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  • 土木工程
    庞森, 姜子航, 刘可宁, 吴圆圆
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 25-34. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240112
    摘要 (67) PDF全文 (13) HTML (33)   可视化   收藏

    为拓宽非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)的频率变化范围,基于负刚度原理,通过预压弹簧构造负刚度系统,设计水平向的负刚度NES减震器。利用ABAQUS有限元软件对负刚度NES减震器进行数值模拟,在导杆无摩擦且弹簧不发生侧向屈曲的状态下,分析弹簧行程长宽比、预压缩量、刚度和阻尼比对负刚度NES减震器抗震性能的影响。研究结果表明:在固定弹簧行程长宽比的条件下,增加弹簧的预压缩量,可提高减震器的抗震性能;在固定弹簧预压缩量的条件下,随着弹簧行程长宽比的增大,减震器的承载力逐渐减小,抗震性能下降;弹簧刚度和阻尼比的增加可显著增大减震器的承载力,提高抗震性能。研究结果为负刚度NES减震器的工程应用提供参考。

  • 图像识别与处理
    张在岩, 宋伟东, 邬嘉晨
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 102-112. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240026
    摘要 (91) PDF全文 (9) HTML (32)   可视化   收藏

    针对国内水泥路面病害检测数据集缺乏、规模小、场景单一,以及深度学习算法在复杂场景下泛化能力不足的问题,提出一种基于改进YOLOv5的路面病害检测算法。收集并构建包含11 862张图像的水泥路面病害检测数据集,覆盖9类场景下的3类最常见病害类型;通过融合以IoU度量的 K-Means 聚类算法和遗传算法获取模型训练的先验锚框;在特征增强阶段,引入轻量级上采样模块(CARAFE),减少特征重组过程中的信息损失;引入顾及通道、高度和宽度维度的多维协同注意力模块(MCA),增强多尺度病害特征的辨别力。实验结果表明:所提算法在保持较快推理速度的前提下,F 1分数和平均精确率(mAP)分别达到75.5%和81.6%,优于5种主流的目标检测算法。实例分析表明:基于改进YOLOv5的路面病害检测算法能够满足大规模水泥路面病害智能检测与破损状况评价的实际需求。

  • 力学
    乔建刚, 李娟, 张勇, 李景文
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 93-101. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240072
    摘要 (97) PDF全文 (5) HTML (49)   可视化   收藏

    为探究抗浮锚杆上拔群锚效应机理,提高抗浮锚杆的抗拔承载力,借助接触力学方法建立了抗浮锚杆抗拔承载力的细观力学模型,并利用颗粒流理论建立离散元模型,分析不同工况条件下抗浮锚杆与岩土体之间的力学性能。研究结果表明:基于颗粒流模型的分析方法,能有效分析抗浮锚杆的群锚效应;当锚杆桩距为4D、6D和8D时,轴向应力与剪应力均表现为先增大后减小,最后趋于稳定的趋势;随着桩距不断增加,抗浮锚杆之间的轴向应力呈现先增加后减少的趋势;随着计算时步增加,不同位置处孔隙率呈现先增大后稳定的趋势。研究结论为地下结构工程建设及安全管理提供技术手段。

  • 图像识别与处理
    王洪江, 刘金圣, 赵宏, 赵婷婷, 代钦, 高英才
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 113-119. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240064
    摘要 (49) PDF全文 (4) HTML (36)   可视化   收藏

    为提升电力系统中树线接地故障检测的识别效果,提出一种改进YOLOv8模型。该模型通过插入SimAM注意力机制增强特征表示能力,采用GIoU损失函数提升边界框预测的准确性,提高模型在复杂环境下的故障识别性能。为验证改进YOLOv8模型的性能进行消融实验、SimAM注意力机制模块的插入位置变化实验、损失函数选择实验,以及与其他识别模型的对比实验。实验结果表明:改进YOLOv8模型的识别精确度、召回率、平均精度均最高。该模型有效提高了树线接地故障检测图像的识别精度,为输电线路的智能化运维提供技术支持。

  • 图像识别与处理
    徐煦, 马鹏飞, 司建军, 高国军
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 120-128. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20230491

