2025年, 第44卷, 第02期　
刊出日期：2025-02-25

  

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  路面结构病害三维探地雷达图谱特征研究

  门光誉, 陈维斌, 徐腾飞, 张伟光, 佘旭晖

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 129-137.

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  为解决三维探地雷达（3D GPR）用于沥青路面结构病害检测时图谱信息解译困难的问题，基于三维探地雷达对湖北随岳高速进行实地数据采集，结合卷积神经网络辅助分析，获得结构病害疑似点位并对疑似点位进行取芯检验，验证病害识别与反射裂缝尺寸计算的准确性，分析3类常见结构病害的图谱特征。研究结果表明：不同结构病害在三维探地雷达图谱中的表现形式差异明显，基于三维图谱的反射裂缝尺寸推理方法可靠性较高。研究结论为三维探地雷达回波图谱自动解译技术的广泛应用提供借鉴。
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  甘肃省BDS PPP精度分析及在地震位移监测中的应用

  赵亮, 杨南南, 徐爱功

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 138-145.

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  为研究甘肃省内北斗导航卫星系统（BDS）精密单点定位（PPP）性能，提出一种单北斗及包含北斗的多系统组合精度分析方法，并分析BDS对地震中连续运行参考站（CORS）位移监测的可行性。基于甘肃省北斗卫星导航定位基准站网实测多频多模观测数据，结合相位偏差改正模型，采用无电离层组合模糊度固定（AR）算法，从定位精度、卫星空间分布及位置精度因子（PDOP）等多方面评估定位结果，利用静态和动态PPP-AR计算临夏积石山地震震中LXJS测站位移变化量。研究结果表明：单北斗BDS-3 (B3)定位精度优于B2/B3和B2，多系统组合GPS/GLONASS/Galileo/BDS-3 (G/R/E/B3)优于G/R/E/B2/B3和G/R/E/B2；多系统组合G/R/E/B3优于单北斗B3,Up方向定位精度至少提升了40%；由于B2受空间卫星分布不均匀、卫星轨道及钟差误差较大等因素影响，单北斗B2/B3和多系统组合G/R/E/B2/B3出现了PDOP值减小而定位精度下降的现象。研究结论为毫米级地震位移监测提供参考。
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  邢台市西部山区滑坡易发性的多模型对比分析

  赵建青, 顾福计, 钱龙, 马百衡, 朱小龙, 姜俊杰, 王奇智, 梁小勇, 尹超

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 146-156.

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  针对邢台市西部山区滑坡灾害频发问题，采用信息量模型，分别耦合层次分析法、熵权法、组合赋权法、随机森林模型对滑坡易发性进行分析。选取12个评价指标，分别进行主观权重、客观权重、综合权重以及信息量值计算，并训练随机森林模型；对4个模型的评价结果进行可靠性分析。研究结果表明，降雨量、地层岩性和坡度对研究区滑坡灾害的影响较大，信息量耦合随机森林模型精度最高，且具有较好的适用性。研究结论为复杂地质环境下的滑坡易发性评估提供参考。
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  露天矿倾斜内排压帮边坡稳定性控制方法研究

  赵建疆, 曹兰柱, 马文哲, 买吾拉尼江·莫合特尔

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 157-165.

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  为研究露天矿倾斜煤层下横采内排追踪压帮边坡稳定性控制开采方法，以准东露天矿首采区东帮边坡为工程背景，采用二维与三维相结合的方法，基于极限平衡法和数值模拟方法对东帮边坡稳定性进行分析，确定内排压帮的最优追踪距离；基于内排空间利用最大化的工程条件，建立排土线布置的数学表达式，确定采场和内排土场工作线布置方案。研究结果表明：首采区东帮边坡稳定性与追踪距离、边坡角呈负相关，内排压帮的最优追踪距离为50 m，内排工作线布置方向为22°；与内排土场工作线与采场工作线平行发展方案相比，安全与经济效益提升显著。研究结果可为露天煤矿内排追踪压帮技术提供新的解决方案。
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  开挖蓄水条件下边坡破坏机理及稳定性研究

  费晓欧, 缪海宾, 陆丹丹

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 166-174.

