干湿环境下膨胀土力学性能劣化的多尺度效应 被引量：41

1

作者 刘宽 叶万军 +1 位作者 高海军 董琪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2148-2159,共12页

为探索干湿循环作用下膨胀土力学性质与其结构损伤的多尺度效应,首先对重塑膨胀土试样进行0~6次干湿循环并记录开裂过程,而后分别展开三轴强度试验、核磁共振测试及扫描电镜试验,进而研究土体宏观力学行为与微细观结构损伤规律。研究结... 为探索干湿循环作用下膨胀土力学性质与其结构损伤的多尺度效应,首先对重塑膨胀土试样进行0~6次干湿循环并记录开裂过程,而后分别展开三轴强度试验、核磁共振测试及扫描电镜试验,进而研究土体宏观力学行为与微细观结构损伤规律。研究结果表明:(1)干湿作用参与下,土体应力-应变曲线软化显著,抗剪强度劣化,其中黏聚力在前3次干湿循环期间骤减,4次后趋于稳定,内摩擦角变化较小;(2)土体裂隙在干湿循环作用下经历了启裂期、传播期和平衡期,平均裂隙率及平均隙宽均先后经历了增长期和稳定期,且平均隙宽在稳定期末略有收敛;(3)土体微观结构受干湿循环影响显著,孔隙总体积增加,微孔不断粗化、贯通,形成介孔或大孔;土体微观结构破碎、疏松,颗粒和孔隙间界限模糊;颗粒丰度稍有增加,但整体处于平衡互馈状态;颗粒定向频率整体呈各向同性,但局部存在最优取向;粒径分布表现为黏粒稍减、粉粒稍增、砂粒相对稳定。综合分析上述结果,对干湿循环下膨胀土的微细观损伤过程进行描述,从而得到土体力学性能劣化的多尺度机制:湿度交替变化引起土体内亲水性黏土矿物循环胀缩,诱发膨胀势、基质势,反复作用于土体微细观结构,造成疲劳损伤,导致土体黏聚力骤减、抗剪强度损失;加之土体不均匀干缩产生张拉应力并驱动裂隙扩展、贯通,继而造成土体完整度退化、力学性能降低。研究成果为半干旱区膨胀土力学行为及结构损伤演化的认知提供有益参考。 展开更多

关键词 土力学 膨胀土 干湿循环 力学性能 微细观结构 核磁共振 扫描电镜 多尺度效应

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边缘检测技术在河道和储层小断裂成像中的应用 被引量：31

2

作者 孙夕平 杜世通 《石油物探》 EI CSCD 2003年第4期469-472,476,共5页

在储层表征中 ,河道砂及小断裂的正确刻画对于油气勘探和开发都具有重要的意义。河道边界和储层小断裂在地震数据中表现为边缘特征。应用边缘检测或相干体技术能够直观地描述数据中的边缘特征 ,即不连续性。与相干体技术相比 ,边缘检测... 在储层表征中 ,河道砂及小断裂的正确刻画对于油气勘探和开发都具有重要的意义。河道边界和储层小断裂在地震数据中表现为边缘特征。应用边缘检测或相干体技术能够直观地描述数据中的边缘特征 ,即不连续性。与相干体技术相比 ,边缘检测技术具有其独特的优势 ,最大的优点在于其多尺度特性。利用图像处理中边缘检测理论 ,研究了地震资料解释中的河道和储层小断裂的成像。引入了 2种算法 :一是利用小波变换进行多尺度边缘检测 ,二是最优滤波二阶差分边缘检测。 2种方法各有自己的应用优势。多尺度边缘检测可以检测出数据中所有尺度的边缘 ,可以用于河道边界的成像。最优滤波二阶差分算法通过调整可以检测出特定级别的边缘 ,对于储层中小断裂的成像特别有效。 2种算法相互补充 ,给地震解释人员提供了一个有力工具。 展开更多

关键词 储集层 边缘检测 小断裂成像 河道 油气运移 小波变换 图像识别

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基于恢复力理论的“土地整治+生态”框架模型 被引量：33

3

作者 张绍良 杨永均 +1 位作者 侯湖平 米家鑫 《中国土地科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第10期83-89,共7页

