摘要:为研究嵌岩桩和摩擦桩同时存在下桩-网复合地基的破坏机理,以浙江沿海某高速铁路工段为背景,基于典型断面开展相似比尺为1∶100的土工离心机模型试验,分析下覆倾斜地层软土桩-网复合地基的变形特征及破坏模式.结果表明:路堤顶面的竖向、水平位移主要发生在施工阶段及工后静置阶段,且进入运营阶段后亦有明显发展,路堤顶面竖向沉降差随运营时间的推移逐渐增长；复合地基的沉降呈非对称分布,形成一个偏向下覆倾斜地层斜坡向下一侧的不对称沉降盆；在上部荷载作用下,复合地基的沉降主要由下卧层的压缩、桩体的向上向下刺入及桩体倾倒或横移3部分组成；桩顶水平位移沿下覆地层斜坡向下方向逐渐增大并伴随不同程度的淤泥质黏土绕流破坏,桩顶竖向位移呈现偏向下覆地层斜坡向下一侧的不对称“V”字型分布；嵌岩桩的潜在破坏模式为弯拉或弯剪破坏,斜坡桩的潜在破坏模式为弯剪或倾倒破坏,摩擦桩的潜在破坏模式为倾倒及横移破坏.通过试验可知,采用等长桩的桩网复合结构对下覆倾斜地层软土地基进行处理是不合理的,将威胁高铁的安全运营.此外,对此类既有铁路地基的维护及有效加固措施亟待进一步研究.

摘要:深海管线是海洋石油开采系统中重要的石油输送结构.为保证石油的流动性,在输送石油时需要对管线进行加热.管线在温度荷载循环加载的过程中会产生管线的轴向步进,使得管线出现整体性位移,严重威胁管线系统的安全.管线的一个荷载循环周期会持续很长时间,在此期间管线周围土体强度上升,管线在整个循环周期内受到的土体阻力并非定值.本文通过理论研究,分析土阻力变化前后的管线轴力分布曲线,推导了考虑单次荷载循环中土体阻力变化后轴向步进的理论解,并采用所推导的解析解对工程算例数据进行分析和计算.

摘要:为解决高温冻土未冻水含量高、压缩性强对冻土路基造成的不良影响.以采自青藏高原粉质黏土为研究对象,从高温冻土的结构性出发,在负温环境下配置15%掺量的普通硅酸盐水泥、高性能硫铝酸盐以及普通硅酸盐水泥+高性能硫铝酸盐水泥的固化冻土试样,并通过烘干法、TDR技术、X射线衍射、扫描电镜与融化压缩试验,分析高温冻土固化前后土体总含水量、未冻水含量变化以及固化剂加入高温冻土后土体的物相成分,对比不同固化剂的固化效果,同时利用MATLAB编程开发CURVEEXTRACT图像分析系统对SEM图像进行预处理,将其导入Image-ProPlus6.0（IPP）软件中,对比分析高温冻土固化前后微观结构孔隙分布、形态以及定向性等特征.以土体孔隙定向性分维数与固化后压缩系数为桥梁,建立高温冻土固化后宏、微观之间的关系.结果表明,固化后土体总含水量减小,未冻水含量增多,由于固化剂产物的胶结作用,土颗粒整体呈现团聚状态,固化效果越好大颗粒越多,内部孔隙面积减小且孔隙由狭长状向等轴状转化,土体孔隙更加均匀化,土体孔隙定向性分维数D_f与融化压缩系数a_v之间存在良好的线性关系,固化效果越好,土体孔隙定向性分维数D_f越小,对应的压缩系数a_v越小.

