兰州大学学报(自然科学版)

地质灾害与防治

  • 扩底桩抗冻拔数值模拟及锚固特性

    徐德超;黄旭斌;许健;史向阳;张炳祺;

    为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.

    2025年03期 v.61;No.279 285-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 1956K]
  • 多源遥感联合的滑坡形变反演

    刘艺;郝利娜;王春林;沈智业;武德宏;刘晰;

    以白格滑坡和敏都滑坡为研究对象,基于高分2号卫星影像数据,采用像素偏移追踪(POT)追踪其2015-02—2018-02不同窗口大小的东西向形变量;基于哨兵-1A卫星数据,采用小基线差分干涉测量(SBAS-InSAR)获取2015-03—2018-03的视线向累计形变量.结果表明,利用POT技术追踪白格滑坡形变量最剧烈处位于滑坡中后部,向东位移约30 m,最适宜窗口大小为64×64或128×128;敏都滑坡形变量最剧烈处位于滑坡中下部,向西移动约11 m,最佳窗口大小为128×128.利用SBASInSAR技术反演白格滑坡区域内视线向最大累计形变量为-93 mm,位于滑坡体中后部,敏都滑坡视线向最大累计形变量为-92.8 mm,位于滑坡体中下部. SBAS-InSAR技术能监测毫米级的微小形变,POT技术可以监测米级的形变,二者结合可以获取更详细的滑坡形变特征.

    2025年03期 v.61;No.279 291-301+311页 [查看摘要][在线阅读][下载 3975K]

黄河流域生态保护和高质量发展

  • 2000年以来中国西部战略性新兴产业的时空演变及其影响因素

    王雨萱;杨永春;

    基于2000-2020年中国西部131个地级及以上城市(包括地区、民族自治州、盟)的企业数据,运用马尔科夫链和探索性空间数据分析等方法对西部战略性新兴产业(SEI)时空演变特征与影响因素进行探究.结果表明,西部SEI发展水平持续提高,但其增长速度呈现先上升后下降的趋势,各类SEI均实现等级向上跃迁;西部SEI空间极化现象加强,形成“南北两极,中心集中”的空间格局,集聚特征强化,省域空间均质性增强,各类产业空间中心转移和扩散效应显著;各影响因素的作用机理虽不同,多种因素的协同共同影响了西部SEI的时空演变.

    2025年03期 v.61;No.279 302-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K]
  • 基于SWAT模型的葫芦河流域土地利用方式对径流的影响

    赵汉文;张强华;黄清梅;马金珠;

    为探讨葫芦河流域土地利用变化对地表水文过程的作用,构建SWAT分布式水文模型,对流域下游秦安站2011-2020年的逐月径流量进行模拟,设置极端土地利用情景,定量评估土地利用类型对径流的影响.结果表明, SWAT模型对葫芦河流域径流模拟精度较高,有良好的适用性;相较自然状况,极端耕地和极端林地情景下,年均径流量分别增加0.07%和0.71%,极端草地情景下,年均径流量减少0.53%;耕地促进了流域地表径流的增加,草地和林地抑制了径流的增加;草地和林地均表现有“削峰补枯”的径流调节作用,其中林地调节作用更明显,其枯水期增补量(8.17 m3/s)多于丰水期削减量(6.44 m3/s);耕地扩大了流域主要产流区,林地减少了主要产流区.土地利用变化对流域径流过程影响显著,耕地加剧了径流年内分配的丰枯差距,草地和林地缓和了这一差距.

    2025年03期 v.61;No.279 312-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]

干旱区农业与生态

  • 岩质边坡复绿植物再造地境中微生物的群落特征

    万朝东;姜曹键;侯新东;金中昊;宁立波;

    以复绿工程前后土壤为试验材料,研究高陡岩质边坡复绿后植物地境内微生物群落的变化特征.采用16S rDNA高通量测序和生物信息学方法,分析复绿前后地境微生物的多样性指数、物种组成,以及复绿后地境微生物与土壤理化性质的相关性.结果表明,复绿后地境微生物群落结构更丰富,微生物多样性显著增加,表明植物和地境、岩体之间的相互作用增加了微生物群落的变化;土壤生物和非生物因素之间存在着复杂的相互作用和反馈机制.放线菌门、变形菌门、酸杆菌门及绿弯菌门能有效促进后续移栽植物的生长.

