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关键词： 钢锚管锚索   足尺实验   承载力   破坏模式  

摘要： 当前预应力钢锚管-锚索组合结构在承载力设计中，往往忽略锚索、注浆体、钢锚管与围岩四种材料及其界面力学性质，导致理论研究滞后于工程实践。为深入揭示各参数对预应力钢锚管-锚索组合结构承载力及失效机制的影响，本文设计并开展了四组足尺试验，并结合数值模拟的方法对承载力、破坏模式及不同界面应变分布等关键参数进行了分析。研究结果表明：（1）组合结构承载力、应变等指标主要受钢绞线数量控制，钢锚管直径影响较小。在试验结果范围内，增加一根钢绞线，钢锚管锚索组合结构承载力平均增加276 kN。（2）随钢绞线数量增加，结构破坏模式由局部钢绞线断裂转为多根整体拉断，未出现其他破坏情况，即各界面黏结强度均高于钢绞线极限强度。（3）钢锚管与注浆体及注浆体与围岩界面应变分布基本一致，后者曲线相较于前者，存在一定的“滞后”现象。（4）注浆体杨氏模量、锚固长度以及钢锚管直径的增加，均可有效减小各对应材料的变形。研究结果可为预应力钢锚管-锚索组合结构的工程设计与参数优化提供理论依据。

关键词： 稻麦轮作   有机无机肥配施   生物质炭基肥   团聚体稳定性   产量可持续性指数  

摘要： 明确配施有机肥和生物质炭基肥对土壤团聚体分布及稳定性的影响， 可为稻麦轮作土壤培肥及结构改良提供理论依据。本研究以持续2年的配施有机肥和生物质炭基肥定位试验为基础， 探讨了配施有机肥和生物质炭基肥对稻麦轮作体系作物产量、土壤团聚体分布特征及其稳定性的影响。采用二因素完全随机区组设计， 主因子为配施有机肥措施（O）: 传统施肥 （CF）和有机无机肥配施（OF）; 副因子为生物质炭基肥配施措施（B）: 未配施生物质炭基肥（NBF）和配施生物质炭基肥（BF）。与CF处理相比， OF处理显著提高>0.25 mm团聚体含量(R0.25)、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和团聚体稳定率（WSAR）， 而团聚体破坏率（PAD）、基于干筛法和湿筛法所计算的土壤团聚体分形维数(FDd和FDw)却分别降低11.0%、2.5%和1.4%。与CF处理相比， OF处理小麦和水稻籽粒年均产量分别显著提高5.7%和5.6%， 作物产量可持续性指数（SYI）均显著增加5.5%。与NBF处理相比， BF处理显著提高了R0.25、MWD、GMD和WSAR， 而PAD、FDd和FDw却分别降低14.2%、3.9%和1.8%。与NBF处理相比， BF处理小麦和水稻籽粒年均产量分别显著提高8.8%和6.1%， 且SYI显著增加7.8%和6.1%。共同配施有机肥和生物质炭基肥处理表现出显著的协同增效作用， 其R0.25、MWD、GMD、WSAR、作物产量及SYI均高于其余各处理。相关性分析结果显示， FD与R0.25和WSAR均呈显著负相关关系（P<0.05）， 但SYI与R0.25及WSAR均呈极显著正相关关系（P<0.05）。因此， 共同配施有机肥和生物质炭基肥有望同步实现土壤结构改良和作物增产， 有助于长江中下游地区稻麦轮作土壤的绿色可持续利用。

