为管控风险传递,降低施工安全事故发生概率,探究高海拔地区水电工程施工安全风险传递的演化过程和特征。首先,基于高海拔地区水电工程施工事故报告和4M1E理论,从人员、机械设备及材料、管理、技术和环境5个方面构建施工安全风险因素体系,采用决策试验和评价试验法(DEMATEL)分析风险因素引发的风险事件;然后,基于系统故障演化过程(SFEP)理论建立施工安全风险传递网络,通过关联规则计算各路径风险传递概率;利用系统动力学(SD)构建施工安全风险传递网络SD模型;最后,以西藏某大型水电工程为例,开展仿真验证。结果表明:施工安全风险传递网络SD模型揭示了从17种边缘事件、15种过程事件至5种最终事件的29条风险传递路径及其演化趋势与敏感性,确定环境与管理风险事件为关键节点,识别出3条关键传递路径。据此,立足关键节点与关键路径阻断风险传递,有效降低事件发生与演化概率,减少施工安全事故。

为从本质上提升锂离子电池的安全性,向电解液中添加磷基阻燃剂,研究不同价态的磷基阻燃剂结构对其安全性能、电化学性能的影响。采用自熄灭时间(SET)和差示扫描量热对比研究磷基阻燃剂对电解液热稳定性的影响,采用线性扫描伏安分析磷基阻燃剂对电解液基本性质的影响,进一步通过循环伏安测试、循环性能测试、倍率性能测试和电化学阻抗谱测试探索不同体积比的磷基阻燃剂对LiFePO₄|Li半电池电化学性能的影响。结果表明:添加体积分数为5%的磷酸三甲酯(TMP)和亚磷酸三甲酯(TMPi)的电解液SET均显著降低,且前者提升了电解液电化学窗口,添加5%体积分数为TMP的LiFePO₄|Li半电池的氧化峰和还原峰的峰值电位电势差减小,电池极化减小,循环300圈后的放电比容量较大、容量保持率高达99.6%,而添加5%TMPi导致放电比容量衰减。磷酸甲酯类阻燃剂分子活性弱于亚磷酸甲酯类,负面作用较弱。在不减弱电化学性能前提下,添加5%的TMP更利于提升锂离子电池安全性。

为解决煤矿井下环境由于光照不足、人员尺度差异大及易被设备遮挡等问题而导致的现有检测算法精度低、鲁棒性弱,且部分模型参数量和计算量偏高,难以适配井下边缘设备问题,提出一种改进的YOLOv8n模型,优化矿井复杂环境下的人员检测任务。引入改进的空间到深度可分离卷积(SPDs-Conv)模块增强小目标特征提取能力,提升对远景低像素人员的识别精度;跨阶段部分特征融合+选择性注意力机制(C2f_SKAttention)强化模型对不同尺度目标的关注度,应对井下人员尺度差异;构建动态检测头以适应目标多样性与复杂性,提高对遮挡等场景的适配性;改进加权交并比(WIoU)损失函数提升边界框定位精度,减少因低照度导致的定位偏差。结果表明:提出的改进YOLOv8n模型在煤矿井下人员检测数据集上的平均精度均值(mAP)@0.5为83.5%、mAP@0.5:0.95为39.0%,相较于原YOLOv8n,精确率提升8.5%,召回率提升11.9%,mAP@0.5提升4.7%,mAP@0.5:0.95提升3.3%;参数量从3.1M增至3.2M,浮点运算数(GFLOPs)从14.0G增至14.4G,在轻量化基础上提升了检测精度与鲁棒性,有助于解决井下小目标漏检、多尺度适配不足及复杂环境抗干扰弱等问题,适配井下边缘设备算力限制。

为推动黏滞惯质阻尼器(VIMD)在高层基础隔震结构中的工程应用,以20层隔震钢结构模型为研究对象,首先,探讨VIMD的惯质对结构自振周期的影响;然后,从太平洋地震工程研究中心选取10条实际地震动并进行调幅使其匹配目标设计反应谱,研究VIMD对结构地震响应的控制特征及减震效果;最后,基于达文波特脉动风速谱,采用谱表示法生成10条随机脉动风速时程,研究VIMD对结构风振响应的控制特征及减振效果。结果表明:VIMD可延长该高层基础隔震结构的自振周期,且主要体现在前6阶。在地震激励作用下,VIMD对高层基础隔震结构隔震层相对位移响应的减震效果与黏滞阻尼器(VD)相当,但其对上部结构响应的减震率较VD可提升19.5%~24.5%。在风荷载作用下,VIMD和VD对高层基础隔震结构响应控制能力基本相同。

为研究初始温度对油池火燃烧行为的影响,基于自主搭建的初始温度可控油池火试验平台,开展不同初始温度(5、10、20、40、60和80 ℃)的油池火试验,分析油池火燃烧过程、质量损失速率、火焰高度和火羽流温度的变化特征。研究表明:当初始温度为5~60 ℃时,油池火燃烧过程分为增长、稳定和衰减3个阶段;当初始温度升高至80 ℃时,燃烧过程分为增长、稳定、沸腾过渡、沸腾和衰减5个阶段;质量损失速率、火焰高度和火羽流温度均与初始温度呈正相关;初始温度由5 ℃升高至80 ℃时,质量损失速率、火焰高度和火羽流温度分别增加12.13 g/(s·m²)、170.4 mm和130 ℃;质量损失速率随正庚烷沸点与初始温度的温差非线性递减;火焰高度与油池直径之比为正庚烷初始温度与沸点之比的幂函数。

