东北大学学报（自然科学版）

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区间多目标粒子群优化算法及其应用

关守平，邹立夫，张菁菁

2019, 40 (11): 1521-1526. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.001

摘要 ( 968 )

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PDF(533KB) ( 1091 )

提出了一种区间多目标粒子群优化(IMOPSO)算法，用于解决多目标下区间变量的优化问题.基于区间可信度定义两个区间解的占优关系，通过归一化方法和区间拥挤度距离对Pareto最优解排序，并设立归档机制，利用外部存储器保存Pareto最优解集.针对有界误差系统的建模问题，提出了基于IMOPSO算法训练区间神经网络(INN)模型参数的建模方法，解决了误差界已知和误差界未知两种情况下的有界误差系统建模问题.最后，以一阶不确定系统为例，利用所提算法进行了建模仿真，验证了建模方法的有效性.

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一种基于旁信息增强的协同过滤自动编码器模型

刘海博，冯时，于戈

2019, 40 (11): 1527-1532. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.002

摘要 ( 680 )

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PDF(652KB) ( 733 )

针对用户评分预测不准确的问题，提出了一种基于旁信息(side-information)对用户兴趣进行预测的协同过滤自动编码器推荐模型，给出了模型的设计原理、损失函数以及具体结构.模型使用单隐藏层自动编码器实现，用户评分与旁信息同为模型的输入/输出数据，旁信息也直接参加模型的训练，这种设计不仅降低了模型的规模和复杂度，而且旁信息可以直接对用户兴趣进行修正.同时，通过对训练数据集合的合理划分与扩充，使得训练的网络模型增加了表达能力.在真实数据集上的对比实验表明，本文提出的方法提高了评分预测的准确度，具有一定的实用价值.

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基于用户相似度的随机游走社交网络事件推荐算法

马铁民，周福才，王爽

2019, 40 (11): 1533-1538. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.003

摘要 ( 751 )

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PDF(596KB) ( 787 )

针对基于社交网络的事件推荐覆盖性和准确性不够高的问题，提出了基于用户相似度Si-user Walker算法.该算法利用基于事件的社交网络特征，将线上用户群组数据抽象为图，以重启随机游走算法为基础，改变了传统的完全基于图的拓扑结构进行随机游走的策略.根据地理位置划分事件类型，提出了新的用户相似度计算方法，然后根据用户相似度矩阵作为随机游走的转移概率，既保留了图的传递性，又保证了图节点游走的真实性.与其他推荐算法在真实的数据集上实验表明，该算法在均方根误差、准确率及覆盖率上均得到提升.

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基于CNN的心冲击信号阵发性房颤自动检测方法

蒋芳芳，徐敬傲，李任，徐礼胜

2019, 40 (11): 1539-1543. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.004

摘要 ( 753 )

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PDF(452KB) ( 924 )

阵发性房颤具有发作突然且时间短的特点，而目前其临床诊断方法——心电信号，不适于日常监护，因此，提出一种基于心冲击信号(ballistocardiogram，BCG)的非接触式房颤自动检测方法.研究不同输入数据长度与不同网络深度的匹配关系，获取应用一维卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)检测阵发性房颤的最优组合.通过2000组数据的测试，所提模型的最佳性能为:测试准确性94.8%、敏感性97.2%、特异性92.7%，为基于BCG信号的心律失常检测与远程日常家庭监护提供了可能性.

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一种新颖的编辑距离限制下的相似性确认算法

于长永，李淼淼，赵楚，马海涛

2019, 40 (11): 1543-1548. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.005

摘要 ( 523 )

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PDF(428KB) ( 825 )

针对相似性确认步骤中编辑距离计算的高复杂性问题，提出了一种在编辑距离限制下的基于鸽笼原理的字符串相似性确认算法.首先找到满足编辑距离片段映射的片段，以此片段为基准，将长度为500bp的read分段.然后对满足编辑距离片段映射的左右部分递归地进行编辑距离计算，将各段得到的编辑距离相加即为最后结果.最后根据最长公共子串的下限将需要验证的片段数目降到最低，得到优化方案.实验结果表明，基于鸽笼原理的分段递归计算编辑距离的确认算法减少了验证步骤的时间，并能保证假阳率和假阴率都为零.