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  为研究开挖蓄水对边坡上部重要建（构）筑物的影响，利用物理实验探究开挖和蓄水过程中边坡岩体的应力、变形、地表沉降以及孔隙水压力的变化情况，对开挖扰动以及蓄水的作用下边坡体与断层构造带变形、破坏特征及其规律进行分析。研究结果表明：开挖会导致岩体应力重新分布，近坡面应力变化较大，开挖时上盘岩体在自重力的作用下会沿断层破碎带产生相对错动。蓄水初期，边坡坡体表面受到动静水压力作用产生压密变形，内部孔隙水压力升高，边坡向临空向变形，坡顶出现沉降趋势。实验结果可为高陡露天煤矿滑坡防控提供理论参考。
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  深埋隧洞中黏结型锚固系统的黏结性能研究

  夏洪春, 严滑钧, 朱训国, 张传庆, 郭利军, 薛子钎

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 175-185.

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  为研究深埋隧洞中黏结型锚固系统的黏结性能，保证深部隧道开挖安全，以锦屏二级水电站2#引水深埋隧洞的高应力条件为研究背景，采用数值模拟、试验和监测相结合的方法，研究隧洞开挖与锚杆拉拔过程中的黏结性能。研究结果表明：开挖后围岩应力会发生重分布，围压总体上随开挖深度的增大而增大，围岩应力呈不均匀性，出现局部失稳现象；当围岩的强度增大时，黏结型锚杆的剪应力峰值随之增大，达到峰值后，剪应力的衰减幅度变大；锚杆的受力过程可分为弹性、塑性软化和完全滑移3个阶段，最终完全失效；当锚杆体-注浆体直径差为6～9 mm时，黏结性能最优。研究结果可为黏结型锚杆在深埋隧洞等地下工程中的应用提供参考。
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  组合机器学习模型基坑沉降变形预测方法研究

  马雪利, 姚华彦, 朱勇超, 汪明武, 成潇博, 朱艺媛

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 186-193.

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  为实现基坑地表沉降高精度预测，采用卷积神经网络、BP神经网络和长短期记忆神经网络算法构建基坑沉降变形基础预测模型，基于熵值法和CRITIC权重法建立组合预测模型，并以基坑变形监测数据为基础，对单一预测模型和组合预测模型的预测精度进行评估。研究结果表明：与单一预测模型相比，熵值法组合预测模型的平均绝对误差最大降低91.80%，均方误差最大降低99.40%，平均绝对百分比误差最大降低91.50%;CRITIC法组合预测模型的平均绝对误差最大降低86.04%，均方误差最大降低98.19%，平均绝对百分比误差最大降低85.52%，组合预测模型比单一预测模型的性能更优。研究结果可为提高基坑地表沉降预测精度及保障基坑施工安全提供参考。
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  铁尾矿掺合料对砂浆强度及收缩开裂性能影响研究

  余子康, 马欣蕊, 崔佳祺, 许达, 杨明镜, 孙建恒

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 194-201.

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  为解决铁尾矿大量堆存引发的环境问题，探究铁尾矿在建材领域的资源化利用。采用比表面积为472 m2/kg的铁尾矿粉（472ITP），以及比表面积分别为320 m2/kg、430 m2/kg的铁尾矿泥（320ITM、430ITM）作为砂浆掺合料，研究不同掺量的铁尾矿对砂浆强度和收缩开裂性能的影响。研究结果表明：在掺量为10%时，472ITP10和430ITM10在7 d和28 d的抗压强度和抗折强度未出现下降；当掺量为20%时，320ITM20抗压强度最高，砂浆的收缩应变减少33.03%～38.54%。综合考虑铁尾矿掺合料对砂浆强度与收缩性能的影响，认为铁尾矿粉及铁尾矿泥的掺量以20%最佳。研究结论可为铁尾矿掺合料在砂浆中的应用提供理论参考。
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  预应力UHPC加固损伤梁抗弯性能参数分析与优化布设研究

  黄颖, 王黎园

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 202-210.

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  为优化超高性能混凝土（UHPC）加固层布设并提升其性能，采用数值模拟及试验对比方法，分别利用无配筋UHPC、普通配筋UHPC、预应力UHPC加固损伤RC空心板梁，研究不同加固状态下梁体的受力性能及加固层厚度、长度、预应力对梁体加固效果的影响。研究结果表明：与普通配筋UHPC加固相比，预应力UHPC加固能改善梁体应力状态，有效地约束裂缝的发展，极大地提高被加固空心板梁的承载力和刚度，梁体的开裂载荷、屈服载荷和抗弯极限承载力均提升显著，加固防护更加高效耐久；对比分析加固层厚度、长度、预应力等参数变化，提出加固层优化建议。研究结果可为UHPC加固损伤梁体设计提供参考。
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  计及SOC约束的构网型混合储能系统惯量自适应及二次调整控制

  张翔, 余凌, 张强, 刘文豪

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 211-218.