    为解决光流估计网络在目标边缘分割、运动速度和运动方向不准确的问题,提出基于视频帧间局部相关信息的光流估计网络。运用特征编码器从图像中提取出编码特征,通过上下文网络获取图像的上下文特征。采用下采样处理减小特征尺寸提高计算效率。根据连续两帧光流图像位移较小的特性,提出一种分区计算视觉相似度的方法,构建更为精细的4D相关体。采用残差滤波器和相似卷积块的方法,分别针对相关体和光流信息进行操作,更有效地保留局部微小位移信息。研究结果表明:采用基于视频帧间局部相关信息的光流估计网络进行计算,端点误差分别实现了8.0%和5.7%的优化,显著提升了光流估计的准确性,对复杂场景下光流信息提取更准确。研究结果可为自动驾驶、智能安防等领域提供参考。

  • 矿业工程
    林雪松, 李梦凡, 王东, 赵龙, 刘晟楠, 李沈玲, 桑雨, 王来贵
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 8-16. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240048
    摘要 (37) PDF全文 (3) HTML (18)   可视化   收藏

    为探寻高效、快速促进细煤泥脱水的有效途径,采用改装的空心圆柱扭剪仪进行多组平行试验,对比3载荷连续作用、2载荷同时作用、3载荷同时作用下细煤泥脱水过程与效果。研究结果表明:连续作用最佳脱水方案为挤压-振动-电渗;振动在挤压压力较小或脱水早期效果较好,振动脱水所需时间较短,频率接近固体固有频率时振动脱水效果最佳;电渗在挤压压力较大或脱水后期效果较好,单独挤压基础上每增加一种脱水措施均会产生新增的脱水量,同时缩短脱水时间;在相同载荷水平下,多种脱水措施同时作用的脱水效果优于连续作用。

  • 土木工程
    陈瑞生, 侯向阳, 周小勇
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 35-42. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240076
    摘要 (42) PDF全文 (3) HTML (16)   可视化   收藏

    为研究考虑桩底被动抗力条件下悬臂式钢板桩的变形及嵌固深度,通过查阅文献对大量悬臂式钢板桩基坑支护开展计算,发现在悬臂式钢板桩底部存在一个反向变形弯曲点,根据桩体所受土压力对反弯点的弯矩平衡方程求解反弯点位置,以基坑底面和反弯点将支护结构分为三部分并进行变形受力分析,根据边界条件及连续性条件求解各部分桩体的挠曲方程,计算得到悬臂式钢板桩的嵌固深度。研究结果表明:不同土层、深度的基坑反弯点位置具有一定的规律性,修正方法考虑了反弯点以下土体的被动抗力,更符合悬臂式钢板桩的实际受力情况,计算结果安全性更高。

  • 矿业工程
    李伟, 张博成, 康健, 杨逾
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 1-7. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240003
    摘要 (68) PDF全文 (3) HTML (28)   可视化   收藏

    为探究煤体在不同围压及水力荷载下渗流规律,利用SEM微观扫描图像及二值化分析系统,基于孔裂隙分形特征模型,模拟计算煤岩内部孔隙度及静态渗透率,并通过GDS-DYNTTS型软岩流变仪,开展不同水压-围压耦合场下动态渗流试验。研究结果表明:基于微观结构图像及渗透率模型,利用合理分形维度,可得到较真实的静态渗透率;双场耦合中固定水压不同围压条件下,煤体具备3个不同的渗流阶段:孔隙受压闭合期、孔隙变形缓释期及孔隙变形快速恢复期,当围压高于6 MPa时,渗透率对水压敏感度较低,低于4 MPa时,渗透率随着水压增大呈指数增长;双场动态耦合下,煤体渗透率整体变化趋势出现平台期及急增期2个明显特征。研究结果可为开采卸压后煤层涌水路径、水量估算及突水风险预测提供参考。

  • 土木工程
    谢军, 赵国帆, 黄久鹏, 王小东, 贾吉龙
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 17-24. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20230445
    摘要 (77) PDF全文 (2) HTML (16)   可视化   收藏

    为改善预制挤塑板夹心填充墙与钢筋混凝土框架间的相互作用,开展了缩尺比为1∶2的柔性、半柔性填充摩擦耗能装配式连接填充墙框架和纯框架的低周反复加载试验,分析了预制挤塑板夹心填充墙在新型装配式连接节点下不同填充方式对框架破坏形态、滞回特性、变形等抗震性能的影响。研究结果表明:预制墙-框架间采用半柔性或柔性填充装配式连接与空框架相比,抗震性能有所提升;预制墙-框架间采用半柔性与柔性填充装配式连接相比,在延性、承载力退化方面相差无几,而在框架裂缝开展、刚度、承载力等方面前者表现得更加优越。因此在预制挤塑板夹心填充墙框架间应采用半柔性填充装配式连接构造方式。

