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振动与冲击 2025年第7期44卷 132-145页

作者：李廷辉刘金龙李晓丽王燕计静东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省寒区新能源热利用及防灾减灾重点实验室黑龙江大庆163318 黑龙江省教育厅防灾减灾及防护工程重点实验室黑龙江大庆163318 中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080

提出了一种考虑恢复过程的混凝土桥梁结构抗震概率韧性评估方法,该方法基于暴露在恶劣环境下的混凝土结构生命周期分析的一般方法,以各破坏状态下的时变抗震能力作为功能指标,将灾害发生后残余功能和恢复过程与地震事件发生的时间联系... 详细信息

提出了一种考虑恢复过程的混凝土桥梁结构抗震概率韧性评估方法,该方法基于暴露在恶劣环境下的混凝土结构生命周期分析的一般方法,以各破坏状态下的时变抗震能力作为功能指标,将灾害发生后残余功能和恢复过程与地震事件发生的时间联系起来。通过对时变桥梁易损性模型进行抽样获得桥梁地震破坏样本,结合时变功能指标,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)解决资源约束调度问题(resource constrained project scheduling problem,RCPSP),给出了桥梁震后的具体恢复过程,最终得到了桥梁结构服役期间的抗震韧性。结果发现,当不考虑时变功能时,计算得到的桥梁抗震韧性要明显大于考虑时变功能计算得到的抗震韧性,这样会高估桥梁抵抗地震灾害及从中恢复的能力,不利于震后恢复工作的展开。选取的控制时间(t_(h)-t_(0))要合理,如果使控制时间(t_(h)-t_(0))过小,计算得到的桥梁抗震韧性普遍为0,此时就不能很好地表达桥梁的抗震韧性。

关键词：时变功能抗震韧性遗传算法(GA) 资源约束调度问题(RCPSP)

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二维有自由面渗流问题的等几何分析求解

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计算力学学报 2025年

作者：王闯江巍欧阳晔吴怡郑宏三峡库区地质灾害教育部重点实验室防灾减灾湖北省重点实验室三峡大学土木与建筑学院北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

采用传统移动网格法求解有自由面渗流问题时，自由面迭代修正引发的计算网格调整由于受有限元单元形状限制往往不便。借鉴等几何结构优化的思路，将自由面确定问题视为饱和区上界曲线的位置优化问题。针对二维问题将饱和区表征为NURBS... 详细信息

采用传统移动网格法求解有自由面渗流问题时，自由面迭代修正引发的计算网格调整由于受有限元单元形状限制往往不便。借鉴等几何结构优化的思路，将自由面确定问题视为饱和区上界曲线的位置优化问题。针对二维问题将饱和区表征为NURBS曲面，使用等几何分析求解渗流场，以自由面控制点水头值和纵坐标差异最小为目标进行优化，获得最终的自由面位置。通过将自由面控制点纵坐标修改为其水头值实现自由面的更新，渗流区域的NURBS曲面将自动重新生成从而完成计算网格调整。采用均质矩形土坝、均质梯形土坝、非均质矩形土坝等数值算例验证本文方法的有效性和实用性。结果表明：本文提出方法可有效求解二维有自由面渗流问题且具备良好的数值精度；同时可实现自由面修改后计算网格的实时快捷更新，克服传统移动网格法网格调整不便的局限性。

关键词：有自由面渗流问题移动网格法等几何分析优化

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煤矿井下采掘机械截割产尘机理研究进展

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第3期65卷 414-432页

作者：周文东崔宴伟王和堂任戈辉崔馨月王昊沈傲杰南京信息工程大学应急管理学院南京210044 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室徐州221116 山东科技大学山东省矿山灾害预防控制重点实验室青岛266590

粉尘对煤矿井下作业环境造成重大危害,高浓度粉尘不仅增加了作业人员罹患尘肺病的风险,还会引起煤尘/瓦斯煤尘爆炸事故,严重影响煤矿企业生产安全。煤矿采掘工作面采掘机械截割煤岩作业是产生粉尘的主要源头,深入理解截割产尘机理是实... 详细信息