研究目的:将恢复力思维引入土地整治,构建"土地整治+生态"概念模型,设计土地整治中恢复力建设路径,为新时代土地整治理论创新开拓新方向和基础。研究方法:文献综合分析法和逻辑推理法。研究结果:(1)土地整治的对象是一个社会... 研究目的:将恢复力思维引入土地整治,构建"土地整治+生态"概念模型,设计土地整治中恢复力建设路径,为新时代土地整治理论创新开拓新方向和基础。研究方法:文献综合分析法和逻辑推理法。研究结果:(1)土地整治的对象是一个社会生态复合系统,土地整治离不开恢复力思维,如系统性、动态性、适应性和持续性等。土地整治需要考虑系统的多尺度效应、阈值效应、适应性管理、可持续发展等;(2)恢复力的建设可作为土地整治的新目标,恢复力理论可作为生态型土地整治的理论基础;(3)实现"土地整治+生态"模式,需要在土地整治的调查、评价、规划、设计、监管全过程开展理论与技术创新,融入恢复力理论的基本观点和方法。研究结论:恢复力思维是新时代生态型土地整治的核心理念之一,恢复力理论可为"土地整治+生态"模式提供认识论基础和方法论工具。 展开更多

关键词 土地整治 生态系统 恢复力 概念模型 多尺度效应

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云南纵向岭谷区道路网络对生态系统影响的尺度效应 被引量：18

4

作者 郑钰 李晓文 +3 位作者 崔保山 黎聪 宋晓龙 张黎娜 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期4267-4277,共11页

云南纵向岭谷区具有复杂的生态系统,其生物多样性在全球中具有重要地位,但是由于人类活动的影响,尤其是道路网络的发展及其导致的土地利用变化,使得该地区生态系统退化日益严重。选取2km×2km、4km×4km、6km×6km、…、20k... 云南纵向岭谷区具有复杂的生态系统,其生物多样性在全球中具有重要地位,但是由于人类活动的影响,尤其是道路网络的发展及其导致的土地利用变化,使得该地区生态系统退化日益严重。选取2km×2km、4km×4km、6km×6km、…、20km×20km网格进行多尺度相关分析和方差分析,研究云南纵向岭谷区道路网络与生态系统分布的相关性及其独立和交互作用,分析道路网络对生态系统影响的尺度效应。然后又进一步研究了道路网络和地形因子(比如海拔、坡度和坡向等)对生态系统的独立和交互作用。研究结果表明,道路网络与生态系统分布的相关性与路网等级有关,其相关程度与路网等级呈反比,随着尺度的变化,道路网络与生态系统分布的相关性表现为增强型、减弱型、质变型和无尺度效应这4种类型。在大多数尺度下,道路网络和地形因子对生态系统分布既有独立作用,也有交互作用。其中,高等级路网的独立作用比较显著,而低等级路网的独立作用不太显著。但是,随着尺度的增大,县乡路网、乡村路网和小路网对生态系统分布的独立和交互作用均显著,且表现出高度的相似性,表明地形对低等级道路具有明显的干扰或屏蔽效应。 展开更多

关键词 云南纵向岭谷区 道路网络 地形因子 生态系统 尺度效应

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农田背景下景观结构对半自然生境生物多样性的多尺度影响 被引量：12

5

作者 王玉婷 丁圣彦 梁国付 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2014年第12期1704-1716,共13页

以黄河下游典型农区封丘县为研究区,调查比较了农业景观中半自然生境(包括人工林、树篱和沟渠)与农田生境中植物和地表节肢动物的物种多样性,并应用广义线性模型(GLM)从不同的空间尺度分析半自然生境和农田中的物种多样性与景观变量之... 以黄河下游典型农区封丘县为研究区,调查比较了农业景观中半自然生境(包括人工林、树篱和沟渠)与农田生境中植物和地表节肢动物的物种多样性,并应用广义线性模型(GLM)从不同的空间尺度分析半自然生境和农田中的物种多样性与景观变量之间的关系。结果表明:1林地植物多样性最高,且以人工林和沟渠中的植物物种相似度最高;各半自然生境中地表节肢动物的多度和物种丰富度明显高于农田,且以人工林和树篱间地表节肢动物的相似度最高。2在250 m景观范围内的景观变量能更好地解释植物多样性和地表节肢动物多样性,而树篱和沟渠在400 m景观范围上地表节肢动物的尺度效应最显著。3在250 m尺度上植物多样性与景观变量的拟合方面,在人工林和树篱生境中,散布与并列指数(IJI)和植物丰富度呈显著负相关;人工林中IJI和周长面积比(PARA_MD)对植物香农多样性指数呈负相关;在树篱中,边缘密度(ED)、聚集度指数(AI)与植物香农多样性指数负相关显著,欧几里得最近距离(ENN_MN)与均匀度指数正相关;在沟渠中,ED、AI与植物丰富度显著负相关。4地表节肢动物与景观变量的拟合显示,在250 m景观范围上,人工林生境主要体现在多度与香农多样性指数(SHDI)和土地利用丰富度的负相关,而农田中则是多度与SHDI呈显著负相关,与ED、PARA_MD、AI和土地利用丰富度(LUR)呈显著正相关;在400 m景观范围上,树篱中,IJI与地表节肢动物的多度和丰富度呈显著正相关;沟渠生境中,只有多度与IJI和土地利用丰富度显著负相关,与SHDI显著正相关。 展开更多