    2025年03期 v.61;No.279 319-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]
  • FeCl3处理对小麦种子萌发过程中抗氧化反应和一氧化氮代谢的影响

    杨颖丽;马蓉蓉;施树倩;张哲;陶宜徽;王自玲;

    以宁春4号小麦种子为实验材料,分析铁胁迫(0.1、 0.3、 0.5和1.0 mmol/L)下种子萌发过程中淀粉动员、抗氧化反应和NO产生等生理特性的变化.结果表明, FeCl_3处理显著地抑制小麦种子的萌发,使萌发种子的淀粉、蔗糖、可溶性糖含量显著升高,淀粉酶活性显著减弱.随着铁浓度的升高及处理时间的延长,萌发种子的丙二醛和活性氧含量显著增加,抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性整体呈现先升高后降低的变化趋势, NO含量以及一氧化氮合酶(NOS)和硝酸还原酶(NR)活性逐渐下降, 0.1 mmol/L FeCl_3处理24 h时的萌发种子中NO含量以及SOD、 POD、 CAT和NOS活性显著升高.二氨基联苯胺和氯化硝基四氮唑蓝染色结果显示FeCl_3浓度依赖性地诱导萌发种子中H2O2和O·2-的积累. 0.1 mmol/L FeCl_3处理下早期萌发种子的TaSOD、TaPOD、 TaCAT和TaNOS较对照显著增强, TaNR显著减弱,延迟萌发种子的TaSOD和TaCAT表达上调, TaNR和TaNOS显著下调.相比较, 0.5 mmol/L FeCl3处理使萌发种子中这些基因的表达下调.铁胁迫减弱了小麦种子萌发过程中的淀粉分解供能,减少了NO的产生,增强了活性氧的积累及其对种子的氧化损伤,最终抑制了小麦种子的萌发.

    2025年03期 v.61;No.279 325-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]

人工智能

  • 煤矿瓦斯爆炸事故安全风险分析及控制

    姜福川;刘培舜;张国庆;李梦林;牛悦;张思宇;

    为控制煤矿瓦斯爆炸事故风险,建立故障树分析-最优/最劣法(BWM)/变精度粗糙集(VPRS)法组合赋权-多准则妥协解排序(VIKOR)风险分析模型,通过人为因素、设备因素、环境因素、管理因素、信息因素5项关键因素建立瓦斯爆炸事故风险的分析指标体系.用BWM确定指标的主观权重,用VPRS确定指标的客观权重,结合最小信息熵原理得出综合权重.根据相关规范及风险分析实践,结合VIKOR法确定风险的分级及对象的风险等级.以优化安全投入结构为切入点进行风险控制,用Cobb-Douglas生产函数对安全投入进行优化.结果表明,该模型对实例煤矿瓦斯爆炸事故的风险评级为Ⅲ级,与实际情况相符.得到该模型较为安全的投入方案,能够有效控制风险且使各项资源得到充分利用.

    2025年03期 v.61;No.279 334-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K]
  • MDS-DeepLabV3+——一种轻量级的复杂山地耕地提取方法

    殷海倩;甘淑;袁希平;朱智富;张家铮;

    针对复杂山地空间异质性显著、耕地信息破碎化严重、提取困难等问题,对DeepLabV3+模型进行改进,基于恐龙谷高分二号卫星影像,构建一种用于复杂山地耕地信息自动提取的MDS-DeepLabV3+模型.使用MobileNetV2作为特征提取器,引入其在ImageNet数据集上的预训练权重,降低复杂度,加速模型拟合;提出密集连接的空间空洞金字塔池化模块与scSE注意力模块结合的DscASPP模块,获取多尺度图像特征,整合空间通道信息.采用CARAFE算子替代原始上采样方法,在较大的感受野范围内聚合上下文信息,实现更准确和高效的特征重建.结果表明,MDS-DeepLabV3+模型平均交并比DeepLabV3+提升6.5%,平均像素准确率增加4.08%,F_1上升4.04%,模型参数量仅有3.97 MB.在禄丰数据集上对各种耕地类型的提取效果均优于其他分割网络,有效降低耕地漏提率和误提率,提取效率及准确性较高.

    2025年03期 v.61;No.279 341-349+356页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K]
  • 基于张量补全算法的极端天气短期风力-光伏发电功率联合预测

    许青;丁坤;徐铭;王新颖;李天寿;刘正英;

    极端天气情景下风力-光伏发电功率的预测数据量较少、随机性较强.针对极端高温场景,建立综合高温指数,实现极端高温场景的判别和数据筛选,提出一种基于张量低秩算法的风力-光伏发电功率数据补全模型,用于修正缺失数据.通过Pearson相关性分析筛选风力-光伏发电功率联合预测输入特征量,构建基于核密度估计的改进型长短期记忆网络的短期风力-光伏联合发电功率预测模型,并以实际数据进行仿真,证明该预测方法具有较高的准确性.