  • 土木工程
    阎杰, 庄永程, 杨博, 翁维素, 谢军, 李鸿伟
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 43-51. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240017
    摘要 (48) PDF全文 (2) HTML (14)   可视化   收藏

    为提高再生混凝土中钢筋的抗锈蚀能力,采用煅烧纳米凹凸棒土(CNAT)改善再生混凝土性能,通过电化学加速锈蚀试验和钢筋拉拔试验,研究不同锈蚀时间下CNAT掺量和再生骨料替代率对钢筋锈蚀率、黏结特性及氯离子迁移系数的影响规律,并结合孔径测量结果及扫描电镜表征工具分析再生混凝土的微观结构。研究结果表明:钢筋锈蚀率随再生骨料替代率的增加而增大,随CNAT掺量的增加先减小后趋于稳定;钢筋-混凝土之间的黏结强度和氯离子迁移系数随CNAT掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势;CNAT掺量为6%时,再生混凝土的各项性能最佳;掺入适量的CNAT可改善再生混凝土内部孔隙、裂缝及钢筋-再生混凝土之间的黏结滑移性能。研究结果为提高再生混凝土结构性能提供理论参考。

  • 土木工程
    麻凤海, 张雨
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 52-61. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20230541
    摘要 (25) PDF全文 (2) HTML (22)   可视化   收藏

    为研究上软下硬地层大跨暗挖地铁车站拱盖法施工的力学效应,以大连地铁4号线东南山站为研究背景,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,运用MIDAS-GTS/NX有限元软件,研究地铁车站拱盖法施工全程的围岩变形及稳定性并与现场实测数据对比分析。研究结果表明:地表沉降由车站中线向两侧逐渐递减,影响区域约为车站开挖跨度的2倍;围岩变形和应力具有明显对称性,拱部围岩以沉降为主,高边墙以隆起为主,拱部跨中向隧道净空入侵,大拱脚向围岩入侵;围岩最大主应力均为压应力,拱脚尖角部位存在应力集中现象;围岩塑性区作用位置随车站施工不断变化,最终集中作用于高边墙位置处;通过Peck公式预测地表沉降,验证在上软下硬地层中采用拱盖法施工的可行性,为实际工程施工提供参考。

  • 力学
    张洪涛, 方三陵, 郭佳佳, 刘明周, 谢向东, 张衡, 杜国锋
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 83-92. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20230503
    摘要 (29) PDF全文 (2) HTML (20)   可视化   收藏

    为分析和优化超长悬挑钢支架锚固螺栓的设计方案,建立变参数条件下各锚固螺栓横截面应力计算模型,模拟两种超长悬挑钢支架所有锚固螺栓横截面应力的连续变化过程,分析参数变化对螺栓横截面应力的影响机理。以各个螺栓横截面应力最小为原则,优化悬挑钢支架设计方案,并将其用于实际工程。比较各锚固装置螺栓计算应力与COMSOL模拟应力,得出应力分布云图。数值计算结果表明:超长悬挑钢支架固定在柱上或梁上,当斜撑梁固定于外伸梁3/4长度位置时,所有锚固螺栓横截面所受最大正应力组合和平均切应力组合均最小,水平梁固定段螺栓横截面的平均切应力最大,斜撑梁螺栓横截面的最大正应力最大。研究成果可为超长悬挑钢支架及其锚固装置的设计提供指导。

  • 力学
    尚亚琼, 杨柯红, 蔺国骞, 曹利军
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 62-70. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20230371
    摘要 (36) PDF全文 (2) HTML (17)   可视化   收藏

    为揭示砂泥岩填料在不同配合比下的蠕变力学特性,开展不同配合比下的砂泥岩填料剪切蠕变试验。试验发现填料等时应力-应变曲线具有明显的非线性特征,由此定义反映不同配合比及载荷时间的黏弹性模量,以此描述填料黏弹性变形,建立非定常弹性体来描述瞬时弹性变形,引入SP元件构建表征黏塑性变形的非定常黏塑性体,得到不同配合比下的砂泥岩填料非线性蠕变力学模型。同时采用新建模型和基础模型模拟填料蠕 变试验数据,验证了新建模型的合理性和可行性。研究结论为码头砂泥岩混合填料地基长期稳定性评价提供参考。