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基于压缩感知的水声传感网络通信方法

刘敬浩，董丽双，付晓梅

2019, 40 (11): 1549-1554. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.006

摘要 ( 686 )

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PDF(525KB) ( 684 )

现有研究主要针对单个传感器节点发送数据的情形，传输效率不高，而多个传感器节点同时发送数据，可以提高传输效率，但存在用户数据之间的干扰.将压缩感知应用于水声传感网络中，提出一种可实现多节点同时传输数据的大容量协作通信方法，利用传感器节点数据的稀疏特性，将多个源节点数据同时传输等效为压缩感知中的测量过程，证明了多节点并发传输过程的传输特性可以满足压缩感知中的测量矩阵的约束等距性要求.目的节点通过重构算法，可以恢复多个并发传感器节点的数据.

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基于FastICA的低信噪比雷达信号分选算法

王彬，高冰，谷沛尚，辛凤鸣

2019, 40 (11): 1555-1560. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.007

摘要 ( 714 )

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PDF(627KB) ( 904 )

针对传统的基于参数的信号分选系统已无法适应当前复杂情况下的雷达信号分选问题，将基于独立分量分析(ICA)的盲源分离算法引入雷达信号分选算法.快速ICA(FastICA)算法结合了定点迭代和非高斯最大化算法，具有稳定性好、收敛速度快、计算量小等优点.但该算法对噪声非常敏感，无法在低信噪比情况下进行信号分选.针对这一缺点，引入同步累加平均降噪算法，并结合信号均衡、平滑处理进行改进，使得新算法在低信噪比情况下对雷达信号进行分选.仿真表明改进后的算法在低信噪比情况下具有良好的分选效果，并保留了原算法的优点.

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QT工艺对一种B-Nb低碳贝氏体钢组织及强韧性的影响

任家宽，阎冬，陈俊，刘振宇

2019, 40 (11): 1561-1567. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.008

摘要 ( 781 )

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PDF(5644KB) ( 861 )

通过室温拉伸、摆锤冲击、光学及扫描电镜研究了QT(淬火+回火)工艺对实验钢晶界比例、晶粒尺寸、碳化物析出情况及强韧性的影响，并对其变体的分布及组合方式进行了分析.结果表明:随着回火温度的升高，实验钢强度逐渐降低，塑性逐渐提高;450T和500T钢断口为准解理型断裂，贝氏体板条间析出的碳化物及较低比例的大角度晶界使得冲击韧性较差;而600T和650T钢断口为韧窝断裂，组织中大角度晶界的比例增加，有效地阻碍了裂纹的扩展.变体分析表明，450T钢变体组合方式介于Bain group和CP(close packed)group之间，而600T钢变体之间呈现较明显的CP组合方式，同一CP group内的变体取向差较大，偏折了裂纹传播路径，提高了低温韧性.

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耐海水腐蚀用铁素体基低碳高钛钢的研究

翁镭，吴红艳，兰亮云，杜林秀

2019, 40 (11): 1568-1573. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.009

摘要 ( 639 )

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PDF(6151KB) ( 659 )

新开发了两种不同钛含量耐海水腐蚀钢.采用控制轧制及控制冷却工艺获得单相铁素体组织，随后进行了模拟海水周期浸润腐蚀实验得到试验钢腐蚀速率.通过SEM， XRD和电子探针(EPMA)方法研究了两种钢的腐蚀形貌、腐蚀产物组成及断面腐蚀产物中元素分布.结果表明，新开发的两种耐海水腐蚀性用钢在模拟海水腐蚀加速腐蚀后，无缺陷腐蚀产物均匀地覆盖在试验钢表面，在内锈层中形成连续富Ti元素区域，阻碍了海水对钢的进一步腐蚀，提升了耐腐蚀性能，特别是钢中Ti与P元素协同作用，耐海水腐蚀用钢的耐蚀性能更好.