摘要:为描述青藏铁路沿线冻结砂土的蠕变特性,建立一个考虑应力和时间耦合的蠕变本构模型.首先进行一系列不同温度、干密度条件下的冻结砂土三轴蠕变试验;其次以Nishihara模型为基础,考虑应力和时间对模型元件的耦合影响,将黏弹性元件中定常的黏滞系数修正为时间和应力的函数,引入损伤变量改进黏塑性元件,构建新的冻结砂土蠕变本构模型;最后基于试验数据验证其科学性.结果表明:试验数据与拟合数据吻合良好,改进模型能较好地描述不同温度和应力水平下冻结砂土的衰减、稳态和加速蠕变特性;改进模型中黏弹性元件的黏滞系数、剪切模量和黏塑性元件的黏滞系数均随温度升高和应力水平增大而减小,损伤变量参数随着温度升高、应力水平增大而增大.成果可为冻结砂土蠕变沉降预测提供一种新的选择,为蠕变理论研究积累资料.

摘要:吹填超软土真空预压加固地基过程中,塑料排水板周围易形成“土桩”,“土桩”的存在降低了其周围土体的固结效率,严重时甚至会导致地基处理失效；然而,对“土桩”形成机理的认识仍相对不足.为此,基于透明土材料和粒子图像测速法（PIV）,开展超软土真空预压透明土模型试验,非嵌入式地可视化测量真空预压过程中排水板周围土体位移场.结果表明:排水板周围的土体变形与排水速率存在联系,在排水高峰期和排水平稳期,排水板周围土体产生明显的水平位移,且产生水平位移的范围随抽真空时间的增长逐渐扩大.而在排水缓慢期,排水板周围的土体几乎仅有竖向位移；土颗粒在渗流力的作用下向着排水板方向移动并聚积在排水板周边,是造成“土桩”和“软弱带”现象的主要原因；浅层土体的颗粒较细、上覆土重较低,在渗流力作用下更容易发生向着排水板方向的位移,形成的“土桩”由浅至深半径逐渐减小,“土桩”的最大半径可达11 cm；“土桩”范围内的土体密度较“软弱带”土体的密度更高,在自重和“真空荷载”作用下的压缩量更小,在土体表面形成“桩头”.

摘要:为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边坡失稳破坏.利用提出的土石混合体边坡三维离散元建模方法和稳定性分析方法,分析不同块石含量、块石形状、空间结构、空间形态等因素对土石混合体边坡稳定性和破坏模式的影响,并揭示这些因素影响的细观机理.结果表明:随含石量增加,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大；土石混合体边坡中呈现出多滑动面现象,且滑面较为曲折,具有明显的绕石特征,坡脚部位的部分大块石使得剪出口的位置发生明显的改变；随块石形状由球体、卵石到碎石,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大；上覆堆积体相对较厚且坡度不是很大的二元结构边坡或一元结构边坡的破坏模式主要是堆积体内部发生的弧形滑动破坏,上覆堆积体厚度不大且基岩面相对平整的二元结构边坡的破坏模式主要是沿基-覆界面的整体平移滑动破坏；随土石混合体边坡空间形态由条带型、敞口型到锁口型,其安全系数逐渐提高,其中锁口型边坡具有显著的支撑拱效应,且含石量越大这种效应越明显.

摘要:为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移；两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大；在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.

摘要:为研究循环冲击荷载下黑云母花岗岩的动态力学特性,利用改进的分离式霍普金森压杆,选取4种不同的入射波应力幅值对花岗岩试样进行等幅循环冲击,并对相关机理和试验现象进行探析.结果表明:入射波应力幅值为110.57和90.48 MPa时,随着冲击次数的增加,岩样的峰值应力逐渐降低,最大应变、平均应变率和损伤值均呈现增大趋势；入射波应力幅值为70.82 MPa时,花岗岩的峰值应力随着冲击次数的增加表现出先增强后降低的特性,而最大应变、平均应变率与损伤值则表现出相反规律；入射波应力幅值降为50.69 MPa时,岩样的力学性质基本不变,岩样未见明显的损伤.此外,研究还发现基于岩样静态压缩应力-应变曲线推求的静态裂纹起裂应力,经强度增长比例系数放大后可得到动态裂纹起裂应力,籍此能较好地解释上述循环冲击试验中所观测到的现象.