粉尘对煤矿井下作业环境造成重大危害,高浓度粉尘不仅增加了作业人员罹患尘肺病的风险,还会引起煤尘/瓦斯煤尘爆炸事故,严重影响煤矿企业生产安全。煤矿采掘工作面采掘机械截割煤岩作业是产生粉尘的主要源头,深入理解截割产尘机理是实现粉尘源头高效治理的关键。该文主要从截割产尘行为、研究方法和影响机制3方面综述了煤矿井下采掘机械截割产尘机理的研究进展。在截割产尘行为方面,总结了截割力理论计算模型和截割时煤岩体破碎产尘过程,并分析了煤岩体破碎产尘过程的能量转化机制;在研究方法方面,介绍了国内外学者通过自主搭建实验平台进行的物理实验和基于有限元或离散元方法的数值模拟软件在截割产尘研究中的应用;在影响机制方面,探讨了煤岩体性质和截割机械工况参数等内外因素对截割产尘的影响。该文针对当前采掘机械截割产尘机理研究存在的难点,提出了可能的研究方向。该文研究结果可为国内外学者研究煤矿粉尘治理技术提供参考。

关键词：煤矿地下开采粉尘采掘机械产尘机理

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区域医疗系统抗震韧性综述

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 1-12页

作者：裴顺顺翟长海胡杰结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务。如何综合考虑区域范围内多家医院和交通... 详细信息

韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务。如何综合考虑区域范围内多家医院和交通系统的安全性、应急响应能力、多系统的整合与协作,有效评估区域医疗系统的抗震韧性水平,并提出科学的改进建议,对建设韧性城乡具有重要的理论意义。本文通过梳理国内外文献,阐明了区域医疗系统韧性的概念和内涵,总结了地震后短期应急和长期修复两个阶段韧性评估的重点,归纳了现有区域医疗系统韧性的评估框架,从医院集群系统、面向医疗的交通系统、应急医疗服务系统和医疗-交通耦合系统4个方面阐述了现有评估方法。区域医疗系统韧性的研究旨在提高其面对灾害时的抵抗性、短期适应性和长期恢复性,这些研究对于满足紧急和日常的医疗需求以及指导灾后恢复具有重要意义。目前区域医疗系统抗震韧性的研究取得了一些进展,但仍然存在一些挑战,本文最后展望了未来的研究方向。

关键词：区域医疗系统单体医院交通系统抗震韧性功能评估恢复时间

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矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

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工程科学学报 2025年第2期47卷 215-223页

作者：杜岩张洪达谢谟文蒋宇静张明贾北凝北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室淮南232001 北京综建科技有限公司北京100007

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研... 详细信息

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

关键词：采空区边坡动态稳定性评价采空区沉降锁固段沉降位移比

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暴雨型泥石流特征参数反演方法及透水格栅效能评价研究

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水力发电学报 2025年第2期44卷 1-14页

作者：林川林彦喆林威伟郭朝旭黄学钊杜哲镓潘依琳福州大学土木工程学院福州350108 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002 福建省地质灾害重点实验室福州350002 福建省地质工程勘察院福州350002

我国东南沿海地区丘陵山地广布,在台风暴雨等因素激发下,各类地质灾害频发。该地区由暴雨引发的泥石流灾害具有突发性、群发性和破坏性特点,当此类灾害发生在临近河道沟谷时,可能冲击水工建筑物甚至造成堵江等严重危害。由于灾害过程的... 详细信息