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  针对虚拟同步发电机控制的构网型储能变流器难以随意改变虚拟惯量、暂态支撑系统频率能力不足的问题，在传统构网型储能变流器惯量自适应控制的基础上，提出一种计及混合储能系统中超级电容器荷电状态的惯量二次调整方法，通过控制不同类型电池出力以响应频率扰动信号中的高、低频分量，实现对系统的有功支撑。构建了RTLAB硬件在环实验平台，对比分析不同惯量控制策略。结果表明，所提策略既能防止超级电容器过充、过放，又能改善超级电容器瞬态过程的输出特性，有效提升构网型储能变流器暂态支撑能力。
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  基于交变电磁场的管道裂纹检测方法

  田野, 陈海艳, 李坤, 丁融, 杨理践

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 219-225.

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  为实现管道裂纹缺陷的有效检测，提出一种基于交变电磁场的裂纹检测方法，实现不同走向裂纹的有效检测。建立交变电磁场检测数学模型，结合“U”型传感器的基本结构研究交变电磁场的检测原理，分析管道表面产生的电磁场分布规律；通过有限元仿真提取周向与轴向裂纹引起的畸变磁场信号并进行特征分析；搭建实验平台，通过实验验证裂纹缺陷深度对检测信号的影响。研究结果表明：“U”型检测结构能够对管道表面周、轴向裂纹进行有效检测；当存在周向裂纹时，交流漏磁场起主导检测作用，当存在轴向裂纹时，涡流起主导检测作用，可根据二者z轴分量呈反向的信号特征实现裂纹走向的判断。研究结论为管道裂纹检测提供了新思路。
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  基于动态隔离的工业互联网恶意软件传播模型研究

  王军, 杨璐, 杨子钰, 付强

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 226-236.

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  为更真实地描述恶意软件在工业互联网中的传播动态行为，基于动力学系统理论，引入时延因素，构建可变隔离率的时延恶意软件传播模型。针对恶意软件感染早期阶段感染节点数量较小的特点，模型根据感染主机数量的变化动态调整隔离率；对模型进行数值分析和仿真实验，结合理论推导得出Hopf分岔的阈值。研究结果表明：时延的存在导致系统出现Hopf分岔现象，当时延小于阈值时，系统保持稳定；当时延超过阈值时，系统呈现不稳定状态。表明该模型能够更准确地预测恶意软件传播的动态过程。研究结论为工业互联网安全防护策略的制定提供理论依据。
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  基于修正q-威布尔分布的矿用卡车可靠性分析

  刘威, 高琪, 刘光伟, 白润才, 朱乙鑫

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 237-246.

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  为了更加准确地描述露天矿矿用卡车的失效规律，提高可靠性分析的准确性，构建了一种新的alpha变换。在此基础上，提出了一种四参数修正q-威布尔分布模型，并采用蜣螂优化算法与极大似然估计相结合的方式对模型的参数进行估计。通过实例对比验证了使用修正q-威布尔分布模型评估矿用卡车可靠性的合理性和有效性。数值试验结果表明，利用修正q-威布尔分布模型对矿用卡车故障间隔时间进行分析，制定相应的预防性维修周期能够更好地保障矿用卡车安全、稳定运行。
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  改进搜索机制的自适应t分布麻雀搜索算法

  高思慧, 吴克晴, 何斌

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2025, 44(02): 247-256.

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  针对麻雀搜索算法在寻优过程中容易陷入局部最优、依赖种群初始化等缺陷，提出一种改进搜索机制的自适应t分布麻雀搜索算法（ATSSA）。引入Bernoulli混沌映射来获得高质量的初始种群；受鱼鹰优化算法中鱼鹰捕鱼方式的启发，改进发现者搜索机制，使发现者在寻优过程中表现出更大的灵活性，从而增强算法的勘探能力；根据概率引入自适应t分布算子进行扰动，以提升算法的收敛速度；采用黄金正弦策略来改变警觉者位置，提高算法的收敛能力。在14个基准函数上进行测试并进行Wilcoxon秩和检验来验证算法的性能。研究结果表明，ATSSA具有良好的寻优效果和鲁棒性。