摘要:为探究不同冲击荷载条件下花岗岩的动力学特性,采用分离式霍普金森压杆分别对花岗岩试样进行单次和重复冲击荷载试验,并对试样的应力-应变响应、应变率曲线特征、能量耗散特性以及破坏形态进行综合分析.结果表明:单次冲击下,试样动态抗压强度与比能量呈现对数函数关系,试样破坏程度随着比能量的增加而逐渐增大；随着入射波峰值应力的增加,应力-应变曲线峰后段的回弹现象逐渐减弱,应变率曲线呈现出愈加明显的“双峰”特征,其第2波峰逐渐高于第1波峰.重复冲击作用下,当试样未破坏时,应力-应变曲线基本经历弹性加载、损伤演化和峰后回弹3个阶段,当试样经历最后一次冲击时,应力-应变曲线峰后段形状与试样的破坏程度有关.此外,试样破坏时的累积比能量越大,其破坏越严重,应变率曲线由“单峰”逐渐向“双峰”过渡.

摘要:为研究加载速率对脆性岩石特征应力的影响规律,利用MTS815型试验机和声发射测试系统进行大理岩的单轴压缩试验.采用体积应变法、声发射法和基于微裂纹发育特性的黏结颗粒离散元法确定试样的特征应力,探究特征应力的加载速率效应.结果表明,3种方法确定的特征应力值较为接近,基于微裂纹数的黏结颗粒离散元法是一种较可靠有效的方法.在中低加载速率范围内,随加载速率增加,归一化特征应力值呈现减小规律.数值模拟结果显示,加载速率在中低和较高范围内增加时,归一化起裂应力和损伤应力均减小.当处于中低加载速率范围时,其归一化特征应力降幅较大.当处于较高加载速率范围时,归一化特征应力趋于平稳,尤其是归一化损伤应力.相比较而言,归一化损伤应力的加载速率效应整体上比归一化起裂应力明显.

摘要:考察地震作用下的地表运动特征,是一种直接有效观测地震作用机制的方法.为此,结合2016年日本熊本地震俵山隧道震害案例,探讨地表变形运动与地下结构震害之间的相关性.基于高精度机载激光测量技术（LiDAR）,获取地震前后俵山隧道周边地形的变形数据；建立隧道周边地形的数字高程模型.借助组合分类迭代最近点（CCICP）算法,得到俵山隧道周边地表变形特征.在此基础上,探讨隧道震害与周边地表变形特征的相关性.结果表明,强烈的地面运动能够在一定程度上反映地下结构震害的真实情况,如衬砌、路面和施工缝等各种结构的破坏；另一方面,地表变形运动方向在一定条件下（如排除地震断层等特定地质构造的影响等条件）反映地震波的传播方向,可用于验证地震波对俵山隧道的破坏机理.

摘要:隧道临近富水断层破碎带时易发生突水突泥灾害,防突岩盘最小安全厚度的确定是关键问题.为此,基于筒仓理论和极限平衡方法,分别建立隧道轴线与掌子面正交和平行时的断层破碎带突水力学模型并且推导防突岩盘所受地应力的计算公式.在此基础上,得出富水断层破碎带突水突泥的力学判据,并分析断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的影响.最后,将理论研究成果应用于永莲隧道和祁连山隧道工程中.理论分析表明:断层破碎带宽度小于200 m时,断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的确定影响显著.经过计算,永莲隧道的防突岩盘最小安全厚度为7.34 m,实际工程中未预留足够安全厚度而发生突水事故；祁连山隧道F6、F7断层破碎带的防突岩盘最小安全厚度分别为10.22和11.59 m,实际工程中预留了12 m顺利通过断层带,表明理论计算值与工程实际比较符合,具有一定的可靠性.