    2025年03期 v.61;No.279 350-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 2224K]
  • 地下装配式建筑施工工期-成本-碳排放的均衡优化

    闫林君;王亚妮;陈慧鑫;刘晶晶;

    为了地下装配式建筑施工关键要素的协调优化控制,以多属性效用函数为主,施工工期为决策变量,建立基于施工工期-成本-碳排放的均衡优化模型.通过分析施工工期-成本-碳排放要素之间的关系,将其以函数形式量化,构建地下装配式施工关键要素的均衡优化目标函数.基于地下装配式施工对关键要素的作用机理,利用网络层次分析法确定均衡优化函数的决策偏好系数,用多种群蚁群协同进化算法得到均衡优化模型的最优解,并在整体模型的最优解下得到各关键要素的较优解.以实例构建施工任务均衡优化函数并进行优化分析.结果表明,当最优效用值μ=0.86时,预制构件关键要素达到均衡最优;当μ=0.87时,现场装配与吊装关键要素达到均衡最优;当μ=0.90时,后浇混凝土关键要素达到均衡最优;当μ=0.86时,养护关键要素达到均衡最优.结论验证了构建的均衡优化函数的合理性以及算法对求解模型的有效性.

    2025年03期 v.61;No.279 357-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K]
  • 基于多策略融合黏菌算法的微电网需求响应优化调度

    鞠向国;张寿明;

    提出一种考虑峰谷电价机制下的激励性需求响应的微电网经济调度模型.为解决传统群智能优化算法寻优精度不高、收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种多策略融合黏菌算法(MFSMA).引入自适应参数以确保MFSMA对搜索空间的彻底搜索;提出最优个体引导策略加快算法收敛并降低搜索的盲目性;引入精英反向学习策略避免算法陷入局部最优解;引入樽海鞘群算法的搜索模式提高算法收敛速度和精度.将MFSMA与其他算法在基准测试函数上进行比较,以验证其优越性,结果证明MFSMA在提高能源利用效率的同时可以最小化发电成本.

    2025年03期 v.61;No.279 364-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 2011K]
  • 基于GWO-BPNN-AdaBoost的巷道摩擦风阻预测模型

    马恒;王硕;高科;

    构建煤矿矿井的巷道摩擦风阻预测模型用于反映矿井的通风阻力特性.以MATLAB为基础,采用灰狼算法(GWO)改进反向传播神经网络(BPNN)与AdaBoost集成学习算法进行模型的训练与优化.用主成分分析法对实测数据中的7个预测特征进行降维处理,提取5个主成分作为模型的输入集,以矿井巷道的摩擦风阻作为模型的输出集,通过GWO-BPNN-AdaBoost模型进行巷道摩擦风阻预测,并以矿井实测数据验证模型预测的准确性.结果表明, GWO-BPNN-AdaBoost模型相较于BPNN-AdaBoost模型,平均相对误差降低3.7%;相较于BPNN模型,平均相对误差降低6.99%,证明该模型具有更高的预测精度,能够作为有效获取或修正矿井巷道摩擦风阻的工具.

    2025年03期 v.61;No.279 373-377+383页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K]

其他

  • 强半-Gorenstein AC-投射模和PGF-模

    安亚敏;陈文静;

    引入强半-Gorenstein AC-投射模,证明在右凝聚环上强半-Gorenstein AC-投射模类与PGF-维数有限的模类的交是PGF-模类.给出强半-Gorenstein AC-投射模类是Gorenstein平坦模类的一些等价刻画.

    2025年03期 v.61;No.279 378-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
  • 面向音频应用的改进型低电源电压灵敏度电阻-电容张弛振荡器

    唐展;黄胜;

    基于GSMC 90 nm BCD工艺,提出一种改进型低电源电压灵敏度的8 MHz高精度电阻-电容张弛振荡器,以解决传统振荡器在电源电压波动时频率稳定性不足的问题.采用低压差线性稳压器为振荡器核心电路提供稳定供电,并引入与电源电压无关的偏置电流电路,显著提升了电源的抑制能力.单比较器动态切换机制有效消除了失调电压的影响,实现了50%的功耗优化.仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,该振荡器的典型输出频率为8.008 MHz,当电源电压在2.5~5.5 V变化时,频率偏差为±0.21%.

    2025年03期 v.61;No.279 384-388+397页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K]
  • 淮河流域洪涝灾害人口暴露度和脆弱性时空演变

    李丹妮;陈煜洲;李亚;王彦;陈兴鹏;

    基于2000—2020年WorldPop淮河流域人口结构分布,运用LISFLOOD-FP栅格的洪水淹没模型,结合不同年龄段人口洪水承灾体稳定性实验结果,构建洪涝受灾人口预估模型,从时间和空间角度对灾害影响下的人口暴露度(PE)和脆弱性(PV)进行分析.结果表明, PE和PV指数的地区差异与地理位置、防洪措施及灾害预防策略的有效性紧密相关;过去20 a多数地区PE、 PV指数下降,灾害管理和预警系统建设效果显著,社区准备和响应能力提升;洪泛区内PV空间分布不均,形成3个PV集聚区, PE较大的地市主要位于淮河上游和下游地区; PE与PV之间并非总是正相关关系;老年和少年人群风险更高,需要更有针对性的保护措施.

