第一篇：學科前沿系列講座課程總結

學科前沿系列講座課程總結

學號： 2014300466

學院：航空學院 學科前沿系列講座總結

本學期我們進行了四周的學科前沿系列講座的課程學習。在四周的時間里，我們在四位來自航空學院的教授的精心講解和介紹下，了解了許多關于航空火控系統發展及趨勢、航空電子系統及其綜合化發展、飛機通信導航與雷達系統發展歷程及趨勢、結構健康監測與深度學習理論四個方面的知識，掌握一些先進技術發展的最新動態，受到了很大的教育和啟發。

在第一次講座中，張安教授給我們講解了航空火力控制系統的發展歷程以及新一代機載火控系統的發展方向。從中我們了解到，隨著科技的進步，機載武器火控系統已成為現代作戰飛機的主體控制系統，將繼續向著高度綜合化、智能化、模塊化、標準化的方向發展，可實現遠距指揮引導、超視距多目標、多機協同攻擊、近距大機動格斗、對面精確打擊和反隱身、反電子對抗的作戰能力。而我國的的機載火控雷達技術發展也經歷了漫長的過程，到上世紀末，我國已經先后開發完成了多種性能較先進的機載火控雷達系統，形成了國內裝備和外貿出口兩大系列十余個品種，機載雷達的規格覆蓋從裝備在殲－７Ｇ上的小口徑脈沖多普勒雷達到第三代重型戰斗機的大型多用途雷達系統；功能由可以為離軸發射的紅外格斗彈引導目標到可制導中距離攔射導彈，再到可導引發射后不管的主動雷達制導導彈和先進對地攻擊彈藥。我軍新型作戰飛機裝備的雷達系統已經由單純的制空作戰發展到了具備地形測繪、合成孔徑、地形跟隨等功能，具備較強對地、海目標作戰能力的現代化多功能火控雷達系統。以脈沖多普勒體制和平板縫陣天線為標志的新一代機載火控雷達系統，目前已經全面裝備國產殲－８系列戰斗機、＂飛豹＂戰斗轟炸機、新型多用途戰斗機和重型遠程戰斗機等。我國現有機載雷達整體性能基本達到了上世紀九十年代初期的國際先進技術水平，在部分技術性能方面已經接近當今國際先進水平，已經可以滿足為我國第三代戰斗機配套的需要。在這次講座之后，我才真正的了解到了火控技術發展的艱辛和它無與倫比的重要性。

第二次講座由宋東老師為我們講解了航空電子系統的發展概況。在這次講座中，我們了解到了綜合航空電子技術發展至今，基本上經歷了分立、聯合、綜合到高度綜合這四個階段。航電綜合系統結構不斷改進,使航空電子綜合系統的水平迅速提高，從而促成了戰斗機水平的更新換代。在航空電子系統對飛機整體性能影響日益增大的同時，航空電子系統的硬件成本占飛機出廠總成本的比例也在直線上升：從20世紀60年代F-4的10%，70年代F-15C 的21%，80年代中期F-16C的30%，到90年代EF2000和F-22戰斗機的40%~50%。因此，未來的航空電子系統除繼續保持航空電子的進一步綜合化、信息化和智能化的發展勢頭外，還必須探索有效的解決辦法減少航空電子的壽命周期費。

在第三次講座中，馬存寶教授給我們講解了飛機的通信導航和與雷達系統。飛機的導航系統測量飛機的位置、速度、航跡、姿態等參數，供駕駛員或自動飛行控制系統引導飛行器按預定航線航行。飛機的機載氣象雷達系統用于在飛行中實時地探測飛機前方航路上的危險氣象區域，以選擇安全的回避航路，保障飛行安全工作方式有“氣象”、“氣象與湍流”、“地圖”等幾種。機載GPS借助導航衛星給飛機電子設備和機組人員提供飛機位置信息。GPS可以提供經度、緯度、高度、精確時間和地速。GPS 可提供飛機的真航向信息。有了通信導航和雷達系統，飛機便仿佛擁有了千里眼和順風耳，可以耳聽六路眼觀八方，使得飛行更加快捷安全。