摘要:为研究钢材的表面形貌随锈蚀龄期的变化规律,通过中性盐雾环境下的快速锈蚀试验得到9组不同锈蚀龄期的钢板试件,采用PS50三维非接触式表面形貌扫描仪对试件的上、下表面进行扫描,得到表面形貌和粗糙度S_q.根据多重分形理论对表面进行分析,计算其多重分形谱,得到特征参数Δα和Δf的变化规律,并根据这一规律研究试件表面形貌与锈蚀龄期之间的关系.结果表明,随着锈蚀龄期的增加,试件表面的平均Δα呈现出“增大（424.34%）—减小（26.5%）—增大（29.7%）”的变化趋势,该趋势符合四次幂函数曲线；平均Δf则呈现出符合二次曲线的下降（53.2%）趋势.随着锈蚀龄期的增加,1）试件表面的蚀坑形态由深窄型过渡到浅宽型,并进一步演化出了二级蚀坑； 2）试件表面的高度差异经历了“显著增大—增速减缓—渐趋稳定”的变化规律；3）表面不同高度区域之间的过渡越来越平缓.

摘要:为分析非线性温度梯度作用下箱梁的自应力分布,考虑上、下翼板剪切转角的最大差值幅值和相位的不同及截面的内力平衡,提出应力平衡的双参数剪力滞翘曲位移函数.在此基础上,根据最小势能原理,建立简支箱梁的微分方程和边界条件.随后计算非线性温度作用下简支箱梁的自应力,并与有限元结果进行比较.算例分析结果表明,在非线性温度梯度作用下,双参数法所得计算结果与有限元分析结果一致,且满足全截面轴力自平衡的双参数法计算精度高于直接双参数法的计算结果.简支箱梁在非线性温度梯度下的温度自应力导致端部产生剪力滞效应,温度剪力滞效应的影响范围约为1.5倍箱梁宽度,且应力结果大于基于平截面所得的应力.对于截面上下对称的无悬臂翼板箱梁,考虑剪力滞效应的跨中应力和平截面假定的计算结果相同；对于截面上下不对称的带悬臂翼板箱梁,由于非线性温度引起剪力影响截面的曲率,即使在跨中区域平截面假定所得的温度应力依然小于精确解,双参数法修正了剪力对截面曲率的影响而显著提高了计算精度.

摘要:重组竹作为一种新型的建筑结构材料应用日益广泛,但同木材相似的可燃性导致重组竹结构抗火设计方法亟待补充和完善.为研究重组竹材多面受火炭化性能,依据ISO 834火灾试验方法进行了4组16根重组竹构件三面和四面受火试验,分析截面尺寸、受火时间以及不同受火面对炭化深度和炭化速度的影响.结果表明,由于炭化层隔热作用,随着受火时间增加重组竹构件炭化速度逐渐减小；火灾作用下构件截面有效面积减小,角部区域因承受双向热传递而由棱角变为圆角形,圆角区和非圆角区炭化深度差异明显；通过对比重组竹材多面炭化非圆角区炭化深度与单面受火炭化深度,前者较后者增加明显,引入多面炭化因子进一步修正计算模型；为简化抗火设计,通过对比多种木材,考虑圆角区影响提出重组竹材多面受火条件下名义炭化速度为0.7 mm/min,为重组竹结构灾后剩余截面计算提供重要参数依据.

摘要:为系统研究汶川地震的竖向地震动特征,回归出了汶川地震的竖向地震动衰减关系.在此基础上,分析场地效应和上/下盘效应对竖向地震动的影响；分析竖向加速度反应谱（a_PS,阻尼比0.05）的特征,并提出一个简单的竖向设计反应谱；利用竖向和水平向地震动衰减关系直接得到地震动竖向与水平向比（V/H）的关系,分析不同距离不同周期V/H的特征.结果表明:竖向地震动受场地效应和上/下盘效应的影响；竖向反应谱和水平向反应谱在卓越周期、特征周期、峰值的震荡周期跨度及下降段的衰减速率都存在较大的差异；V/H离散性较大,且在不同周期不同距离表现出完全不同的特征,而V/H的场地效应和上/下盘效应是由竖向和水平向地震动的场地效应和上/下盘效应的强弱不同造成的；加速度反应谱的V/H呈现出两个极值的“马鞍型”,但在不同距离具有不同的特征,近场最大极值出现在高频段（t<0.1 s）,而远场最大极值出现在低频段（t>1 s）.中国未来一段时间竖向地震动的研究到应用的过程一方面可以不断完善竖向设计反应谱,另一方面可以考虑利用V/H的关系求关键点的强度.