我国东南沿海地区丘陵山地广布,在台风暴雨等因素激发下,各类地质灾害频发。该地区由暴雨引发的泥石流灾害具有突发性、群发性和破坏性特点,当此类灾害发生在临近河道沟谷时,可能冲击水工建筑物甚至造成堵江等严重危害。由于灾害过程的高度不确定性,有效的动力学参数反演方法对分析灾害演化特征和制定有效的减灾措施具有重要意义。本研究以“5·8泰宁泥石流”事件为案例,提出了一种基于多输出支持向量回归机(MSVR)子模型的参数反演方法。首先,在泥石流动力学计算模型Geoflow_SPH的基础上,构建并行调用框架,对包含内摩擦角、容重、平均物源厚度的触发特征参数组合进行数值模拟,生成了包含输入参数和运动特征的初始训练样本。随后,将该样本集(1000组)按比例划分训练集和测试集,并结合网格搜索技术训练得到M-SVR子模型。再后,使用该子模型对所建反演计算细分样本集(8000组)进行预测计算,以地勘报告中记录的3处控制断面泥石流流通速度为基准,通过计算预测结果的均方误差(MSE),筛选出MSE值最小的参数组合作为最终的反演结果。最后,进一步分析透水格栅结构在阻滞泥石流运动和控制影响范围的作用。研究成果有助于明晰暴雨型泥石流的灾害演化规律,为减灾措施的科学应用提供理论支撑。

关键词：泥石流多输出支持向量回归参数反演透水格栅

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冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能研究

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煤炭科学技术 2025年第2期53卷 81-95页

作者：崔峰罗钟来兴平陈建强彭宝山邹磊刘旭东西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054 新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830023 新疆工程学院新疆煤炭绿色智能开采工程研究中心新疆乌鲁木齐830023 国家能源集团国源电力有限公司北京100000 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳712000 国家能源集团新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830002

我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定... 详细信息

我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定与产能提升问题,利用理论分析、现场监测等研究方法,完成了含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学划分,分析了冲击地压矿井不同的采煤方法、开采顺序、开采布局下采煤面扰动响应特征,建立了冲击地压矿井科学产能的确定方法,提出了冲击地压矿井产能科学提升的顶层设计与实践方法。研究结果表明:明确了冲击地压矿井冲击倾向性鉴定与冲击危险性确定的必要性,实现含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学规划;研究了采煤方法、开采顺序与布局以及开采参数对采煤面扰动响应特征,得出了冲击地压矿井采煤面科学设计的系统性方法,为冲击地压矿井产能提升创造条件;提出了冲击地压矿井产能确定的技术路径,基于采动力学构建了“分阶段、分区域、分时期、看卸压力度、看历史防控水平”的冲击地压矿井采煤面推进速度确定方法;构建了冲击地压矿井产能提升的顶层设计,明确指出了控制产能的关键是产能提升所带来的冲击危险性,实现采动强度与卸压力度平衡,降低冲击危险性,从而有效的进行产能提升。构建了冲击地压矿井从井田范围科学规划、采煤面科学设计到产能科学确定及科学提升产能的一体化技术路径,为冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能提供了科学指导。

关键词：冲击地压矿井科学产能科学提升产能采动强度卸压力度

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风暴潮灾害下沿海城市变电站断电预警

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电网技术 2025年第2期49卷 481-489,I0029页

作者：尹奕堃陈厚合胡枭高扬马溯陈好杰东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 长春工程学院电气与信息工程学院吉林省长春市130012 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网淄博供电公司山东省淄博市255000

风暴潮灾害会导致停电,需要先进的态势感知技术确保风暴潮期间的电网安全。以往的研究都是针对台风灾害而设计的,并没有考虑到风暴潮对变电站的影响。为了解决以上问题,提出一个能够感知风暴潮期间电网安全态势的框架,利用地理、气象数... 详细信息

风暴潮灾害会导致停电,需要先进的态势感知技术确保风暴潮期间的电网安全。以往的研究都是针对台风灾害而设计的,并没有考虑到风暴潮对变电站的影响。为了解决以上问题,提出一个能够感知风暴潮期间电网安全态势的框架,利用地理、气象数据和电力设备信息,对变电站发出停电警告。首先,采用ArcGIS 10.8地理信息系统收集沿海城市的高分辨率激光雷达数据,从而构建能够实现镜像计算的数字孪生体。然后,将地理、气象数据和电力设备信息输入Stacking模型,实现确定性和概率性的停电预警。最后,将该框架应用于一个中国沿海城市。结果表明,上述框架在不同尺度的数据集上都具备有效性和准确性。

关键词：镜像计算人工智能风暴潮灾害电网安全

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煤矿深部巷道碎胀大变形灾害控制及大变形灾变环境下TBM快速成巷技术