关键词： 管道工程   油气管道滑坡   有限元分析   极限学习机   改进秃鹰算法   管-土相互作用   永久地面变形  

摘要： 在全球能源运输格局与多变气候条件共同影响的背景下，长输天然气管道不可避免地面临沿线滑坡带来的潜在风险。为量化此类永久地面变形（PGD）灾害对管-土相互作用的影响，构建了一种有限元（FE）与机器学习（ML）的集成框架，以X70管道位移为主要研究对象，采用有限元方法分析了管-土位移耦合机制，研究了基于位移-应力耦合关系的管道力学行为规律。在此基础上，构建了基于LSBES-ELM（改进秃鹰-极限学习机）机器学习算法的预测模型，实现了管道位移场与应力场的耦合预测。研究结果表明：在滑坡影响下，管道最大等效应力位置经历了由管道迎滑面中部-背滑面中部-迎滑面剪切区的转变，当X70管道发生屈服时，管-土耦合运动位于逐渐分离运动阶段，其中临界屈服位置处于背滑面（90°）；管道屈服位移与滑坡宽度、壁厚呈正相关关系，与内压、黏聚力、内摩擦角呈负相关关系，存在的腐蚀缺陷显著降低了55.27%的屈服位移，其中缺陷深度带来的影响尤为明显；LSBES-ELM的模型实现了基于内-外生环境因素下的多维预测（最大等效应力、最大管道位移），由于Lévy、SA与BES的三重优化，该模型性能明显优于BES-ELM、ELM模型。建立的研究框架可作为一种结合位移监测的高效管道结构安全评估工具，为油气管道完整性管理提供有力支持。

关键词： 拦鱼电栅   鱼道   行为响应   工程建议  

摘要： 基于脉冲电场的拦鱼电栅广泛用于鱼类拦导，脉冲电场强度和栅前水流流速是影响电栅拦鱼效率的关键因素，然而鱼类游泳行为对电场强度和流速变化如何响应，其相关定量特征仍有待深入探索。本研究以鲢（Hypophthalmichthys molitrix）作为实验对象，基于鱼类行为水槽实验，分析了脉冲电场强度和流速变化对鲢的拦截效率及其特征行为（感应和折返）的定量响应，对比分析了不同实验工况下的折返率、感应距离、折返距离、最大加速度距离及感应-折返过程持续时间等关键行为指标。研究结果表明：（1）鱼类折返率与脉冲电场强度正相关，与流速负相关。低流速情景下（0.2 m/s），电场强度提升至270 V/m时，鱼类折返率可达100%；流速增大至0.2 m/s以上时，高电场强度情景下（330 V/m），鱼类折返率开始持续降低。（2）量化了鱼类感应-折返行为过程中的感应距离、折返距离和加速度最大距离，其中感应距离对电场强度和流速变化的响应最为敏感，可作为评估脉冲电场有效影响范围的特征指标。电场有效影响范围随着电场强度增大而扩大，随着流速增大而缩小。（3）不同流速实验工况差异性检验分析显示，流速高于0.5 m/s时，感应-折返行为过程持续时间显著减小，鱼游速度显著增大，高流速条件下鱼类感应电场呈现的应激行为是导致拦截效率降低的原因之一。（4）不同电场强度和流速的组合可以产生相近的有效影响范围，脉冲电场强度和流速对鲢鱼感应距离影响可能存在交互作用。研究成果可为水工程影响下鱼类保护提供科学支撑，并为拦鱼工程提出了可行的运行策略。

关键词： 堆石料流变变形   单颗粒破碎   Weibull分布   强度衰减   时间效应  

摘要： 随着300 m级特高土石坝的建设，堆石体流变引起的长期变形问题日益突出。针对流变后期宏观破碎率增长趋于停滞但变形仍在持续的“解耦”现象，本文依托“低频循环荷载作用下堆石料准静态流变机理与本构模型研究”国家自然基金项目，通过室内试验揭示了低应力条件下堆石料颗粒强度的时效劣化规律。以10～20 mm灰岩堆石料为对象，开展0.5 MPa和1.0 MPa低应力下不同历时（1～14 d）的单向压缩流变试验，并对回收“幸存颗粒”进行单颗粒破碎测试与Weibull统计分析。结果表明：①流变历史显著改变颗粒力学行为，破坏模式由初始的“脆性劈裂”向“损伤粉碎”转变，力-位移曲线呈显著的非线性硬化与锯齿状波动，证实应力腐蚀致亚临界裂纹扩展是驱动流变变形的内在动力；②在1.0 MPa下，Weibull模数呈“先降后升”波动规律，揭示了流变中期颗粒内部损伤演化的非均匀性及“混合破坏模式”的存在；③颗粒特征强度随流变历时呈对数规律衰减，14 d内累计衰减幅度达10%～12%。坝料长期变形实质为颗粒持续破碎、强度劣化及结构重组的共同作用。本研究从细观机制层面证实了将颗粒强度时效衰减纳入长期变形预测框架的必要性，为高土石坝长期稳定性设计与安全评估提供了坚实的机理支撑。