摘要:为实现微生物燃料电池（MFC）微电的原位利用,结合电芬顿（EF）技术的优势,构建MFC-EF耦合系统.为进一步提高该耦合系统性能,在Fenton催化剂铁的基础上引入类芬顿（Fenton-like）催化剂锰,制备出铁锰双金属复合阴极（FeMnO_x/CF复合电极,其中CF指碳纤维刷）,并与碳纤维（CF）无负载电极、Fe&Fe₂O₃/CF复合电极对比,探究MFC-EF耦合系统的电化学性能及其对目标污染物罗丹明B（RhB）的降解效果.结果表明,铁锰复合电极成功负载了Fe和Mn的二元金属氧化物,提高了耦合系统的最大输出功率（5.47 W/m³）,降低了电池的内阻（109.00 Ω）,提高了RhB的去除率（91.60%）和矿化率（30.84%）.此外,FeMnO_x/CF复合电极摆脱了常规Fenton体系对阴极液pH的严格限制,扩大了MFC-EF耦合系统的阴极液pH范围.本研究实现了污染物处理过程中的资源再生和利用,有望为实际染料废水处理提供新的思路.

摘要:为研究铝盐、铁盐对厌氧释磷上清液中的磷进行化学回收潜能及对主流系统生物除磷性能造成的影响,设计两组平行运行的SBR反应器,分别以铝盐、铁盐作为侧流除磷药剂,对出水指标、污泥性能和磷回收情况进行分析.结果表明,两个系统的厌氧最大释磷率可以分别达到进水磷量的2.58倍与2.63倍,铝盐与铁盐在一个运行周期平均分别可以回收1.57倍、2.68倍的进水磷资源.整个实验过程中两个系统的COD去除效果均没有发生明显的变化.而由于侧流操作不断剥夺主流系统的磷,导致PAOs的胞内聚磷颗粒合成减少,厌氧释磷率下降,系统生物除磷性能受到抑制.因此,在停止磷的剥夺后,两个系统对TP去除率均明显下降.但由于铝盐对主流系统磷的剥离量较铁盐少,铝盐系统能快速恢复,而铁盐系统所需时间较长.侧流过程中,返回上清液中存在的少量Al³⁺、Fe³⁺促使两个系统的胞外聚合物质量分数均有明显增加,铝盐系统的胞外聚合物（EPS）质量分数相对侧流之前增加了62.93%,铁盐系统的胞外聚合物增加了94.52%.综上铝盐系统所受的影响较铁盐系统小,磷回收量少,但可以在较短的时间恢复并进行下一次侧流操作,最大化磷资源回收利用,降低时间成本.

摘要:为研究Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响,针对SiO₂与牛血清蛋白(BSA)共存体系,在不同Ca²⁺浓度下,使用原子力显微镜测定各污染物与聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及各污染物之间的作用力,结合膜污染实验,探讨Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响.结果表明:随着Ca²⁺浓度的增大,SiO₂-BSA引起的膜污染逐渐减小,主要是因为Ca²⁺改变了SiO₂-BSA混合体系中各污染物与膜及污染物之间的相互作用力.针对污染物与膜之间的相互作用力,Ca²⁺的加入触发了PVDF膜与BSA及SiO₂之间的水合排斥力,从而削弱BSA在膜表面的吸附累计速率,有效减缓了运行初期的膜污染速率；针对污染物之间的作用力,Ca²⁺浓度的增加使得SiO₂-SiO₂及SiO₂-BSA之间作用力增大,从而导致污染物团聚形成大尺寸聚集体,在膜面形成松散多孔的污染层,进而伴随着膜污染速率以及污染幅度的减小.

