长江中下游地区气象干旱特征

长江中下游地区是中国重要的粮食生产基地,在当前全球气候变化的背景下,旱灾将直接影响该区域人民的生产生活和国家粮食安全。基于标准化降水指数（SPI）,采用1961-2015年的中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集,通过游程理论定义气象干旱事件,并获取了描述干旱事件特征的三个变量：干旱历时、干旱烈度和烈度峰值。指数函数和伽马函数分别用来拟合干旱历时和干旱烈度的边缘分布,Clayton Copula函数用来构建干旱历时和干旱烈度的联合分布。在此基础上,分别用常规单变量和基于Copula双变量的频率分析方法探讨55年来长江中下游地区干旱事件在不同时间尺度下的空间特征。结果表明：（1）不同时间尺度下,长江中下游地区的干旱特征空间格局存在一定的差异,最严重的干旱主要发生在长江下游地区; （2）不同时间尺度的干旱历时和干旱烈度均呈正相关,即较严重的干旱事件通常持续更长的时间;（3）鄱阳湖流域和长江干流下游的北部干旱风险较高,而陕西南部、河南南部、湖北大部和湖南的中北部干旱风险较低。研究结果可为长江中下游地区水资源的科学管理和干旱灾害的风险评估提供理论依据。     

汽车用后稳定杆失效分析

目的研究汽车用后稳定杆断裂失效原因。方法通过金相组织、力学性能分析、材质分析、电镜扫描分析测试手段,对汽车用后稳定杆断裂失效原因进行分析。结果断裂的车用后稳定杆裂纹源处表面存在原始轧制折叠缺陷,在台架试验过程中引起应力集中,为疲劳裂纹的萌生提供了有利条件,导致短时间内疲劳断裂。结论通过提高原材料线材入厂采购质量,加强轧制工艺过程控制,加大探伤排查力度,提前控制排除缺陷产品,有效杜绝了后稳定杆断裂失效情况再次发生。     

惯性器件加速贮存环境性能变化规律及失效机理

目的研究惯性器件的加速贮存环境性能退化规律,分析失效薄弱环节及其失效机理。方法开展惯性器件的加速贮存试验,进行惯性器件的零偏、标度因数的检测,用扫描电子显微镜、红外显微仪、气-质联用仪等分析仪器,监测微观组织、结构损伤情况。针对石英挠性加速度计在加速贮存试验过程中的变化行为,分析温度环境因素对其损伤的微观作用机制,解释宏观性能退化内在原因。结果惯导系统中,石英挠性加速度计在加速贮存试验4个周期后,其零偏超出阈值范围。结论惯导系统中的薄弱环节为石英挠性加速度计的粘结剂。在加速贮存试验过程中,粘结剂中的增塑剂邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)发生分解生成挥发物,环氧树脂胶618的双酚A也少量挥发。当石英挠性加速度计从高温冷却至室温,检测宏观性能时,两种挥发物沿摆片移动至摆片底部,与力矩器镜面形成粘连,使摆片无法进行有效的工作(摆动)。     

Welch谱估计的随机误差与置信度

目的分析Welch谱估计的随机误差及置信度。方法首先导出Welch谱估计量随机误差的表达式,然后采用正态标准化处理方法,将Welch谱估计分量转化为χ2变量。结果获得了Welch谱估计的置信度分析方法。结论以128自由度的Welch谱估计结果的随机误差(12.5%)作为相对置信区间,则其置信概率为68.4%,若要达到95.5%以上置信概率,则Welch谱估计的自由度不能小于512,相应的随机误差为6.25%。     

我国湿热沿海风电机组服役环境条件研究

目的为我国湿热沿海风电设备的设计、制造、运行维护及标准制定提供参考依据。方法通过对湿热沿海风电机组服役环境条件的监测,包括风电机组运行环境温湿度数据、腐蚀数据等,分析湿热沿海地区主要环境因素对风电机组的影响。结果针对我国湿热沿海环境条件提出了关键设备和材料的环境技术要求及试验方法。结论对风电机组面临的环境问题提出相应的改进措施及建议。     

Software for prioritizing conservation actions based on probabilistic information