关键词： 序导抗法   模块化多电平换流器   并网稳定性分析   交直流端口耦合   频率耦合  

摘要： 序导抗法在电力电子设备并网振荡问题分析中具有显著优势，可准确计及直流侧电网阻抗引起的交直流端口耦合与交流侧电网阻抗引起的频率耦合，克服了传统序阻抗法忽略上述耦合导致建模精度不足而引起稳定性分析时误判的问题。然而现有研究中序导抗法仅应用于两电平换流器，尚缺乏对模块化多电平换流器(modular multilevel converter， MMC)的系统建模和耦合机理揭示，为此本文基于序导抗法对MMC进行详细的建模和稳定性分析。首先，分别对MMC的交直流侧进行独立分块建模，得到序导抗基础模块即忽略耦合的自导纳和转移导纳；然后，基于此结果通过传递函数和等效电路的形式考虑交直流端口和频率耦合，耦合路径清晰明确；最后，基于所得正负序频率解耦的MMC序导抗模型分析MMC并网稳定性以及控制和主电路参数对耦合效应的影响。算例分析表明，所得MMC序导抗模型可以精准计及MMC的交直流端口和频率耦合，同忽略耦合的序阻抗模型相比可以获得更加准确的稳定性分析结果。

关键词： 辽西北地区   荆条   灌丛化   土壤团聚体稳定性   抗侵蚀能力  

摘要： 近年来辽西北地区荆条灌木密度逐年增加并入侵至草原地区，加剧草原灌丛化进程。为探究荆条灌丛化对辽西北草原土壤稳定性和抗侵蚀能力的影响，本试验根据荆条入侵程度选取轻度、中度和重度灌丛化草原和无灌丛草原为对象，分析土壤理化性质、团聚体稳定性、土壤可蚀性变化及其影响因素。结果表明：随着灌丛化程度的逐渐加深，土壤孔隙度和土壤有机质显著升高，土壤孔隙度从无灌丛草原的26.0%上升至重度灌丛化草原的45.8%；土壤有机质含量从无灌丛草原的14.89 mg·kg-1上升至重度灌丛化草原的33.15 mg·kg-1；土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径显著下降，两者分别从无灌丛草原的1.55和1.34 mm下降至重度灌丛化草原的0.92和0.63 mm。重度灌丛化草原的土壤可蚀性因子（K值）较无灌丛草原显著提高93.1%，表明灌丛化减弱了土壤的抗侵蚀能力。结构方程模型分析可知，灌丛化对土壤K值产生显著的直接正向影响，并通过影响土壤有机质含量对K值产生间接影响，进而降低辽西北地区草原土壤的抗侵蚀能力。

关键词： 陆地生态系统   生态系统稳定性   生态系统敏感性   研究进展   挑战与机遇  

摘要： 陆地生态系统的稳定性和敏感性与其结构和功能维持稳定密切相关，是生态系统保持不退化的关键因素。在全球气候变化和人类活动的双重作用下，陆地生态系统稳定性和敏感性研究得到了较为广泛的关注，逐渐成为生态学等学科的研究热点。目前，将陆地生态系统稳定性和敏感性结合并分析其关系的研究存在欠缺，亟需对其研究发展趋势、热点领域、内涵、对象、指标与方法、影响因素和相互关系等进行系统梳理和综合分析。陆地生态系统稳定性与敏感性既相互关联又有一定区别，都与生态干扰相关。稳定性侧重维持和恢复的动态能力，而敏感性侧重对干扰的响应程度，反映生态环境问题发生的可能性，两者在研究对象、指标、影响因素等方面存在一定差异。相关研究在内涵界定、指标体系构建、研究尺度把握、多因子探究、生态干扰与阈值效应解析以及驱动机制剖析等层面还存在一定的挑战。基于此，进一步分析了该领域未来研究面临的机遇。