摘要:为鉴定好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge, AGS）中胞外聚合物（extracellular polymeric substances, EPS）的组成成分和特性,以某污水处理厂好氧池活性污泥（activated sludge-wastewater treatment plant, AS-WWTP）作为接种污泥,采用实验室配水和污水处理厂进水分别培养出AGS-LAB和AGS-WWTP,并对AGS中的EPS开展对比分析.结果表明,单位MLVSS EPS质量分数由接种污泥的84.36 mg/g分别增加到AGS-LAB的122.49 mg/g 和AGS-WWTP的128.23 mg/g,主要以TB-EPS（tightly bound-EPS, TB-EPS）层蛋白质增加为主,多糖质量分数变化较小.与接种污泥相比,两种AGS中芳香族类氨基酸、酪氨酸/色氨酸类蛋白和天冬氨酸蛋白质量分数明显提高.3种污泥样品EPS中亲水性氨基酸质量分数较低,疏水性氨基酸质量分数较高,两种AGS中氨基酸总量较接种污泥平均升高28.31%.此外,载体物质十六甲基环八硅氧烷和具有交联作用的二乙烯苯只存在于两种AGS的EPS中,表明它们在缩短污泥颗粒化进程和提高AGS的结构稳定性中具有潜在作用.

摘要:为研究太湖流域城镇污水处理厂溶解性有机氮（dissolved organic nitrogen,DON）的污染现状及迁移转化规律,选取数座典型污水处理厂（wastewater treatment plants,WWTPs）,通过长期水质监测研究出水DON污染水平及其季节变化,并运用多种方法阐明WX-A工艺沿程中DON的分子质量（molecular weight,MW）、亲疏水及荧光光谱变化等特性.结果表明:出水中97.66%～99.22%的含氮化合物为溶解态,DON/溶解性总氮（soluble total nitrogen,STN）为21.88%～26.15%,DON平均质量浓度范围为2.7～3.4 mg/L.厌氧段DON质量浓度出现明显降低趋势,生物膜法（moving bed biofilm reactor,MBBR）工艺段中,分子质量高于30 ku的DON被降解为低于3 ku的DON.出水中低于1 ku的DON比例约为42%,79%的出水DON为亲水性化合物.荧光谱图显示进水DON以酪氨酸类蛋白质和溶解性微生物代谢产物为主要组分,总荧光响应百分比（P_i,n,%）达76.5%,但是进出水中区域Ⅱ（酪氨酸类蛋白质）和区域Ⅳ（溶解性微生物代谢产物）的荧光区域标准体积去除率分别为77.0%和23.7%,进一步表明活性污泥工艺无法实现低分子有机氮的高效去除.

摘要:给水管网运行环境的随机性与复杂性,导致管网水力模型参数存在不确定性.为分析模型参数的不确定性对模拟结果的影响,基于Monte Carlo随机模拟方法,提出考虑参数相关性的给水管网模型不确定性分析方法.将存在相关性的参数视为具有一定相关系数的随机变量,在Monte Carlo随机抽样阶段,先进行独立正态随机数抽样；当计算随机样本对应的管网模型结果时,通过逆-正交变换和逆-Nataf变换,把独立正态随机数转换为相关随机数,将相关随机数作为管网模型参数值进行水力计算.以管道摩阻系数的相关性和不确定性对模型计算结果中的节点压力和管道流量的影响为重点进行探讨.算例分析结果表明,管道摩阻系数的相关性对不确定性分析结果有显著的影响,考虑相关性与不考虑相关性的计算结果相比,节点压力、管道流量的平均波动值相差比率分别可达70%和60%以上.所以,在给水管网模型的不确定性分析中应该考虑模型参数间的相关性问题.