  • 力学
    郭天宇, 李慎刚, 刘晋宁, 蒋琛, 籍湛
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2025, 44(01): 71-82. https://doi.org/10.11956/j.issn.1008-0562.20240079
    摘要 (30) PDF全文 (1) HTML (18)   可视化   收藏

    为解决穿越膨胀岩地层的盾构隧道管片受到特殊围岩吸水膨胀变形不利影响的问题,以钠基膨润土、水泥、粉煤灰、河砂、水为原材料配制的盾构壁后注浆浆液作为基体,混掺加入聚丙烯纤维(PPF)和玄武岩纤维(BF),提高注浆结石体的缓冲能力、变形能力和韧性。通过设定不同水平的纤维体积掺量和纤维体积混掺比,探究混杂纤维对注浆浆液性能的影响规律,分析了作用机理,最后建立力学性能预测模型。研究结果表明:混杂纤维的加入对注浆浆液的性能影响显著,特别是对注浆结石体的力学性能有明显的改良增韧效果。研究结论可为混杂纤维在盾构壁后注浆工程的应用提供参考依据。

  • 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.
    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。
  • 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.
    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。
  • 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.
    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。
  • 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.
    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。
  • 韩军, 郭宝龙, 贾冬旭, 马双文, 齐庆新, 朱志洁, 赵善坤, 荣海, CAO Chen
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(05): 524-533.
    为揭示冲击地压的发生机理,分析了多个冲击地压实例,提出冲击地压的新分类及其发生机制。研究结果表明:存在两种不同破坏类型的冲击地压,定义为煤体破碎型和煤体滑动型,前者以煤体的冲击破碎为显著特征,后者以煤体整体冲入巷道内为主要特征。煤体破碎型冲击地压的发生机理为破裂冲击机理,即煤体在高应力作用下破裂后围岩发生弹性回弹,对煤体产生准动态加载,导致煤体发生冲击破坏;煤体滑动型冲击地压的机理为卸载滑脱机理,即特定条件下顶板向上挠曲导致煤层竖直压力降低,竖向夹持力降低的煤体在水平应力作用下整体冲入巷道。研究结论可为冲击地压的分类和精准防治提供指导。
  • 周西华, 张潇文, 白刚, 黄戈
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(05): 534-544.
    为分析煤矿热动力灾害防治理论及技术相关研究现状,提高对煤自燃、瓦斯爆炸及诱发耦合灾害等方面的认识,系统总结了当前煤矿热动力灾害研究的成果,分析研究领域国内外进展及不足。研究结果表明:当前热动力灾害基础理论方面需深入多灾种耦合复杂致灾机理及影响机制的研究,防治技术方面需着力发展精细化、低碳化、智能化防治技术及装备,管理方面需以科学理论为基础,制定合理可行的监管监察防灾治灾临界指标。研究结论为煤矿热动力灾害防治理论及技术进一步发展提供参考。
  • 丁飞, 张祥林, 刘明君
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(06): 761-768.
    为解决内河航道通航时船舶相互遮挡导致的错检和漏检问题,提出一种基于改进YOLOv5模型的内河道船舶检测方法。该方法采用C2f模块以捕捉和融合多尺度特征,增强低级特征的语义信息;引入Shuffle Attention模块强化特征表示,使模型能够聚焦于信息量更大的区域,并有效抑制无关特征;同时,采用Wise-IoU损失函数,有效防止低质量锚框产生有害梯度,加速模型的优化过程。研究结果表明:改进后模型的平均精度mAP@0.5达到98.9%,m AP@0.5:0.95达到79.1%,较原YOLOv5模型分别提高了1.2和2.8个百分点。此外,针对数据集中的6种船舶分别进行实验,实验结果显示各种船舶的检测精度均有提升,其中内河航道常见的矿砂船的mAP@0.5提升了1.5个百分点,mAP@0.5:0.95提升5.9个百分点。研究结论为内河道船舶检测提供了可靠的技术支持。
  • 程凌刚, 刘冈朋, 白江涛, 杨波, 张鑫
