河北水利电力学院学报

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魏喜远, 孙敬涛, 刘世璞, 门旭净, 刘倩

2026, 36(2): 1-8. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.001

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卫星遥感技术凭借高空间分辨率和低重访周期,为水质监测提供了有效途径。本研究以固安县温泉园区调蓄水池为研究对象,构建了基于极端梯度提升树(XGBoost)的机器学习模型。研究采用国产高分、资源、北京、吉林系列卫星的遥感影像,反演了叶绿素a、pH值、氨氮、溶解氧等关键水质参数。遥感影像经辐射定标、大气校正等预处理后计算反射率,实测数据来源于浮标在线监测站获取的同步水质参数。通过皮尔逊相关分析筛选高相关性波段组合(相关系数>0.6)作为模型输入,将数据集按7:1:2划分为训练集、验证集和测试集,采用R²,RMSE,MAPE评估模型性能。结果表明,与随机森林、AdaBoost、深度神经网络、卷积神经网络及普通线性回归模型相比,XGBoost模型在4项水质参数的反演中均表现出最优的性能,其在训练集上具有卓越的拟合能力,在测试集上展现了强大的泛化能力。基于该模型生成的高空间分辨率水质分布图揭示,研究区域水质参数空间分布呈现“边缘差、中央好”特征,且南库水质优于北库。该研究为中小型水体水质的精准监测与管理提供了有效技术支撑。

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大坝群溃坝后果排序灰色模糊物元分析方法

黄梦婧, 杨海浪, 叶根苗

2026, 36(2): 9-14. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.002

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为科学评估大坝溃坝后果严重程度并确定风险处置优先级,系统构建溃坝后果综合评估体系与指标分级标准,文中基于灰色系统理论、模糊数学与物元分析理论,提出一种适用于大坝群溃坝后果排序的灰色模糊物元分析方法。该方法有效整合生命损失、经济损失、环境影响和社会影响等多维度评价指标,通过关联度分析实现群坝溃坝后果的等级划分。理论分析与工程实例验证表明,该方法可为病险水库除险加固优先级决策提供科学依据。

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基于改进FFT分析的永磁同步电机局部退磁故障检测方法

张建秋, 张文龙, 师路欢, 路清云, 贾茂松

2026, 36(2): 15-20. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.003

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随着我国“双碳”策略的推进落实,电动汽车产业发展日益迅速,永磁同步电机PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于高运行性能、高功率密度、体积小在电动汽车领域应用广泛。然而,在车用领域,安装空间有限、散热条件较差、运行工况复杂、电机高速运行,这些因素可能导致永磁体局部损坏,引起局部退磁,造成电机控制性能下降。因此,对永磁体局部退磁故障进行研究、分析、检测具有重要的意义。本文以一台10极PMSM为例,对电机进行磁钢块更换以模拟永磁体局部退磁故障。之后,建立局部退磁的数学模型,并使用傅里叶变换进行理论分析,得到永磁体局部退磁时的故障特征。最后,经硬件在环仿真实验平台上进行测试,检测局部退磁故障,验证了改进快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transform,FFT)方法的有效性和准确性。

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继电保护硬压板状态智能监测技术研究及应用

周小婷, 王伟, 孙鑫, 王云龙, 周秦宇

2026, 36(2): 21-25. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.004

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继电保护装置硬压板的正确投退是保障电网安全稳定运行的关键环节,针对传统人工巡检方式存在的效率低、易出错、无法实时监测等问题,基于国网冀北公司技术方案,提出了硬压板在线监测的系统性解决方案。文中重点研究了“双联压板”与“磁感应”2种技术路线的采集原理、系统架构及实施策略,构建了“采集-汇聚-站控-主站”的分层体系架构,阐述了硬压板状态信息基于DL/T 860标准统一建模,并通过多路径上送至新一代集控系统与继电保护信息主站的技术方案。应用实践证明,该方案能够实现硬压板状态的实时感知与远程监视,巡检效率大大提升,为二次设备操作防误、远程智能巡视等应用提供了可靠的数据基础,显著提升了变电站智能化运维水平。