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铜/铝异步轧制复合带的界面反应与强化机制

常东旭，王平，赵莹莹

2019, 40 (11): 1574-1579. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.010

摘要 ( 703 )

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PDF(1498KB) ( 923 )

采用同步和异步轧制复合工艺制备铜/铝复合带，研究退火过程中的界面反应和异步轧制工艺的强化机制.利用扫描电镜观察界面微观组织和拉伸断口形貌，通过线扫描和电子探针分析界面元素分布，采用XRD进行界面物相分析，通过剥离和拉伸实验研究复合带的力学性能.结果表明，经400℃保温1h后界面形成具有三个亚层的扩散层组织，各亚层内元素含量存在突变;铝剥离表面检测到大量铜元素，化合物相包括CuAl₂，Cu₉Al₄，CuAl和Cu₄Al，而铜剥离表面只检测到Cu₉Al₄和Cu₄Al;异步轧制工艺可以提高界面结合强度和复合带的拉伸性能，使界面层在拉伸断裂后破坏程度降低.

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热解产物MgO颗粒形貌对收率的影响

吕超，牛丽萍，赵秋月，王文博

2019, 40 (11): 1579-1583. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.011

摘要 ( 605 )

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PDF(753KB) ( 633 )

热解工艺制备的MgO颗粒形貌各异，粒径分布不均.传统的数值模拟过程假设产物为同粒径的标准球形颗粒，与实验结果存在一定的误差.因此，以射流热解制备MgO过程为研究对象，引入伸缩因子等参数，研究了几种特殊的非规则MgO颗粒在射流热解反应器出口的分布，对比标准球形颗粒的分布结果进行讨论.结果表明:收缩因子α、丰满指数k及放缩径比β共同作用影响着MgO的收率.当α=-0.25，k=1，β=1时，MgO的收率较高，为96.88%;当α=0.25，k=2，β=1.5时，MgO的收率较低，为80.39%.

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实况下机械零件的动态可靠性分析

杨周，姜红猛，张义民，姜超

2019, 40 (11): 1584-1589. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.012

摘要 ( 730 )

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PDF(547KB) ( 735 )

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响，采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理，运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上，利用等时间段内最大载荷替代载荷变化，Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型，最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例，估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命，给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律，分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响，并用Monte Carlo仿真进行了验证，结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况，能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.

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超声微锻造辅助激光熔丝增材制造数值模拟研究

任朝晖，刘振，张小双，张兴文

2019, 40 (11): 1590-1595. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.013

摘要 ( 894 )

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PDF(1158KB) ( 1047 )

激光熔丝增材制造技术能大大提高制造效率，但制件存在复杂的残余应力，导致制件内部缺陷多.为了解决这些问题，将超声微锻造与滚压相结合对制件表面进行高频率击打，使金属表层产生塑性变形，将原有的拉应力转变成压应力.以TC4为研究对象，利用ANSYS对激光熔丝过程进行热-结构耦合数值模拟，并施加超声滚压微锻造，分析微锻造前后应力场的变化情况.研究结果表明:激光熔丝熔覆层应力分布更加均匀，拉应力减小，甚至转化为压应力，有效地抑制制件内部缺陷的形成.