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(06): 656-661.
    为判定大直径嵌岩桩基础极限承载力,采用桩基础竖向静载荷试验方法、桩基础承载力理论和泛函数分析方法,构造嵌岩桩系统的势能函数、比能函数,提出嵌岩桩极限承载力判定的比能对比法,即当桩端应力超过嵌岩段桩周岩体的极限抗剪强度时,嵌岩桩达到极限承载状态。研究结果表明:嵌岩桩基础极限承载力与嵌岩深径比、岩体强度呈正相关关系,比能对比法可以客观判定嵌岩桩基础极限承载力。研究结论为大直径嵌岩桩基础极限承载力判定提供新的方法。
  • 姚家李, 姚华彦, 成潇博, 张占荣, 张燕
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(06): 648-655.
    为探究深基坑在开挖过程中的变形与破坏规律,并实现对基坑安全性的定量评估,采用FLAC3D数值模拟软件,结合破坏接近度理论,对基坑开挖过程中土体应力状态进行系统分析,精确量化基坑周边土体的损伤程度及其影响范围。研究结果表明:基坑围护结构的变形呈现出明显的“两端较小、中部较大”的特点;而地表沉降则表现为典型的“凹槽”形态;利用破坏接近度指标可以直观地反映岩土体在施工期间的破坏进程及发展趋势,区分不同区域受到的影响程度。研究结论为量化分析基坑施工风险提供理论参考。
  • 李涛, 张添琦, 吴雨停, 王文博
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(01): 20-29.
    针对现有设计规范进行桩后主动土压力计算时未考虑车辆载荷的动力效应对支护结构影响的问题,在平面滑裂面假定的基础上,结合拟动力学分析方法,考虑车辆动载荷作用下桩后土体受惯性力的影响,推导出车辆载荷作用下主动土压力的计算式,将主动土压力分为动土压力分量和静土压力分量。分析土体容重、桩-土外摩擦角对主动土压力的影响,以及水平振动加速度系数、内摩擦角、行车速度、车桩间距对动土压力的影响,对比分析不同黏聚力情况下的主动土压力分布规律。研究结果表明:桩后动土压力呈非线性分布;在车辆载荷作用下,一个振动周期内桩后主动土压力随滑动面倾角的增大和时间的持续先增大后减小;动土压力幅值随车桩间距的增大而减小,振动周期随车速的增大而增大。
  • 刘艳丽, 张帆, 吕正阳, 王浩, 刘洋
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(01): 77-84.
    为解决传统特征分析加机器学习的电弧故障检测方法的准确率和实时性受到特征参数选取的主观性及特征分析过程的影响问题,搭建了三相多负载并联的串联型电弧故障实验系统,对不同支路、不同相发生电弧故障时的干路电流信号时间序列进行分析。将电流信号进行分类、分段、标准化处理并作为检测模型样本;对深度卷积神经网络模型、长短期记忆网络模型、普通神经网络模型进行架构及训练;通过差分处理对网络模型在线分类结果进行优化分析;以准确度和损失函数值、在线测试速度、优化后多分类识别准确率为评价指标,对比分析了3种模型故障检测及选线效果。研究结果表明:基于深度卷积神经网络的串联型电弧故障检测及选线模型对电机类负载故障检测及选线准确率可达96.77%,对变频器类负载故障检测及选线准确率可到98%,准确率高于近几年其他三相回路电弧故障检测模型。
  • 赵丽娟, 张展鹏, 曹正, 尚祖恩, 吴天谷, 李文亮, 孙强
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(02): 195-201.
    针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符(PID)相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。
  • 郭超, 徐晨, 杜思宏
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(02): 156-162.
    为研究抚顺西露天矿边坡中泥岩蠕变特征,利用ITZ-1型三轴剪切仪,采用陈氏分级加载法对抚顺西露天矿边坡中的岩样进行蠕变试验,获得岩样蠕变曲线。对试验数据进行数值拟合得到改进的Burgers模型基本参数,在ABAQUS有限元分析软件中对改进的Burgers模型二次开发编写UMAT子程序。通过Python脚本结合Voronoi多边形法建立岩石介观结构模型,模拟得出岩样蠕变曲线,分析试验蠕变曲线及数值模拟得出的介观尺度损伤。研究结果表明:抚顺西露天矿边坡中泥岩具有减速和等速蠕变阶段特性,岩石介观模型模拟所得蠕变结果与试验结果误差较小,泥岩中沿轴向生长的介观结构更易发生损伤、破坏。所建岩石介观模型可以更精确地模拟岩石介观结构特征,为工程实际中的岩石力学仿真模拟提供参考。
  • 李延河, 郭明功, 张肖洋, 孙维吉, 房胜杰
