动行为和动力过程对基底侵蚀作用的响应关系。【研究结果】结果表明，南峪村坡面泥流的运动过程主要分为快速加速阶段，波动阶段和快速减速阶段。快速加速阶段，基底侵蚀对泥流运动行为的影响较小；波动阶段，基底侵蚀对泥流动力过程影响十分明显，侵蚀体积和总动能急剧增加，加剧了泥流的致灾强度和规模，坡脚侵蚀严重；快速减速阶段，基底摩擦作用快速消散总动能，侵蚀体积缓慢增长并趋于稳定。随着侵蚀速率的逐渐增大，基底侵蚀作用逐渐增强，泥流的运行时间、移动距离、平均厚度、侵蚀体积和总动能均呈指数函数增加；平均速度呈指数函数小幅下降，其拟合精度较高，可用于基底侵蚀作用对泥流的定性分析与定量计算。【结论】考虑了基底侵蚀作用的模拟结果与实际情况更为吻合，此模型更适合此类泥流、滑坡致灾强度的评价和预测。本研究为泥流动力机制提供理论支持，也为泥流防治提供技术指导。

关键词： 深度学习   语义分割   路面缺陷   U-Net   注意力机制  

摘要： 针对路面缺陷图像存在对比低以及其复杂的拓扑结构，现提出的大部分分割算法，在捕获感受野和提取路面缺陷特征时还存在很大的不足。因此本文提出改进U-Net的路面缺陷图像分割算法。首先，在经典的U-Net的卷积块中提出SN-Disout残差块，增强模型对过拟合的鲁棒性；其次，在编码器与解码器之间引入循环十字交叉模块，增强模型在特征图中不同位置之间捕获特征的能力，对缺陷的边界进行更准确的建模；最后，在解码器中引入空间通道挤压与激励模块，这使得网络能够更加专注于重要的特征，同时减少不相关或噪声特征的依赖；并将位置感知多头注意力加入模型的颈处，进一步有助于模型更好地理解和利用输入数据的内在关系，从而提高模型的性能和表现能力，并且使用混合损失函数Dice+BCE取代单一的损失函数。该算法在Crack500图像数据集上的交并比与F1分别达到了60.13%和75.22%,均超过U-Net、DeepLabV3+、PSPNet、TransU-Net、UNet++等主流语义分割网络。实验结果表明，该算法能有效改善网络的预测精度与细小目标的分割结果，在保证分割精度的情况下也满足了实时性的要求。

关键词： 岩爆   强度准则   损伤因子   能量理论   岩爆倾向性指标  

摘要： 岩爆是深埋隧道建设过程中弹性应变能突然释放的一种脆性动力失稳，岩块弹射具有突发性和破坏性，带来严重的经济损失、人员伤亡、工期延误等，深入地理解岩爆的形成机理对隧道工程建设具有重要意义。在考虑岩体完整性系数Kv和岩石风化系数Kf的基础上，提出了改进Mohr-Coulomb强度准则（GM-C）的判别指数QgMC和Drucker-Prager强度准则（GD-P）的判别指数QgDP的计算方法。利用Griffith准则，从微观到宏观的角度对微裂纹的形成、扩展、合并与集聚进行分析，建立了考虑损伤因子D的岩石黏聚力c和内摩擦角φ的计算公式。通过引入岩爆倾向性指标P，考虑围岩等级对岩爆倾向性的影响，提出了综合考虑强度准则和能量理论的应变型岩爆等级的判断方法。选取了国内多个工程12个不同点位处的岩爆状态数据对所提出的岩爆等级判断方法进行工程验证。结果表明，通过先计算岩石强度准则的判别指数Q的值来判断岩石是否发生屈服破坏，然后再计算岩爆倾向性指标P的值来判断岩爆发生的等级是可行的。这种综合考虑强度准则和能量理论的应变型岩爆等级的判断方法对隧道施工现场的工作人员能准确及时地判断岩爆等级提供了一种新方法和新思路。

关键词： 矿井作业   轻量级   自适应   面部   疲劳检测  

摘要： 矿井作业人员因疲劳引发误操作是导致煤矿事故发生的重要因素,为解决采集的矿井作业图像质量低、疲劳特征单一以及个体差异等问题,本研究提出改进的Retina Face-PFLD轻量级自适应面部疲劳检测算法(RPLA)。具体地,使用中值滤波和伽马校正对实时视频数据进行预处理以提高图像质量;在Retina Face模型的基础上改进Mobile Netv3网络提取特征,简化特征金字塔网络,降低识别算法复杂度;通过PFLD框架获取人脸关键点和疲劳特征,利用自适应疲劳检测方法检测疲劳。在人脸数据集、自采集矿工数据集和驾驶数据集上进行测试,疲劳检测准确率达到97.73%。将算法移植到Jetson Nano上,每秒帧数为16.13 fps,表明本算法适用于移动终端设备。

关键词： 道路路基   试验检测方法   检测管理  

摘要： 路基作为道路的基础,承担着车辆荷载并传递至地基的重要责任,其稳定性和耐久性对道路的使用寿命和行车安全有重要作用.所以,对道路路基进行试验检测可保障道路建设质量,保障交通安全.该研究意在通过梳理和评价现有检测方法,探索出更为准确、高效的检测技术,并结合工程实践,提出更为贴切的路基检测管理优化办法,以期为提升道路路基建设质量提供理论依据.

关键词： 路基冻胀   分布式供热系统   地源热泵   供热管   冻结深度   横向倾角   纵向间距  

摘要： 基于地源热泵的分布式供热系统是一种寒区铁路路基冻胀病害整治新方法。不同波长与变形量的路基冻胀会引起轨道结构产生不同的变形破坏模式和不平顺类型。为防止主动供热作用下路基不均匀温度场与残余冻胀变形引起轨道次生高低和水平不平顺，提出路基分布式供热系统的设计要素及建议值。建立单线铁路路基的足尺模型试验平台，制作与安装实体地源热泵系统，测试其在冬季的供热性能与热扩散规律。结合数值模拟手段，以供热管横向倾角（0°～10°）和纵向间距（1.0m～4.0m）两个要素为变量，共计77个工况，分析供热管在路基内部的三维传热特性。基于路基不同部位冻结深度及其差异值等指标的变化规律，对供热管的布置方案进行优化。结果表明：热泵供热管在最冷日的平均温度为28.6℃，起到有效的热源功能。供热管倾斜布置有利于消除横断面上的冻结深度差异。案例路基横向冻结深度差异值随着供热管横向倾角呈先减小、后增大的规律，变化幅度为0.87 cm/1°；路基纵向冻结深度差异值随着供热管纵向间距呈逐渐增大的规律，变化幅度为1.2～3.2 cm/0.5 m。路基残余不均匀冻胀引起高低不平顺的可能性高于水平不平顺，且对供热管纵向间距的敏感性更强。根据铁路线路工务管理相关要求，对于案例单线铁路路基，建议供热管纵向间距取1.5 m～2.5 m，横向倾角取7°～9°。