最后一次講座，姜洪開老師為我們講述了結構健康監測與深度學習理論，十分手動。在這次講座中，我們學習到機在長期飛行過程中，由于疲勞、腐蝕、材料老化以及高空中的環境等不利因素的影響，不可避免地產生損傷積累，甚至發生飛機墜毀等突發的嚴重事故，造成無法挽回的傷害。因此，對飛機結構進行適時健康監測，從而在事故之前給出預警，減少或避免災害性事件發生顯得十分重要。目前，大量軍用及民用飛機在超過其設計壽命很多年的情況下仍在運營，飛機結構健康監測研究對于這類飛機尤為重要，對其進行健康監測以確保其安全運營，在一定程度上是延長了其安全使用壽命。建立安全可靠的健康監測系統將有助于根據飛機的整體性能決定其是否退役，而不是按照設計預定計劃退役，從而充分利用了飛機，節約了成本。在飛機結構健康監測研究領域中，常用的方法有基于模態理論的損傷檢測和基于波動理論的損傷檢測方法。信號分析方法如小波變換、時頻分析法、HHT 法以及神經網絡法也逐漸在這一領域中被采用。而關于深度學習理論，我們了解到深度學習的概念源于人工神經網絡的研究。多層感知器就是一種深度學習結構。深度學習通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征，以發現數據的分布式特征表示。

深度學習的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深信度網(DBN)提出非監督貪心逐層訓練算法，為解決深層結構相關的優化難題帶來希望，隨后提出多層自動編碼器深層結構。此外Lecun等人提出的卷積神經網絡是第一個真正多層結構學習算法，它利用空間相對關系減少參數數目以提高訓練性能。

深度學習是機器學習研究中的一個新的領域，其動機在于建立、模擬人腦進行分析學習的神經網絡，它模仿人腦的機制來解釋數據，例如圖像，聲音和文本。

同機器學習方法一樣，深度機器學習方法也有監督學習與無監督學習之分.不同的學習框架下建立的學習模型很是不同。例如，卷積神經網絡(Convolutional neural networks，簡稱CNNs)就是一種深度的監督學習下的機器學習模型，而深度置信網(Deep Belief Nets，簡稱DBNs)就是一種無監督學習下的機器學習模型。

通過四次精彩的講座學習，我們學到了很多。一方面了解了許多新的知識，另一方面將所學的知識與最前沿的技術發展聯系到了一起，使我們對于未來的發展方向有了更加明確的認識，開闊了眼界，增長了閱歷，受益匪淺。

第二篇：學科前沿系列講座報告

學科前沿系列講座報告

制導控制技術最新進展

專業：信息對抗技術 姓名： 學號：

時間：2016年9月

目錄一、二、引言................................................................................................概述................................................................................................1.介紹................................................................................................2.分類................................................................................................3.制導方式.........................................................................................1)尋的制導...................................................................................2)遙控制導...................................................................................3)慣性制導...................................................................................4)全球定位系統（GPS）制導......................................................5)地形匹配與景象匹配制導..........................................................6)復合制導（組合制導）.............................................................三、頁控制制導技術的發展歷程................................................................1.近代制導與控制的發展....................................................................2.制導與控制技術的新發展................................................................1)導彈自主...................................................................................2)信息綜合...................................................................................3)自適應性/模塊化.......................................................................四、五、心得體會.........................................................................................參考文獻.......................................................................................一、引言

首先，我選擇控制制導技術作為這次報告的主要內容的原因有以下幾點：控制制導是與我自己專業息息相關的一門學科，也是我們專業未來的一個主要的研究方向；控制制導也同樣是南理工的重要特色與強勢的研究方向，所以非常有必頁要對于控制制導技術有一定了解。

二、概述

1.介紹

控制制導技術是一門按照特定基準選擇飛行路線，控制和導引武器系統對目標進行攻擊的綜合性技術。其特點為：一是采用控制系統調整受控對象的運動軌跡；二是命中精度高；三是總體效能高；四是射程遠。

2.分類

精確制導武器可分為導彈和精確制導彈藥

導彈（插入影視資料）是依靠自身的動力裝置推進，由制導系統導引、控制其飛行路線并導向目標的武器。它由彈頭、彈體、推進系統、彈上制導設備和彈上電源等部分組成。

精確制導彈藥可分為末制導彈藥和末敏彈藥兩類。末制導彈藥有制導炮彈、制導炸彈（航彈）、制導地雷等。末敏彈藥主要是一些反裝甲子彈藥。

3.制導方式

1)尋的制導

尋的制導是通過彈上的引導系統（尋引頭或尋的器）感受目標輻射或反射的能量，自動跟蹤目標，導引制導武器飛向目標。

頁2)遙控制導

遙控制導是導引系統全部或部分設備安裝在彈外制導站，由制導站執行全部或部分的測量武器與目標的相對運動參量并形成制導指令之任務，再通過彈上控制系統導引制導武器飛向目標 3)慣性制導