    2025年03期 v.61;No.279 389-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 2202K]
  • 微波循环加热对不同含水质量分数煤体的力学及渗流影响

    齐消寒;刘忠桦;刘晓东;张颖;谢文坤;

    为研究微波循环加热(MCH)对不同含水质量分数(w(H_2O))煤岩的力学及渗流特性影响,开展不同w(H_2O)下MCH煤样的常规三轴加载试验.结果表明,在相同w(H_2O)下,MCH煤样的峰值强度小于未MCH煤样,泊松比大于未MCH煤样;经MCH后煤岩在压密、弹性、屈服和破坏各阶段应变波动与集中现象整体呈减弱趋势,局部应力集中现象更明显;未MCH煤样主要呈单剪破坏,破坏裂隙以开度较小的倾斜裂隙为主,MCH后煤样破坏裂隙更加均匀;随w(H_2O)的增高,未MCH煤样渗透率呈线性下降趋势,MCH煤样渗透率呈非线性增长趋势.

    2025年03期 v.61;No.279 398-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 2864K]
  • UHPC-RC组合桥墩轴压性能试验

    欧智菁;林翰钦;陈玮悦;江佳新;

    为研究超高性能混凝土(UHPC)加固钢筋混凝土(RC)圆柱的轴压性能,以UHPC预制管与核心混凝土的界面连接方式(短钢筋连接、光滑连接)为试验参数,开展2根UHPC-RC组合桥墩试件的轴压性能试验,同时用1根UHPC内填素混凝土试件作为对比.结果表明, UHPC-RC组合桥墩试件主要以UHPC预制表面局部剥落、管内部分钢筋屈服为特征,结合面未出现开裂,构件整体破坏.界面间采用短钢筋连接的UHPC-RC组合柱, UHPC外管和内部混凝土的连接效果增强,试件的整体刚度增大,极限承载力小幅提高.用ABAQUS程序建立组合桥墩的有限元计算模型,由有限元参数分析可知, UHPC的强度、径/厚比、混凝土强度、长/细比是影响UHPC-RC组合桥墩轴压性能的重要参数.数值分析结果验证了界面形式采用短钢筋连接的桥墩刚度更大,极限承载力提高.

    2025年03期 v.61;No.279 407-414+421页 [查看摘要][在线阅读][下载 2321K]
  • 毛细力驱动作用下土遗址水盐劣化机制

    朱恬漫;王全成;肖阳;王南;

    为探究毛细力驱动作用下水盐运移过程对土遗址的破坏作用,以兰州市夏官营古城脱盐遗址土为研究对象,采用NaCl溶液、Na_2SO_4溶液、NaCl+Na_2SO_4混合溶液以及去离子水开展毛细-干湿循环试验.通过分析毛细上升规律、表观盐害特征、抗压强度、颗粒分布以及界限含水率等,多尺度解析土遗址的水盐劣化机制.结果显示,前6次循环时毛细水上升速率因土体膨胀增大孔径而持续加快;7~10次循环时上升速率因盐分堆积堵塞孔隙而减缓并趋于稳定.土样盐害发育经历了膨胀、盐析、剥落和掏蚀4个阶段,与现场土遗址的水盐劣化现象高度一致.相较单盐溶液,NaCl+Na_2SO_4混合溶液对土体抗压强度的衰减作用更显著.盐溶液反复作用下土体中黏粒和粉粒含量占比减少约3%,试样由粉质黏土转变为粉土.

    2025年03期 v.61;No.279 415-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 2361K]
  • 应用回复电压微分谱线特征量的油纸绝缘变压器老化诊断

    林智勇;彭铭珵;张达敏;李荣华;吕志盛;

    回复电压曲线包含丰富的变压器绝缘介质老化信息,可用单次回复电压测量(充电时间1 ks)进行变压器油纸绝缘老化分析.提出回复电压微分解谱法分解回复电压曲线所隐含的微观老化信息,确立油纸绝缘变压器等效电路的极化支路数判定方法,用解谱法获得的各子谱线的老化特征量建立综合极化强度■老化评估方法.结果表明,变压器绝缘老化越严重,其■越大,使用■老化评估法能够大幅缩短油纸绝缘变压器老化状态的测试时间,提高诊断效率.

    2025年03期 v.61;No.279 422-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K]
  • 下载本期数据