摘要:为评价降雨输入对青龙河流域BASINs/HSPF模型模拟结果的影响,改善HSPF模型模拟精度,应用趋势成分建模、周期成分建模、相依随机建模和独立随机建模（白噪声）等随机建模程序和蒙特卡洛计算机模拟方法,获得200组降雨随机模拟序列,分别作为青龙河流域BASINs/HSPF模型的输入,以Nash-Sutcliffe效率系数（E_NS）作为模型模拟效果的评价标准,获得如下结论:采用趋势成分、周期成分与ARMA建模以及正态随机模拟获得降雨随机模拟序列是量化降雨输入随机性的可行方法；在模型参数优化的条件下,降雨随机模拟序列HSPF模拟E_NS值的变化区间为[71.09%,74.96%],波动幅度达3.87%,表明降雨输入随机性对于HSPF模拟结果具有显著影响；当考虑每年的日降雨量极大值时,E_NS值变化区间为[75.35%,78.81%],波动幅度达3.46%,且结果均优于没有考虑降雨极大值点的降雨随机模拟序列,表明降雨时间序列的极大值点对于HSPF模拟效果具有显著影响；随着降雨时间序列中所考虑极大值点数量的逐渐增多,HSPF模拟效果出现下降趋势,表明HSPF模拟应特别关注若干最大极值点的影响；降雨输入的不确定性是HSPF模型模拟结果不确定性的重要来源,改善HSPF模拟效果需要考虑降雨时间序列随机性和极值点因素的影响.本研究可为量化降雨输入对HSPF模型模拟的影响以及HSPF模拟的降雨情景优选提供借鉴.

摘要:标准的粒子滤波存在着权值退化问题,重采样可以解决权值退化问题,但也会带来样本贫化现象.为解决样本贫化问题,提出了一种利用磷虾群优化的改进粒子滤波算法.该算法结合粒子滤波的求解过程,以磷虾个体的诱导、觅食和随机扩散运动引导粒子向高似然区域移动.首先,将粒子滤波中粒子的状态值作为磷虾群的个体位置,从而将粒子的状态估计转化为磷虾群的寻优；其次,针对粒子滤波的特点,分析了磷虾算法中可以改进的参数,对磷虾算法中个体诱导、觅食运动的权值设计了新的动态更新策略,保证算法前期全局快速寻优后期局部精确寻优,同时为保持粒子的多样性,对磷虾个体进行遗传算法中的交叉操作,并设计了新的交叉概率更新公式；最后,在标准磷虾算法的基础上分析了改进算法的收敛性,并选用一种单静态非增长模型进行仿真试验. 仿真结果表明, 所提出的算法与标准粒子滤波以及粒子群、蝙蝠算法优化的粒子滤波相比具有更高的状态估计精度和更小的均方根误差,粒子的分布更合理.

摘要:土壤有机污染是当前世界面临的一个严峻环境问题,已经引起广泛关注.污染土壤添加改良剂是一种成本较低、环境友好的土壤原位修复方法,具有极大的应用前景.然而,土壤改良剂对有机污染物生物降解起促进或抑制作用主要取决于其对有机污染物生物可利用性的影响.土壤改良剂对有机污染物的生物可利用性有多方面的影响.一方面,土壤改良剂可通过吸附作用固定污染物,降低生物可利用性；另一方面,土壤改良剂中的溶解性有机质可促进有机污染物的溶解和解吸,增加生物可利用性；另外,某些土壤改良剂可提高微生物活性,促进污染物降解.本文从污染物吸附解吸、污染物与微生物之间传质以及微生物丰度和活性3个方面出发,探讨常用土壤改良剂,包括生物炭、堆肥产物和表面活性剂,对有机污染物生物可利用性的影响,以期为寻找具有较高修复效率的土壤改良剂提供一定的参考.