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煤炭学报 2025年第1期50卷 224-244页

作者：刘泉声刘滨唐彬康永水卢海峰朱元广黄兴潘玉丛邓鹏海孙磊唐永志卢兴利张程远余宏淦李培涛雷一鸣贾浩男武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001

随着浅部煤炭资源逐步枯竭,煤炭开采不断向深部发展,我国东部矿区和中西部部分矿区已经进入深部开采阶段。然而,由于深部岩体的高地应力环境及采掘过程的强扰动效应,深部巷道大变形灾害频发,严重制约了深部煤炭资源的安全高效开发。如... 详细信息

随着浅部煤炭资源逐步枯竭,煤炭开采不断向深部发展,我国东部矿区和中西部部分矿区已经进入深部开采阶段。然而,由于深部岩体的高地应力环境及采掘过程的强扰动效应,深部巷道大变形灾害频发,严重制约了深部煤炭资源的安全高效开发。如何有效控制巷道围岩稳定及提升掘进效率已成为深部煤炭开发面临的重大技术挑战,主要体现在:对深部巷道米级大变形灾变的机理认识尚不清晰;缺乏适用于深部巷道大变形灾害控制的理论与技术;缺乏适应大变形灾变环境的快速成巷技术。针对以上问题,围绕中东部典型矿区深部巷道米级大变形灾变机理、深部巷道大变形灾害控制理论及技术体系、大变形灾变环境下的快速成巷技术等方面展开了系统研究,取得了以下进展:提出了深部巷道围岩应力场和变形破裂导致的围岩结构扰动演化过程的探测表征方法,发展了深部巷道大变形灾变过程模拟分析的FDEM方法,揭示了深部巷道米级大变形灾害孕育形成的破裂碎胀-大位移运动机理;提出了由“应力恢复、围岩增强、固结修复、应力转移-承载圈控制”四项控制原理构成的深部围岩稳定性分步联合控制理论,建立了精准介入围岩结构与扰动应力场演化过程、多重手段分步协同的灾害控制理论与技术体系;研发出深部巷道大变形灾变环境下TBM安全高效掘进关键技术,发展了TBM掘进过程挤压变形卡机灾害预测控制方法,建立了深部煤系地层TBM系统适应性设计理论与评价决策体系。研究成果实现了典型矿区深部巷道碎胀大变形灾害的有效控制和安全高效掘进,解决了深部矿井采掘接替的技术难题。

关键词：煤矿深部巷道碎胀大变形灾害灾变机理控制理论与技术 TBM快速成巷

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一维爆炸应力波传播规律的试验方法及装置

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中国矿业大学学报 2025年第2期54卷 448-457页

作者：余浩然陈骏朱锐易辉杨仁树中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室山东青岛266590 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

钻爆法在我国工程施工应用中地位极为突出,为进一步控制岩石破碎效果并理解岩石爆碎过程中爆生气体的作用效果,提出一套一维爆炸应力波在介质中传播规律的试验方法和装置.该试验系统由爆炸加载装置、应变采集装置、高速摄影装置3个主要... 详细信息

钻爆法在我国工程施工应用中地位极为突出,为进一步控制岩石破碎效果并理解岩石爆碎过程中爆生气体的作用效果,提出一套一维爆炸应力波在介质中传播规律的试验方法和装置.该试验系统由爆炸加载装置、应变采集装置、高速摄影装置3个主要部分组成.使用红砂岩制备长杆试件,通过试验验证该试验方法和系统的可行性.结果表明,该试验方法和系统能较好地模拟爆炸荷载作用下介质中爆炸应力波的传播过程,且能避开应力波受到局域效应的影响范围,具有加载方式简单、能实现多种爆炸约束形式的特点.在同药量不同边界条件下,爆炸应力波于长边方向4倍于试件半径处达到均一,视为一维爆炸应力波.相同药量下爆炸应力波作用效果相同,对介质试件所施加的约束越强,爆生气体参与介质试件的爆炸过程越多.

关键词：一维应力波爆炸荷载约束条件爆生气体

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