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(02): 143-149.
    为探究平煤股份八矿超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层的影响,采用相似材料模拟实验分析超远距离下组煤层超前开采上覆煤岩层裂隙及应力演化规律,并进行现场验证。研究结果表明:超远距离下组煤层超前开采条件下,随工作面推进,上覆煤岩层裂隙率呈先上升后平稳的趋势,当工作面从187 m推进至272 m,裂隙发育最快;超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层有卸压效果,但与常规情况下相比卸压滞后距离较大;上覆岩层卸压比戊组煤层大;通过现场验证发现,随工作面推进,矿压呈先上升再下降后稳定的趋势,并将工作面区域分为未干扰区、应力集中区、卸压区和稳定区。研究结论可为平煤矿区远距离下组煤层超前开采、上组煤层工作面瓦斯防治和采区工作面采掘部署提供参考。
  • 阎杰, 赖镇泉, 左军鹏, 庄永程, 谢军
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(02): 163-170.
    为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土(NMK)部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土(IRC),进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜(SEM)及氮吸附法(BJH)研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明:铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。
  • 王来贵, 纪宇轩, 赵娜
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(03): 257-264.
    为分析废弃矿坑改造成蓄水湖时充水高度对内排土场边坡稳定性的影响,采用室内相似试验、数值模拟和理论分析的方法对不同水位高度下内排土场边坡稳定性进行研究。研究结果表明:随着充水高度的增加,浸润线运移速度、边坡最大位移、孔隙水压力和边坡土体受到的压力整体呈增长趋势。充水高度越大,边坡倾角越大,边坡稳定系数越低。研究结论为露天煤矿改造成蓄水湖或蓄能水电站项目工程提供参考。
  • 范超军, 张鑫鹏, 杨雷, 富向, 杨振华, 李胜
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(03): 279-287.
    为厘清煤与瓦斯突出事故的发生规律,从时间和空间2个维度,对1950—2022年中国煤与瓦斯突出事故进行统计分析并提出防突措施与建议。研究结果表明:1950—2022年中国煤与瓦斯突出事故的时间分布特征可划分为大幅上升时期(1950—1980年)、持续好转时期(1981—2000年)和稳定下降时期(2001—2022年)。空间分布特征为范围广、较集中、南多北少、南重北轻。煤与瓦斯突出事故发生次数随时间逐渐减少,死亡人数与煤矿事故总死亡人数之比随时间波动上涨。煤与瓦斯突出矿井的空间分布总体呈南多北少的特点。研究结果为中国煤与瓦斯突出事故防治提供参考。
  • 钱韫竹, 吕欢欢
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(03): 366-372.
    针对高光谱遥感影像数据中存在较多冗余信息的问题,以染色体的信息量排序为基础,构建联合条件互信息和多元互信息的适应度函数,提高所选特征可以提供的信息量,将适应度函数作为差分进化算法的评价标准,通过最大化适应度函数获得最优特征子集,提出一种新型光谱特征选择算法,使用每条染色体中所选特征的信息量来计算相关性。实验结果表明:在16类地物中该算法在9类上分类准确度最高,说明将基于信息量的相关性的估算作为适应度函数与群体智能优化算法相结合能更好地应用于高光谱遥感影像的光谱特征选择。
  • 张涛, 蔡敏, 孙闯, 单灿灿, 孙昌兴, 郑永磊
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(04): 425-433.
    为研究膨胀土硬质地层振动载荷沉桩的挤土效应,基于膨胀土剪切膨胀、遇水软化的力学特性,提出“水冲法”辅助沉桩关键技术,通过现场试验和有限元模拟,得到H型、O型钢板桩沉桩时桩周土体深层水平位移、深层土压力的变化规律。研究表明:桩周土体的深层水平位移、深层土压力均与土层性质、土层深度密切相关,膨胀土的剪胀作用能够显著增强沉桩的挤土效应。与未采取辅助措施相比,采取“水冲法”辅助措施后,桩周土体的深层水平位移、深层土压力的最大值均可减小50%以上。“水冲法”辅助措施可显著削弱沉桩对周边环境的不利影响,为组合钢板桩支护技术的设计与施工提供重要的技术支撑。