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基于CFD模拟的喷射泵操作参数对泵抽气性能的影响

韩宇，郭立新，王晓冬，张光利

2019, 40 (11): 1595-1599. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.014

摘要 ( 688 )

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PDF(957KB) ( 780 )

通过CFD方法讨论了不同操作参数对喷射泵内部流体的流动特性及泵抽气性能的影响.随着工作蒸汽压力的增加，在壅塞位置处，被抽气体过流面积变化减小，马赫数、引射系数升高，喷射泵的抽气性能增强.当工作蒸汽压力过高时，由于膨胀核的增大，被抽气体的过流面积减小，引射系数显著下降.随着引射蒸汽压力的增加，壅塞和激波向下游移动，泵抽气性能增强.此外，引射系数随着背压的增加而减小，当背压过高时，返流现象明显，泵的抽气性能急剧下降直至失效.研究结果表明，操作参数的选择不仅能提高喷射泵的抽气效率和极限排气能力，也极大地提高了喷射制冷系统的制冷效率，降低了能源的消耗.

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薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法

罗忠，张永强，朱云鹏，李朝帅

2019, 40 (11): 1600-1605. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.015

摘要 ( 466 )

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PDF(569KB) ( 626 )

针对传统的相似模型设计方法、量纲分析法以及方程分析法在一些情况下使用的局限性，基于最小二乘法，通过过渡模型固有频率建立了薄壁圆锥壳的畸变相似关系式，并提出一种畸变模型适用区间确定的方法，基于模型与原型在固有特性相似(固有频率成比例映射关系，并且振型保持一致)时畸变模型尺寸适用区间的确定方法，利用多项式拟合，得到单一材料薄壁圆锥壳在不同阶次相似畸变模型几何结构适用区间的边界方程.最后通过试验验证，证明了推导畸变相似关系式的准确性，为薄壁圆锥壳结构试验模型动力学相似提供了理论依据.

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广西浪平地区黄龙组底部的核形石及其意义

黄文韬，巩恩普，张永利，苗卓伟

2019, 40 (11): 1606-1610. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.016

摘要 ( 771 )

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PDF(2866KB) ( 777 )

广西浪平地区石炭纪地层出露完整，在黄龙组底部发育一套核形石生物碎屑灰岩.为了深入认识核形石的形成环境及地质意义，开展了古生物学、沉积学和岩相学研究.核形石生物碎屑灰岩中虫筳类化石表现出Profusulinella aljutovica-Taitzehoella taitzehoensis extensa带的特征，指示其发育在莫斯科期的初期.本文共识别出4种核形石类型:泥晶核形石、富屑纹层核形石、藻(菌)纹层核形石和复合纹层核形石;以及4种沉积微相:MF1，MF2，MF3和MF4.在莫斯科期初期，海平面开始回升，使该地区的沉积环境发生变化，为核形石的形成提供了微生物活动基础和水动力条件.

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山东某高铁赤泥工艺矿物学研究

柳晓，高鹏，韩跃新，应平

2019, 40 (11): 1611-1616. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.017

摘要 ( 789 )

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PDF(2250KB) ( 1075 )

采用化学分析、X射线衍射、激光粒度分析、光学显微镜、能谱分析和BPMA等多种分析手段，对山东某高铁赤泥从工艺矿物学角度进行了详细研究.结果表明:赤泥粒度很细，化学成分与矿物(相)组成非常复杂.主要矿物(相)为微粒硅渣、赤铁矿、铁-铝氧化物、褐铁矿，以及微量的硅铝酸钠、铁-钛氧化物、石英、三水铝石、软水铝石、长石、云母等矿物.赤泥中的铁主要赋存于赤铁矿、褐铁矿、铁-铝氧化物和微粒硅渣中.赤泥中微粒硅渣含量较大但其中的矿物(相)粒度很细.充分利用微粒硅渣中的铁、铝、钛、钠是关键.