慣性制導是利用測量設備測量導彈運動參數的制導技術。慣性制導系統全部安裝在彈上，主要有陀螺儀、加速度表、制導計算機和控制系統。4)全球定位系統（GPS）制導

它的工作原理是，利用彈上安裝的GPS接收機接收4顆以上導航衛星播發的信號來修正導彈的飛行路線，提高制導精度。5)地形匹配與景象匹配制導

地形匹配制導是指在導彈發射區與目標區之間選擇若干特征明顯的標志區，通過遙測、遙感手段按其地面坐標點標高數據繪制成數字地圖（成為高程數字模型地圖），預先存入彈載計算機內。導彈飛臨這些地區時，彈載的雷達高度表和氣壓高度表測出地面相對高度和海拔高度數據，計算機將其同預先存入的數字地圖比較，算出修正彈道偏差的指令，彈上控制系統執行指令，控制導彈飛向目標。6)復合制導（組合制導）

復合制導技術是指采用兩種或者兩種以上的制導方式或者兩種頻率，并聯或者交替工作形成一個性能更加優越，抗干擾性更強，能夠在更復雜環境下精確制導的制導體制。根據復合形式的不同分為頻率復合，和方式復合兩種。

頻率復合探測技術是指導彈在同一制導段，同時采用兩種或兩種以上頻段的頁探測器進行目標的探測和識別。隨著空空導彈面對的戰場環境日益復雜，單一探測頻段或模式的導引頭因為各自的局限性，很難適應未來戰爭的需要。因此，頻率復合探測技術已成為當代世界精確制導技術發展的重要方向。例如，紅外和毫米波的雙模探測，紅外與紫外線的雙模探測或上述模式組合的三模探測。

采用復合制導體制可以充分發揮各頻段和各制導體制的自身優勢，實現互補，由此極大地提高導彈的作戰效能和導彈在復雜環境條件下的目標識別能力、抗多種光電干擾和反隱身目標的能力以及對快速目標精確定位和精確制導的能力。

控制制導技術的發展歷程

1.近代制導與控制的發展

由于電子技術尚未發展完全，早期的制導、導航和控制系統由一些陀螺儀等機電原件構成一個平臺慣性系統，由于機電設備的體積龐大，機械機構復雜等多方面原因，制導系統可靠性不足，且成本較高。

隨著計算機和微電子技術的發展，人們發現可以將一些機械結構的功能電子化，即使用陀螺儀和加速度計等慣性敏感原件直接承受載體的運動（包括震動），而使用電子計算機進行信息處理并發出控制命令，代替原來的機械平臺，形成捷聯式的慣性系統。替代后，不僅成本下降，而且精度有了很大的提高，而且隨著集成芯片的發展，體積、重量也迅速下降。

80年代美國等西方發達國家已經在航天飛機和宇宙飛船都采用動力調諧陀螺（DTG）捷聯慣導系統（SINS），其陀螺的隨機 漂移率為，不需要加熱裝置，力矩器最大角速率為，頁為了更高精度和更高可靠性發展出了激光陀螺（RLG）捷聯式慣導系統，激光陀螺具有角速率動態范圍寬、對加速度和振動不敏感、不禱溫控、起動時間特別短和可靠性高等優點，且其精度能夠達到 1.85 km/h 的量級，但是壽命較低。由于激光陀螺壽命較低等原因，美國等西方發達國家發展出了光纖陀螺（FOG）的捷聯航姿系統，且已經處于實用階段，其平均故障時間（MTBF）高達20000 h。與激光陀螺相比，光纖陀螺具有體積小、造價低、可靠性高和無闊鎖區等優點，被認為是一種極有發展前途的新型慣性器件。同時，國產慣性系統在可靠性和精度方面都和西方國家有著較大的差距，比如到目前光纖陀螺捷聯系統在艦船上的應用還處于起步階段。