为提升电梯曳引钢丝绳外表面缺陷隐患的检测效率与自动化水平,降低电梯事故发生率,构建一种基于改进YOLOv5s的电梯曳引钢丝绳外表面缺陷在线检测模型。首先,在特征提取模块C3中引入幽灵卷积(GC)模块降低计算量,并融入卷积注意力模块(CBAM)增强小尺度缺陷的特征提取能力,构建融合GC与CBAM的特征提取模块GC-C3(GC and CBAM- C3);其次,在特征融合层采用路径聚合网络(PANet)与双向特征金字塔网络(BiFPN),构建多尺度特征融合网络PBNet(PANet-BiFPN),结合多尺度权重分配策略提升多尺度缺陷特征信息的融合效果;然后,采用加权交并比(WIoU)损失函数动态调整预测框质量权重,减少低质量样本对训练的干扰;最后,将该模型部署至开发的检测系统,在电梯轿顶在线检测试验曳引钢丝绳外表面缺陷,验证模型的改进效果,并对缺陷分级提醒。结果表明:改进后模型的平均检测精度均值为96.2%,检测速度为192帧/s,较原模型分别提升4.1%、12.3%,模型体积减少38.9%;从在线可视化试验得出,在曳引钢丝绳实际运行环境下(光照200~400 lx、速度1.5~2 m/s),系统对8类典型外表面缺陷的平均精度均值仍稳定在94.6%以上,满足服役曳引钢丝绳外表面缺陷隐患在线检测应用需求,减少因曳引钢丝绳外表面缺陷引发的电梯事故。

为揭示浮盘密封性能退化引发的挥发气体泄漏燃爆及其对复合材料浮盘的破坏机制,构建考虑蜂窝芯层胞元结构的储液-复合材料浮盘多相耦合模型。通过罐内可燃气体-复合材料浮盘-储液的多相耦合分析,对比内爆载荷下浮盘面板及蜂窝芯层的不同损伤形式,并系统探究面板铺层角度、蜂窝几何参数(壁厚、高度、边长)及胞元构型(正六边形、圆形密排/疏排)对浮盘抗爆性能的影响。结果表明:在低液位工况下,浮盘以上面板以基体拉伸损伤为主(面积占比6.82%),伴生0.16%的纤维压缩和基体压缩损伤;最优面板铺层角度为[45°/90°/45°/90°],基体拉伸损伤面积占比降至5.03%,浮盘抗爆性能最好;正六边形蜂窝芯层抗爆性能优于圆形,密排圆形蜂窝承载能力强于疏排;增大蜂窝壁厚或高度、减小边长均可增强浮盘抗爆性能。

为降低加氢机加注过程中因泄漏引发的事故风险,利用Fluent软件模拟35 MPa加氢机氢泄漏扩散过程,研究加氢区罩棚结构下氢泄漏扩散特性,分析泄漏孔径、风速及局部通风等因素对氢气摩尔分数、可燃区域分布的影响。研究结果表明:当加氢软管泄漏孔径为2 mm时,不会在罩棚下表面形成可燃区域,而当泄漏孔径达到5或10 mm时,可在罩棚下表面形成可燃区域,且罩棚下表面摩尔分数最高点在平行于射流中轴线附近。其中,泄漏孔径为10mm,垂直泄漏方向罩棚下侧摩尔分效呈现高斯分布;当环境风向垂直于泄漏方向,风速为2或8 m/s时,可有效减少泄漏加氢机附近氢气积聚;而风速为5 m/s时,在障碍物附近产生涡旋结构,诱导氢气积聚,增加燃爆风险;无环境风条件下,在加氢区加入风机进行局部通风,5或10 m/s均可在2 s内将流场内氢气云摩尔分数稀释至可燃范围以下,而10 m/s的风机风速对稀释泄漏源前方氢气摩尔分数作用更大。

为分析太阳辐照与干湿循环对压实黄土裂隙演化的影响及其作用机制,采用氙灯模拟太阳辐照,开展不同辐照度、干密度及干湿循环条件下的压实黄土室内试验,自制图像获取装置定时采集试样表面裂隙图像,利用颗粒与裂隙分析系统(PCAS)提取裂隙形态参数,结合扫描电镜(SEM)图像定量分析微观孔隙结构,从宏-微观尺度系统分析裂隙演化机制。结果表明:辐照度提高使裂隙起裂时间提前,裂隙率、主裂隙长度及分形维数整体增大;干密度1.5~1.7 g/cm³范围内,干密度提高可有效降低裂隙率及连通性,抑制裂隙扩展;干湿循环作用下,孔隙率总体增加,孔隙圆度降低,分形维数先增大后波动,与宏观裂隙演化显著关联;太阳辐照加速土体表层水分蒸发,强化水分迁移与体积变形不均匀性,促进压实黄土由孔隙结构调整向宏观裂隙扩展演化。

为解决现有方法在求取厚松散层条件下采空区地表变形预测的概率积分法(PIM)参数时存在精度不高与适配性不足的问题,选取36组采煤工作面地表移动实测数据,通过系统聚类分析(HCA)、熵权法(EWM)及灰色关联度(GRD)分析,筛选采矿地质条件的核心指标,进而融合K折交叉验证和模拟退火算法(SAA)邻域扰动策略优化广义回归神经网络(GRNN)模型,构建SAA-GRNN优化模型,用于求取PIM参数,并以济宁地区45组厚松散层采煤工作面数据开展实例分析。结果表明:7项采矿地质条件指标可划分为3类,经筛选后得到开采厚度M、煤层倾角α、开采深度H、走向采动程度D₃/H和松散层厚度h共5项核心输入指标;SAA-GRNN优化模型的均方误差最大值不超过0.190 4,平均绝对误差最大值控制在0.133 9,平均绝对百分比误差最大值为0.153 6,R²值总体控制在0.8以上;同等条件下较误差反向传播(BP)神经网络模型和GRNN模型,求解误差均大幅度下降。