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内置木填充的L形铝合金-混凝土组合柱轴压性能分析

翁维素, 景子腾, 刘铂, 阎慧微

2026, 36(2): 26-32. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.005

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为适应住宅建筑对大开间、灵活空间的需求,异形柱结构体系在我国经历了从初步研究到成熟应用的显著发展。然而,现有研究多集中于钢筋混凝土材料,对新型组合异形柱的探索不足。为此本文提出了一种新型L形铝合金方管-木-混凝土组合异形柱结构,通过轴压试验发现其破坏形式主要为强度破坏,然后基于异形柱的试验结果建立有限元模型进行模拟分析,最后将试验结果与有限元结果进行对照,验证了有限元模型的准确性,并采用验证后的有限元计算模型,分析铝合金方管壁厚和长细比对柱轴压性能的影响。研究结果表明:随着含木率的增加,承载力出现了先增加后减小的趋势,且当含木率为24%时,3种材料的协同效果较好。铝合金壁厚为6mm时的承载力最大,对比3mm壁厚的试件承载力提升了21.9%。相较于其他参数,长细比对L形组合异形柱的承载力影响效果最大。

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水泥基灌浆料置换加固钢筋混凝土小偏心受压柱有限元分析

李其廉, 杨元策, 敦彦茹

2026, 36(2): 33-39. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.006

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基于ABAQUS有限元软件对67根水泥基灌浆料置换加固钢筋混凝土柱进行小偏心受压数值模拟分析,研究置换形式、混凝土强度、灌浆料强度、置换率等因素对水泥基灌浆料置换加固钢筋混凝土小偏心受压柱承载力的影响。结果表明,随着水泥基灌浆料强度和置换率的增加,加固柱承载力呈上升趋势;随着混凝土强度的提升,承载力的增长幅度逐渐减小,最大增幅为13.6%;在置换厚度相同的条件下,采用四边置换加固形式,加固材料可提供额外约束,限制裂缝的产生与发展,进而提升柱的承载能力。在置换率相同的条件下,采用对边置换加固形式,可以增强柱体的局部刚度,使其受力分布更加均匀,从而提升柱子的承载能力。

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在建筑工程施工中关于防水防渗技术的应用思考

苏帅磊

2026, 36(2): 40-43. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.007

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该项研究旨在探究防水防渗技术在建筑工程中的科学应用,为提升建筑耐久性与安全性提供参考。从建筑渗漏引发的结构损坏、功能失效及经济损失等问题切入,阐明该技术应用的必要性。采用分类研究法,针对地下室、屋面、外墙及厨卫等渗漏易发部位,分析各部位渗漏成因,详解适配的防水防渗技术要点,提出解决方案,并从设计、材料、施工与管理等各个阶段,严格把控细节,强调检查验收,预防渗漏风险。结合工程案例,合理应用该技术可使渗漏率降低60%以上,显著提升结构稳定性,但仍存在材料质量不均、施工不规范、后期维护缺失等问题。据此提出优化材料选型、强化施工管控、建立维护机制等解决方案,同时指出研究未涵盖特殊气候区域技术适配性,后续可进一步拓展研究。

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基于PFC2D的建筑固废路基填料混凝土直剪试验数值模拟研究

李艳红, 杨凤仪, 于楠, 李子煊, 宋杨, 孙伟宸

2026, 36(2): 44-52. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.008

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为揭示粗颗粒含量对建筑固废路基填料剪切行为的影响机制,高效利用建筑固废,推动交通领域绿色可持续发展,本文基于离散元法的PFC2D数值模拟,研究不同粗粒含量(40%,60%,80%)对建筑固废路基填料混凝土直剪试验力学行为的影响,并通过对比室内大型直剪试验数据验证模型的可靠性。结果显示,随着粗粒含量的增加,土体的峰值强度和残余强度均呈现增大趋势,且在粗粒含量为80%时达到最大值。同时,从细观角度分析得到粗粒含量的变化显著影响了颗粒间接触力链的分布。研究表明,粗粒含量通过调控细观力链网络传递路径,最终决定了土体的宏观力学响应,揭示了粗粒含量对土体力学特性的影响机制,为粗粒土工程特性的理论研究和工程实践提供了参考依据。