隨著技術的發展，制導方式已經不僅僅局限于慣性制導，而是發展除了各種各樣的制導方式，比如紅外成像制導，主動雷達制導，并且不僅僅只使用一種制導方式，而是發展出了多種制導方式的復合制導方式。

近年來，隨著衛星導航技術的逐漸完善，精度的不斷提高，衛星制導已經加入的制導系統的大家族，而且顯示出了巨大的發展潛力。

2.制導與控制技術的新發展

制導與控制系統是導彈精確命中目標的關鍵，隨著信息技術的快速發展以及戰場對精確制導武器的廣泛需求，制導與控制技術有了長足的發展。當前制導與控制技術發展的三個特征論題為：導彈自主、信息綜合和自適應能力/模塊化。具體為： 1)導彈自主

當前全世界裝備的導彈系統具有一定程度的程序自主。目標必須先由監視傳頁感器識別，然后導彈將按照基于規則的程序獲取并命中目標。提高自主性的第一階段是“射擊并忘記”，即導彈將瞄準一個已知目標的位置，直到導引頭獲取一個靠近指定彈道的目標。通常這些過程將只通過亮點一般是羽煙或強烈的 RF 反射物識別目標。

? 制導與控制技術主要是由這一基本模型發展的，以使未來的導彈具有更高級的自主性，這些技術包括：

? 瞄準點提煉：通過復雜的12R數據的圖像處理，選擇目標上的適當瞄準點；

? 自動目標識別（ATR）：采用潛在目標對象的統計測量和模式匹配； ? 多目標跟蹤和目標選擇； ? 在線彈道優化；

? 采用預先規劃的任務管理與在線地形跟蹤制導防區外發射的空對地武器。

? 當導彈沿可能目標的大致方向發射，并利用更多新技術時，導彈可獲得真正的智能和更高的自主性。這些技術包括： ? 采用神經網絡的威脅評估、識別與分類； ? 在線戰斗任務管理；

? 為了總戰斗任務的完成，避開 SAM 發射場和地形跟蹤，化目標接近：

? 用于制導優化的神經網

? 殺傷評估

頁2)信息綜合

由于多傳感器被用于測量導彈和目標參數，導彈系統出現了信息爆炸。過去導彈系統常常依賴于專用傳感器，但未來系統將肯定具有開放結構。在采用通用協議的一體化網絡中，將有一套傳感器和一套導彈發射裝置。當 JTIDS 用于在許多節點上融合的友軍軌跡信息和目標的通信時，這種方法在空中戰場已經著手考慮。

包括數據融合在內的制導與控制技術的發展，使我們能以一種有效的方式利用這些多源數據。下面給出這些技術的一些實例：監視傳感器的一體化網絡需要采用適當的數據融合技術以修正數據，識別共用目標。這些傳感器將具有極易變化的特征，因而存在對真實世界的多種解釋，產生必須被解決的多義性。? 通過適當的數據融合，傳感器的一體化網絡解決這一問題有許多優點，包括：

? 采用多波段(雷達、光電、紅外)產生干擾抑制和反隱身能力

? 具有魯棒性、改進的目標軌跡估計和改進的作用范圍 ? 具有共同目標標記的共同監視圖 ? 目標識別與分類信息的融合

? 傳感器間指揮移交及第三組導向目標

? 利用這種大量信息流的其它導航與制導技術已被研究，包括：

? 采用面向對象目標狀態估計技術（如MBD 的INGOT）識別防御要地的哪部分是對象的目的

? 在線動態殺傷評估以確定是否需發第二枚導彈

?

頁從發射平臺跟蹤飛行導彈一段時間，以提供導彈INS 的初始及初速校驗信息

? 利用這些導彈上的信息綜合，MBD 開發了許多新的制導與控制技術，包括：

? 一體化導彈制導與控制

? 帶多頻譜導引頭的導彈制導與數據融合，利用射頻（RF）和紅外（IR）導引頭產生許

3)自適應性/模塊化

高性能要求和多功能期望要求制導與控制滿足在通常運行條件下提供最優性能的要求。MBD 研究的自適應技術包括：

? ? ? 在線制導回路優化 非線性控制

采用μ合成法、神經網絡和H∞方法的魯棒控制

? 通過估計校準在線傳感器和儀器 ? 動態參數的在線估計 ? 信息綜合

四、心得體會

不是很清楚是些關于我這個報告的心得體會還是上課的心得體會，就按照報告的內容來說吧。作為一名大四的學生，很現實的情況就是馬上需要面臨升學的問題，與我們最相關的就是專業的選擇了，所以了解一個研究方向的最新進展真的很利于我們以后的學習研究方向。比方說現在的控制與制導技術，就分出了許頁多各不相同的研究方向，有傳感器雷達方面的，也有計算機微電子方面的，這些都需要我們學生有一些比較詳細的了解。然而，我是信息對抗專業的學生并不是探測專業的，對于制導控制技術還沒有那么高的要求，但多做了解也無妨。