关键词 生物多样性 半自然生境 多尺度 农田背景

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聚丙烯复合材料界面增强的研究进展

6

作者 王鑫 蒋敏 +3 位作者 陈思月 曹梦园 孙广泽 史浩 《塑料科技》 CAS 北大核心 2024年第4期127-131,共5页

聚丙烯是一种性能优良的热塑性通用树脂,具有透明、质轻、耐热、电绝缘和良好的加工性能,广泛应用于纤维制品、汽车零部件、输送管道和包装材料等领域。与环氧树脂等极性材料相比,共混法制备的复合材料界面相容性差,因此研究聚丙烯复合... 聚丙烯是一种性能优良的热塑性通用树脂,具有透明、质轻、耐热、电绝缘和良好的加工性能,广泛应用于纤维制品、汽车零部件、输送管道和包装材料等领域。与环氧树脂等极性材料相比,共混法制备的复合材料界面相容性差,因此研究聚丙烯复合材料的界面增强尤为重要。文章分析近十年有关聚丙烯复合材料界面增强研究,概述了五种界面黏接机理,包括化学键合理论、机械互锁理论、界面扩散理论、界面浸润理论和界面结晶理论,对施胶剂/涂层处理、纳米材料“多尺度”修饰填料表面,通过分子自组装作用、诱导界面结晶的聚丙烯基体改性等界面增强方法进行评述,最后展望了聚丙烯复合材料界面研究的未来机遇和挑战。 展开更多

关键词 聚丙烯 填料增强 界面增强机理 多尺度效应

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太湖流域降水量变化及其与组合大气环流的关系 被引量：1

7

作者 吴舒祺 么嘉棋 +2 位作者 候文星 阿多 赵文吉 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期97-103,共7页

【目的】探明太湖流域降水量变化及与大气环流的多尺度效应。【方法】采用Mann Kendall(MK)、Modified Mann Kendall(MMK)趋势检验法以及小波相干分析(Wavelet Coherence,WTC)、多小波相干分析(Multiple Wavelet Coherence,MWC),对太湖... 【目的】探明太湖流域降水量变化及与大气环流的多尺度效应。【方法】采用Mann Kendall(MK)、Modified Mann Kendall(MMK)趋势检验法以及小波相干分析(Wavelet Coherence,WTC)、多小波相干分析(Multiple Wavelet Coherence,MWC),对太湖流域1960—2020年30个气象站的降水量变化及其与单个和组合大气环流因子的多尺度振荡关系进行分析。【结果】①MMK及MK的趋势值在年尺度降水量及季节尺度降水量的空间分布相似,但显著性存在差异。年降水量上升趋势最大,而冬季降水量上升趋势最小。MMK可以检测出MK无法检测出的显著性,尤其是对于春季降水量。②WTC分析结果表明,太湖流域降水量与大气环流因子具有复杂的非线性关系,不同时域具有明显差异。③从单要素来看,EASM是太湖流域最具影响力的遥相关;在多要素组合中,Prep-AO-PDO-ENSO-EASM-DMI组合对流域降水量影响最大。【结论】单独的主导遥相关并不能很好地解释降水量与大气环流的关系,具有最高显著功率数百分比(POSP)的大气环流组合可作为解释降水量变化的最佳组合。 展开更多