关键词： 运动活动   环境   精神卫生   学生  

摘要： 目的 探究不同强度活动下居住地、学校周边、就学路径三类建成环境感知与中学生心理健康的关系,为改善中学生心理健康提供参考依据。方法 2024年9—10月,采用多阶段随机抽样方法在合肥市区抽取11个居住小区476名初、高中学生进行入户问卷调查,调查内容包括对周边环境的主观感知,锻炼特征,焦虑、抑郁、敌对状况等,采用结构方程模型分析环境感知、锻炼活动与中学生心理健康的关系。结果 有41.81%的受访中学生存在心理健康问题,其中27名(5.67%)存在焦虑问题,110名(23.11%)存在抑郁问题,62名(13.03%)存在敌对问题。结构方程模型分析结果显示,居住环境(β=0.41)和路径环境(β=0.24)会直接影响中学生心理健康;居住环境有丰富的商业和服务设施(β=-0.36)、去哪里交通都很方便(β=-0.43)、道路适宜步行(β=-0.45)、独处时感觉安全(β=-0.58),以及路径环境中自已一个人时也感觉安全(β=-0.17)可以直接降低中学生发生心理健康问题的风险;路径环境中交通拥堵(β=0.66)、噪音污染严重(β=0.80)、空气质量很差(β=0.57)会增加中学生发生心理健康问题的风险(P值均<0.05)。学校及附近环境(β=0.24)通过路径环境(β=0.83)和锻炼特征(β=0.23)间接影响中学生的心理健康,且只有增加高强度活动的天数(β=-0.22)和平均时长(β=-0.19)降低中学生产生心理健康问题的风险(P值均<0.05)。结论 合肥市中学生的心理健康状况与建成环境和锻炼强度的影响。建议有针对性地改善周边环境,引导中学生增加高强度锻炼活动量,以降低发生各类心理问题的风险。

关键词： 高应力巷道   围岩稳定性控制   帮部控制   让压空窗优化   空窗位置   空窗尺寸  

摘要： 目前针对深部高应力巷道两帮让压支护的研究主要集中于围岩本体改造或主动支护构件的让压设计，而针对钢筋网等被动支护面层中围绕“弱化区尺寸—布置位置—应力重分布—稳定性边界”之间关系的定量研究仍不充分。针对上述问题，提出一种在巷帮支护面层中预设“让压空窗”的控制方案。基于理想化连续介质假设，建立了帮部空窗扰动下的应力分析模型，讨论了空窗位置对应顶底板角隅应力协调控制的影响规律。采用FLAC3D建立三维数值模型，并以连续薄层等效法模拟支护面层，通过局部删除薄层单元模拟不同空窗尺寸工况。结果表明：① 空窗尺寸存在约0.5 m的安全临界值；低于该值时，空窗与围岩能够维持相对稳定的协同承载结构；超过该值后，空窗中心区逐步转为拉应力主导，相邻未开窗区域的应力集中明显增强。② 0.9 m工况对应力释放最强，但已表现出明显失稳倾向，因而不宜作为工程推荐尺寸。综合理论分析与数值模拟结果，得出空窗布置于巷帮中部更有利于顶底板角隅应力的协同控制，工程推荐空窗尺寸宜取0.5 m左右。现场应用结果表明，采用让压空窗方案后，巷道围岩整体变形得到一定控制：顶板离层量总体较小，未见明显贯通性离层及大范围冒顶现象；两帮变形速率随时间逐步减缓，巷道围岩趋于稳定。