Marxan is the most common decision-support tool used to inform the design of protected-area systems. The original version of Marxan does not consider risk and uncertainty associated with threatening processes affecting protected areas, including uncertainty about the location and condition of species’ populations and habitats now and in the future. We described and examined the functionality of a modified version of Marxan, Marxan with Probability. This software explicitly considers 4 types of uncertainty: probability that a feature exists in a particular place (estimated based on species distribution models or spatially explicit population models); probability that features in a site will be lost in the future due to a threatening process, such as climate change, natural catastrophes, and uncontrolled human interventions; probability that a feature will exist in the future due to natural successional processes, such as a fire or flood; and probability the feature exists but has been degraded by threatening processes, such as overfishing or pollution, and thus cannot contribute to conservation goals. We summarized the results of 5 studies that illustrate how each type of uncertainty can be used to inform protected area design. If there were uncertainty in species or habitat distribution, users could maximize the chance that these features were represented by including uncertainty using Marxan with Probability. Similarly, if threatening processes were considered, users minimized the chance that species or habitats were lost or degraded by using Marxan with Probability. Marxan with Probability opens up substantial new avenues for systematic conservation planning research and application by agencies.     

高水巷旁充填材料单轴压缩变形破坏与能耗特征分析

高水巷旁充填材料在煤矿沿空留巷工程中得到了广泛应用,水灰比对其力学性质关系密切。首先通过扫描电镜分析了高水材料的微细观形貌,其次通过 RMT-301伺服试验机对1.3~2.5∶1等6种水灰比的高水材料试样进行了单轴压缩试验,得到了各水灰比试样的全应力-应变曲线,分析了试样的变形特征、强度及破坏特征、能耗特征随水灰比变化的规律。结果表明,高水材料的微观结构为固、液、气构成的多孔海绵状结构;高水材料的变形特征与岩样相似,也大致可分为压密阶段、线弹性阶段、屈服阶段以及峰后应变软化阶段,弹性模量、割线模量和峰值强度等随水灰比提高多呈指数函数关系下降;随着水灰比增大,试样由脆性破坏逐渐过渡到延性破坏;随着水灰比增大,试样吸收的总应变能与可释放弹性应变能均呈指数函数关系下降,而耗散能变化幅度不大。     

基于改进二元语义的滑坡诱发管道失效可能性评估

为评估滑坡诱发管道失效的可能性,识别导致管道失效的主要因素,建立基于改进二元语义的滑坡诱发管道失效可能性评估模型。首先,构建由致灾影响因素、承灾敏感程度和监测治理情况3方面组成的滑坡诱发管道失效可能性评估指标体系;然后,采用网络层次分析法（ANP）和变异系数法确定主客观权重,并基于最小偏差求组合权重;最后,应用改进二元语义的相关分析模型对滑坡诱发管道失效可能性进行分析计算。分析结果表明,将最小偏差理论和改进二元语义结合用于滑坡诱发管道失效可能性分析,使评估结果更加符合工程实际。     

多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素

页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置（如垂直段、造斜段、水平段）、不同自身规格（如钢级、外径、壁厚）和不同约束条件（如内压、孔径、螺距）等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。     

基于贝叶斯网络的气井井筒完整性风险评价

井筒完整性失效是气井生产中的主要风险,为有效评价井筒完整性风险,应用贝叶斯网络的推理与学习能力,建立了基于贝叶斯网络和Noisy-OR gate模型的井筒完整性失效概率计算方法和风险评价模型。由故障树分析将井筒分为管柱、水泥环密封性、井口装置、水力屏障和其他部件5个评价单元,确定了各单元的主要风险因素,建立了井筒完整性失效的贝叶斯网络拓扑结构;由Noisy-OR gate模型和历史数据,确定了贝叶斯网络的条件概率参数;将基于贝叶斯网络的失效概率与层次分析法相结合,确定了风险评价指标和等级划分标准;建立了气井井筒完整性风险评价方法。结果表明,该方法实现了井筒完整性失效概率的定量计算、风险的定量评价和主要风险因素的反向推理,可为预防和控制井筒完整性失效提供决策依据,有助于降低井筒完整性失效风险。