关键词 MMK趋势检验 多小波相干 组合大气环流 多尺度效应 显著功率百分比

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旋转床内微观混合与反应过程的特性 被引量：5

8

作者 张建文 李亚超 陈建峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2726-2732,共7页

对旋转床内微观混合的研究有助于建立其内部微观尺度上的混合与反应机制。在以往研究工作的基础上,依据数值模拟与实验结果的对比,间接确定了旋转床内的液膜厚度范围;对液膜速度模拟进行合理修正,通过流体流动、传质及反应过程的数值模... 对旋转床内微观混合的研究有助于建立其内部微观尺度上的混合与反应机制。在以往研究工作的基础上,依据数值模拟与实验结果的对比,间接确定了旋转床内的液膜厚度范围;对液膜速度模拟进行合理修正,通过流体流动、传质及反应过程的数值模拟,得到离集指数、湍流耗散率、停留时间以及微观混合时间的变化。实验结果和数值模拟表明:不同转速下的离集指数、混合时间、湍流动能耗散率等均表现出一定的多尺度现象。研究结果丰富了旋转床内微观混合与反应的认识,将为后续研究提供坚实的基础。 展开更多

关键词 旋转填充床 数值模拟 微观混合 多尺度效应

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尺寸效应对煤体冲击倾向性的影响研究 被引量：1

9

作者 孙如达 张传玖 +1 位作者 李红平 贾兵兵 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期170-179,共10页

不同尺度煤体冲击倾向性研究对于厘清煤炭地下开采过程中冲击地压尺寸效应形成机制起着关键作用。为探明煤体冲击倾向性尺寸效应,对不同尺寸煤试件进行单轴压缩及变上限循环加卸载试验。试验结果表明:与标准(ϕ50 mm×100 mm)煤试件... 不同尺度煤体冲击倾向性研究对于厘清煤炭地下开采过程中冲击地压尺寸效应形成机制起着关键作用。为探明煤体冲击倾向性尺寸效应,对不同尺寸煤试件进行单轴压缩及变上限循环加卸载试验。试验结果表明:与标准(ϕ50 mm×100 mm)煤试件相比,小尺寸(ϕ25 mm×50 mm)煤试件的平均单轴抗压强度增加了8.02%,弹性模量增加了23.16%;大尺寸(ϕ75 mm×150 mm)煤试件的平均单轴抗压强度降低了11.03%,弹性模量降低了7.37%。随着煤试件尺寸的增加,声发射累积事件总数不断降低,临近破坏时煤试件表面位移场趋于无序变化。经CT扫描煤体试件内部微裂隙分形维数随其尺寸扩大不断增加,表明较大尺寸煤试件内部裂纹数量增多且空间分布更加复杂,这直接导致煤体呈现出尺寸效应特征。煤体试件尺寸从ϕ25 mm×50 mm增加至ϕ75 mm×150 mm,其剩余弹性能指数C^(EF)由26.53 kJ/m^(3)降低为21.36 kJ/m^(3),这表明尺寸效应将直接影响煤体的冲击倾向性,同种煤体的尺寸越大,其冲击倾向性越小。 展开更多

关键词 冲击倾向性 尺寸效应 煤体 裂纹 剩余弹性能指数

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多向加权Tsallis熵最大化导向的自动阈值分割方法

10

作者 邹耀斌 邓世成 +3 位作者 孟祥丹 周欢 孙水发 陈鹏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期129-143,共15页

受噪声或随机细节、目标和背景的大小比例、成像时的点扩散等不同因素的影响,许多图像的灰度直方图呈现为无模态、单模态、双模态或者多模态样式.为了在统一框架内处理这4种不同模态情形下的自动阈值选择问题,本文提出了一种多向加权Tsa... 受噪声或随机细节、目标和背景的大小比例、成像时的点扩散等不同因素的影响,许多图像的灰度直方图呈现为无模态、单模态、双模态或者多模态样式.为了在统一框架内处理这4种不同模态情形下的自动阈值选择问题,本文提出了一种多向加权Tsallis熵最大化导向的自动阈值分割方法(Multi-directional Weighted Tsallis Entropy,MWTE).基于新设计的反正切方向性卷积核的多尺度乘积效应,该方法将不同模态的灰度直方图转化为统一的单模态右偏灰度直方图.在4个不同方向上提取出这种特殊的单模态右偏灰度直方图后,通过多向加权策略构建出与原始图像灰度值紧密相关的加权Tsallis熵目标函数,并以该目标函数取最大值时对应的灰度值作为最终分割阈值.本文将提出的方法和3个阈值分割方法、1个软分割方法、1个活动轮廓分割方法以及1个自动聚类分割方法进行了比较.在4种不同模态情形下的4幅合成图像和50幅真实世界图像上的实验结果表明,本文提出的方法虽然在计算效率方面不占有优势,但它对不同模态的测试图像具有更稳健的分割适应性,且在量化分割精度所用的马修斯相关系数方面优于其他6个分割方法. 展开更多