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银昆高速湿陷性黄土工程地质特征及路基处理方案研究

王彬祥

2026, 36(2): 53-58. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.009

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为解决高速公路黄土路基的湿陷性和大变形问题,以银昆高速太阳山开发区至彭阳(宁甘界)项目为例,在分析场区湿陷性黄土路基的工程地质特性基础上,运用强夯法对湿陷性黄土进行加固,基于静力触探试验评价了夯点击数和夯点间距对加固效果的影响,并运用现场浅层平板载荷试验和室内试验相结合的方法对处理后的路基进行测试。测试表明,夯点击数为10击时,土体加固强度和深度提升较为明显,加固点间距对于夯点中心位置的强度影响不大,其余位置的强度随夯点间距的减小而增大;处理后的黄土路基承载力特征值提升幅度为96.3%~128.8%,荷载沉降曲线呈现非线性加速变形阶段、破坏阶段的2阶段变化,无明显比例界限;处理后黄土的压缩模量平均提升幅度为40%,且在取样深度范围内压缩模量分布较为均匀,压缩模量为12～16MPa。

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1cm微罩面施工技术在高速公路修复养护中应用研究

王海蛟, 王祺越

2026, 36(2): 59-63. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.010

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结合实际施工项目,对河北省唐山市G0121京秦高速公路K98+680-K151+208出现的横缝、纵缝、龟裂、细小裸缝、疲劳裂缝等面层病害状况和1cm特种改性沥青胶结料微罩面施工工艺流程、质量控制要点、主要材料技术指标等进行统计分析,对1cm微罩面材料要求、配合比设计、铣刨、吹扫、粘层油洒布、混合料拌合、运输、摊铺、压实、开放交通等施工技术要点进行总结。旨在推广1cm特种改性沥青胶结料微罩面施工工艺在高速公路修复养护中的应用,提高路面损坏状况指数PCI指标,进一步改善路面技术状况指数PQI指标,为我国高速公路养护工程路面修复施工提供施工参考和技术依据。

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基于ERNIE的科技成果供需匹配模型研究

李明亮, 刘佳, 曹颖, 李信冬

2026, 36(2): 64-72. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.011

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针对科技成果供需匹配准确率偏低的问题,为有效提升科技成果转化效率,构建了一种基于ERNIE的科技成果供需匹配模型。首先,对科技成果和企业需求的文本使用ERNIE模型进行知识深度挖掘,将词向量表示输入Transformer结构捕捉文本的深层语义信息,加入了多头注意力机制增强模型对复杂特征的处理,显著提高语义理解的准确性;其次,通过添加全局平均池化和多层前馈神经网络提升模型的语义表示能力;最后,引入了Sentence-BERT模型,孪生网络架构和对比损失函数对句子嵌入表示进行优化,并结合余弦相似度计算匹配相似度。经评估指标验证,模型的训练准确率高于其他模型2个百分点,实际准确率、损失率以及F1值提高近1个百分点,达到94.5%。

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基于YOLOv8-pose构建的多模态居家安全监护系统

李亚男, 董子阳, 刘然, 刘雨佳

2026, 36(2): 73-78. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.012

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针对我国老龄化加剧,独居老人日益增多而引发的居家安全问题,文中提出基于YOLOv8-pose构建的多模态居家安全监护系统。该系统包括硬件、软件和服务器端3部分,通过多模态数据采集、模型检测与大数据分析,实现对独居老人全面监护与健康管理。硬件以树莓派4B采集数据,软件采用前后端分离架构搭建管理平台,服务器端运行基于YOLOv8-pose训练的姿态检测模型,可精准识别老人行为并预警。同时,利用大数据分析技术建立老人生活规律数据集,当发现老人异常时,系统即刻通过小程序和Web端提醒子女与社区人员,解决老人突发状况救助问题。实验表明,检测模型的人体姿态识别准确率高达96.3%,且系统在整体成本控制上表现出色,可为我国智慧养老体系完善提供实践参考。

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Python在声速测定中的数据处理与可视化分析应用

潘美玲, 董子阳, 孙楠楠

2026, 36(2): 79-84. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2026.02.013

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针对大学物理实验中复杂数据处理的效率与精度问题,以空气中声速测定为例,基于驻波法(共振干涉法)和相位法原理,利用Python的NumPy、SciPy和Matplotlib库,实现实验数据的自动化处理、不确定度精确评定及可视化分析。该方法不仅确保了结果的准确性,还通过直观图形揭示了数据的内在规律与统计特性,有效提升学生处理数据的能力,深化对不确定度的概念理解,同时为物理实验数据分析提供了新的技术路径。

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