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缓倾斜厚石膏矿低贫化放矿实验研究

贾海波，任凤玉，何荣兴，丁航行

2019, 40 (11): 1617-1622. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.018

摘要 ( 560 )

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PDF(1510KB) ( 624 )

为解决石膏矿贫损问题，采用物理模拟实验方法，研究优化了采场放矿底部结构.主要研究了端部放矿时石膏矿石散体流动迹线和覆岩下放矿时矿石厚度、堑沟间距及出矿横穿间距对矿石回收率的影响.分析和实验结果表明:矿石散体厚度超过20m时，宜采用平底堑沟诱导冒落，矿石回收率随堑沟间距变大而增加，且在堑沟间距取18m时最大;散体厚度小于20m时，宜采用串联堑沟诱导冒落法，回收率随堑沟间距增大而减小，为提高回收率，堑沟间距取10m，出矿横穿间距取8m.

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基于U-Net和Res_UNet模型的传送带矿石图像分割方法

柳小波，张育维

2019, 40 (11): 1623-1629. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.019

摘要 ( 1590 )

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PDF(1682KB) ( 1508 )

针对传送带矿石图像中矿石粘连和边缘模糊造成的分割不准确问题，提出了一种基于U-Net和Res_UNet模型的传送带矿石图像分割方法.该方法首先将待分割图像经过灰度化、中值滤波和自适应直方图均衡化处理后，利用预训练的U-Net模型提取图像轮廓;然后，将图像轮廓二值化后，利用预训练的Res_UNet模型进行轮廓优化;最后，利用OpenCV得到分割结果.与基于形态学重建的分水岭算法和NUR法分别对10张测试图进行实验比较，结果表明，所提出的利用深度学习实现矿石轮廓检测和优化方法分割的结果更加准确，证明了其对传送带矿石图像分割的有效性.

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缓倾斜中厚矿体充填开采上覆岩层运移规律研究

关守安，李爽，金长宇，刘冬

2019, 40 (11): 1630-1635. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.020

摘要 ( 625 )

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PDF(2549KB) ( 752 )

针对缓倾斜中厚矿体下行充填开采过程中岩层移动和地表塌陷规律展开了研究.通过FLAC3D三维数值计算确定典型勘探线剖面，以河砂为骨料，重晶石粉为胶结剂进行大型相似材料模型试验，利用3DEC数值分析软件对模型试验结果进行验证分析.结果表明，充填开采能有效抑制岩层移动和地表塌陷，使地表沉降范围集中在矿体顶部且沉降中心随下行开采过程中向矿体中心移动;深埋矿体的开采对上覆岩层移动范围的影响较浅埋矿体的采动影响小;岩层移动塌落的角度随开采深度的增加先变小后变大，最终沉降以筒型陷落为主.

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无人机摄影测量边坡结构面及块体稳定分析

朱承金，王述红，任艺鹏，孙子涵

2019, 40 (11): 1636-1641. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.021

摘要 ( 768 )

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PDF(718KB) ( 745 )

为提高边坡结构面信息获取过程的安全性及测量结果的准确性，采用无人机多角度摄影测量获取结构面信息，得边坡结构面坐标以及出露迹线长.利用动态控制的相容Delaunay三角剖分对模型进行三角网格化，结合块体生成规则对边坡临空面出露块体进行稳定性分析，识别坡面出露关键块体，并利用GeoSMA-3D系统验证方法的可行性及精度.研究结果表明:点云切割最大关键块体为38.5748m³，GeoSMA-3D切割最大关键块体为38.5617m³，位置均在坡体中央位置，拟合效果良好.对于不规则碎裂岩质边坡，三维点云切割可以更好地表征边坡的块体位置，对于指导关键块体治理具有一定优势.

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地下污水渗滤系统基质层ORP扰动特征及其影响因素

李海波，李英华，白雪钰，白佳宁

2019, 40 (11): 1641-1647. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.022

摘要 ( 542 )

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PDF(1436KB) ( 751 )

以往研究认为基质氧化还原电位分区呈垂直线性变化，且即使存在微区穿透现象，也未能获得充分的实验证实.为揭示氧化还原微区变化规律及其影响因素，采用土柱模拟方法探究了水力负荷与湿干比对氧化还原微区的扰动规律.结果表明: 在中等水力负荷(0.1m³/(m²·d))下，湿干比变化可诱导氧化还原电位分区纵向移动，硝化区随湿干比增大而缩小，反硝化区反之;湿干比过大可导致硝化与反硝化微区互穿透，产生非线性分区; 水力负荷变化对氧化还原微环境扰动显著，负荷增大对中下层影响更明显;湿干比为4h∶8h时，氧化还原电位分区随水力负荷变化呈明显线性波动.