关键词 阈值分割 Tsallis熵差 加权Tsallis熵 反正切方向性卷积核 多尺度乘积效应 马修斯相关系数

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毛乌素沙区地下水对植被盖度空间格局影响分析 被引量：2

11

作者 贺军奇 赵同强 +6 位作者 陈云飞 尚晓伟 刘树平 李安林 刘秀花 马延东 郑策 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期90-99,共10页

通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析... 通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析划分了植被群落自然恢复演替空间格局状态变化特征。结果表明:(1)MEMD将空间多元数据分解为3个本征模态函数,经希尔伯特转换得到各模态函数相应的空间尺度分别为14,27,38 km;(2)结构方程模型和MEMD分解后的最大表征尺度相关分析表明,地下水埋深与植被盖度在整个样带尺度上呈显著负相关(R 2=-0.95,p<0.001);土壤含水量与植被盖度以地下水埋深5 m空间尺度为分界点,<5 m的区域呈显著正相关(路径系数为0.68,p<0.001),>5 m的区域呈显著负相关(路径系数为-0.43,P<0.01);(3)在此基础上,结合系统聚类分类结果将植被盖度划分为核心区(地下水埋深0~3 m)、过渡区(地下水埋深3~4 m)、稳定区(地下水埋深4~5 m)、外围区(地下水埋深5~10 m)及边缘区(地下水埋深10~15 m)。研究表明,植被盖度对地下水埋深的响应在空间上存在多尺度特征,该结果可为沙地生态恢复及地下水资源的保护与利用提供科学依据。 展开更多

关键词 地下水埋深 土壤含水量 植被空间格局 多空间尺度效应 多元经验模态分解

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顾及空间多尺度邻域效应和时间依赖性的城市扩展模拟

12

作者 王海军 常瑞寒 +5 位作者 李启源 周晓艳 王权 曾浩然 刘一宁 岳照溪 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1772-1783,共12页

在推进新型城镇化和实施新时代国土空间规划的战略背景下,城市扩展研究逐渐成为热点问题。当前基于元胞自动机(CA)的城市扩展模拟对城市空间多尺度邻域效应解析不足,且在转换规则中对城市长时间演变过程的时间依赖性影响表达不够完善,... 在推进新型城镇化和实施新时代国土空间规划的战略背景下,城市扩展研究逐渐成为热点问题。当前基于元胞自动机(CA)的城市扩展模拟对城市空间多尺度邻域效应解析不足,且在转换规则中对城市长时间演变过程的时间依赖性影响表达不够完善,简化了城市扩展的时空依赖性,无法真实模拟推演未来规划实施情景以服务于国土空间规划。针对上述问题,本文构建一种兼顾空间多尺度邻域效应(3DCNN)和时间依赖性(ConvLSTM)的城市扩展深度学习CA模型(下文称“Deep-CA”)。首先通过组合普通卷积和空洞卷积的3DCNN来提取城市空间多尺度邻域效应,再利用ConvLSTM神经网络将历史信息同化,考虑长时间序列的时间依赖性,从而得到城市扩展的适宜性概率。北京市1995—2015年的土地利用数据及其驱动因素数据用于验证所提CA模型的科学性与适用性,1995—2010年数据用于模型训练,模拟2015年的城市范围。同时将模拟结果精度与ANN-CA、LR-CA和ME-CA 3种传统方法进行对比。与传统CA模型相比,Deep-CA的北京市2015年模拟FoM指数提高了4%左右,且对于城市全局和局部形态模拟效果较好,斑块破碎度低。试验结果表明,Deep-CA可以准确获取长期时空依赖关系,从而进一步提高城市扩展CA模型的模拟真实性。 展开更多

关键词 城市扩展 空间多尺度邻域效应 时间依赖性 深度学习 元胞自动机

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