  • 王雨萌, 吴佳, 章小龙, 张潮, 李国敏, 宋建邦
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(04): 417-424.
    为获取较为准确可靠的岩土参数值,提升岩土工程勘察效率,以黄石市区第四系全新统湖积层(Q4l)淤泥质土和第四系上更新统残积层(Q3el)粉质黏土为研究对象,采用灰色关联分析法分析土层各岩土参数之间的关联程度,建立逐步回归模型,得到力学参数的经验公式。研究结果表明:土体的力学参数与其物理参数存在联系,确定了黄石市区两类典型土体的力学参数与物理参数相关度;逐步回归模型得到的力学参数与物理参数之间的经验公式拟合效果较好。研究结论为岩土工程勘察相关参数的快速获取及标定提供参考。
  • 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.
    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。
  • 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.
    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。
  • 彭继慎, 马龙泽, 孙梦宇, 刘金龙
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(05): 625-632.
    为解决传统巡检图像检测方法对电力设备小目标缺陷检测能力弱、错检和漏检率高、浅层网络语义信息不足等问题,提出针对电力设备小目标缺陷的多尺度特征融合增强检测模型(multi-scale feature fusion enhanced youonlylookonce,MFFE-YOLO)。该方法设计了一种多尺度特征融合增强机制(multi-scalefeaturefusion enhancement,MFFE),能够更全面地捕捉目标特征。研究表明:在C2f-EF模块中嵌入跨空间学习多尺度注意力机制EMA以及FasterNet Block,能够优化模型的运行效率;MFFE-YOLO方法的平均精度、参数量和帧率指标均优于其他方法,能够实现高精度与实时性之间的良好平衡。
  • 曹佃光, 张伟, 张伟光, 祝铭阳
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(06): 682-691.
    为研究老化对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青自愈合能力的影响,建立SBS改性沥青分子模型,并通过计算玻璃化转变温度、内聚能密度、溶解度参数验证其合理性。在此基础上,建立SBS改性沥青自愈合模型,评价不同老化条件下SBS改性沥青的自愈合性能。研究结果表明:常温条件下,沥青老化和SBS老化均会降低SBS改性沥青的自愈合能力,其中,沥青老化对SBS改性沥青自愈合能力的影响较大,SBS老化对改性沥青自愈合能力的影响较小。与“基质沥青+SBS”自愈合模型相比,“老化沥青+老化SBS”自愈合模型的裂纹修复时间明显延长。对沥青进行再生恢复是改善老化后沥青混合料裂纹修复性能的关键。研究结果为优化道路沥青材料的开发设计提供理论参考。
  • 贾进章, 尚文天, 雷涛, 李欣垚
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(05): 545-555.
    针对传统矿井通风技术智能化方面存在的不足,采用文献调研的方法,通过分析现有研究,从系统通风、局部通风、矿井智能通风理念、生产时期智能通风、灾变时期智能通风5个方面进行梳理与总结,探讨矿井智能通风系统的发展进程与技术趋势。研究结果表明:矿井智能通风的基础理论尚不完善,基于监测数据的实时仿真和按需调节技术仍需进一步研究,灾变时期的智能决策与控制将成为未来的重点研究方向。研究结论为矿井智能通风的理论发展和应用提供参考。
  • 王东, 王艳婷, 李广贺, 张周爱, 周志伟, 丁春健
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2024, 43(05): 515-523.
    针对滑坡分级预警方法准确率低、预警重复率高、不具有普适性的问题,基于滑坡过程中位移演化的统计学特征,利用正态性检验原理,建立基于表面位移与深部位移信息相结合的滑面超前辨识与滑坡分级预警方法。对表面位移速度、表面位移加速度、深部位移错动量进行正态性检验,由此判断滑坡启动、滑坡加速和滑坡加加速的三级预警时间,通过工程实例验证了三级预警时间的准确性、推断的滑面位置的合理性。研究结论可丰富滑坡预警理论及方法,提高预警精度,为露天矿边坡工程设计提供参考。