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考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法

康玉梅，刘子傲，吴鹏飞

2019, 40 (11): 1648-1653. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.023

摘要 ( 585 )

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PDF(402KB) ( 828 )

针对JCSS推荐的荷载效应组合法假设荷载效应之间既相互独立又完全相关的内部矛盾和时段分析法对工程中的非平稳荷载效应过程无法实现有效分析的问题，对考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法进行了研究.首先提出了非平稳荷载效应过程下的结构可靠度分析方法;其次考虑荷载作用顺序的影响，改进了结构在受多时段荷载作用下的可靠度计算模型;最后运用跨阈理论分析了结构损伤对可靠度的影响，推导出综合考虑非平稳荷载过程、荷载作用顺序和结构损伤的可靠度计算公式.算例分析表明:该方法适用性更广泛，计算结果更真实可靠.

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真三轴条件下单裂隙砂岩破坏过程的颗粒流模拟

贾蓬，张瑶，刘冬桥，张亚兵

2019, 40 (11): 1654-1659. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.024

摘要 ( 683 )

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PDF(1052KB) ( 928 )

采用颗粒流程序从细观角度对在真三轴条件下含单裂隙砂岩的裂纹扩展贯通模式、破裂机理展开研究，重点讨论了不同中主应力对单裂隙砂岩裂纹扩展和其力学特性的影响.研究结果表明:在真三轴压缩条件下，中主应力有助于增大含裂隙砂岩的强度，但过高的中主应力会加快裂纹的扩展、贯通，从而形成宏观破裂面;当中主应力的作用方向与裂隙走向垂直时，裂隙岩石的破坏模式为垂直于裂隙走向形成宏观剪切破裂面，含裂隙砂岩在真三轴压缩条件下的破坏主要为伴随拉破坏的剪切破坏机制.

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女性知识型员工工作家庭平衡对创新绩效的影响——一个跨层次被调节的中介模型

张兰霞，宋嘉艺，谭均，韦彩云

2019, 40 (11): 1660-1666. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.025

摘要 ( 689 )

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PDF(464KB) ( 844 )

依据情感事件理论、情境力量理论及相关文献，基于101名主管和378名员工的配对调查数据，采用跨层次分析法，探究了工作家庭平衡对女性知识型员工创新绩效的传递机制，并分析了变革型领导的调节作用.结果表明，女性知识型员工工作家庭平衡对创新绩效有显著的正向影响;工作幸福感在工作家庭平衡影响女性知识型员工创新绩效过程中起中介作用，变革型领导调节了工作幸福感在工作家庭平衡影响女性知识型员工创新绩效间的中介作用.

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基于酒店特征信息和在线评价信息的酒店选择

陶玲玲，尤天慧，袁媛

2019, 40 (11): 1667-1672. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.026

摘要 ( 602 )

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为辅助游客通过旅游网站进行酒店选择，提出了一种基于旅游网站提供的备选酒店特征信息和在线评价信息的酒店选择方法.首先，基于酒店特征信息和在线评价信息构建备选酒店有向加权图，依据备选酒店特征信息，基于离差最大化法对酒店特征进行客观赋权，并采用简单加权法确定有向加权图结点权重，依据备选酒店间在线评价信息的比较关系确定有向加权图的有向边及有向边权重;然后，基于PageRank算法原理给出备选酒店排序值求解算法;最后，以基于缤客网站提供的酒店特征信息和在线评价信息进行酒店选择.结果说明了提出方法的有效性和可行性.

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