其次，對于本科生缺乏科研的經歷，了解的知識面和新鮮度都是有限的，通過這次機會能自己去查一下各方面的資料，對于以后的學習上資料搜索的能力也非常重要，方便了研究生以后需要查找閱讀許多文獻。

由于講座的時間有限，介紹大量的專業的知識是不太現實的。老師們講座的過程中都考慮到了時間限制以及我們有限的知識水平，從大處著想，為我們大概介紹他們研究方向和內容，同時還會簡單向我們介紹這些研究將來的實際意義，總的來說，也許我們無法學到很多理論上、邏輯上的專業知識，但老師們利用不到兩小時的時間，就基本上將一個新的領域的介紹給了我們，使我們也有機會現實了一把，真正了解到直接聯系我們未來發展的科學研究。各位老師不僅在學術領域給我們展示了未來的路，使我們沒有那么迷茫了，也為我們介紹了以后科研我們會有的體會及經驗，提前告訴了我們就業道路及工作生涯可能遇到的科研題目。

五、參考文獻

[1] 顧啟泰,劉學斌.近代制導、導航和控制系統的進展[C].世紀之交的中國導航技術發展研討會論文集,2001:48-53.[2]黃迎.制導與控制技術的新發展[J].情報指揮控制系統與仿真技術,2001,11:12-14

頁

頁

第三篇：學科前沿講座課程報告

中國礦業大學建筑工程學院土木工程專業學科前沿講座課程報告

第 1 頁

凍脹融沉的分析與防范

（中國礦業大學力學與建筑工程學院 土木10-7班 陳輝 學號：02100498）

摘 要：工程建設是否對周邊環境產生負面或不利影響, 是建設者和使用者所關注的問題。針對地鐵工程建設中涉及的凍脹融沉,從其產生的機理到影響因素進行了細致的論述和分析,以及分析了凍脹融沉的相關影響因素，從本質上分析了其特點，憑此制定了科學、合理的防范措施,并應用于實踐,在施工中取得較好的效果。關鍵詞：凍脹融沉;分析;防范

在地鐵建設中, 煤礦凍結法作為一種土體加固方法被廣泛應用,但凍結法的凍脹融沉是否對地鐵隧道及周圍環境產生影響,是建設者和使用者所關注的問題。為此,我們在北方某城市地鐵聯絡通道凍結法施工中,對凍脹融沉的產生機理及影響因素進行了認真、細致的分析,結合工程實際情況,制定了科學、合理的防范措施,取得了較好的效果。凍結法凍脹分析

凍脹是指地鐵工程在土體加固過程中,由于凍結管對土體實施凍結作用,使土體中水分結冰而造成其體積膨脹的現象,在實際施工中, 不論對天然凍土區還是人工凍土區,凍脹都是工程建設者所面臨的棘手問題。究其原因,主要是由于含水土體在凍結過程中, 一方面土中原位水發生凍結,另一方面是未凍結水向凍結鋒面的遷移現象,從而引起土中水分的重新分布和析冰作用。土體的凍脹分為原位凍脹和分凝凍脹,由于原位水分凍結引起的凍脹量相對分凝凍脹來講十分微小, 因此, 我們本次所研究的土體凍脹主要指由水分遷移引起的分凝凍脹。1.1 凍脹的產生機理

分凝凍脹的產生機理包括土中水分遷移和成冰作用。土體在凍結過程中,一旦土體溫度低于土的起始凍結溫度, 土中就有部分液態水變成冰,但在土顆粒表面仍有一些作為吸附膜的未凍水存在,在溫度梯度引起的負壓梯度作用下,來自未凍土的水通過未凍水膜遷入凍土層內。由于未凍水膜的厚度隨土溫的降低而減薄, 被遷移的水分因遷移受阻而逐漸在某個位置聚集。此時,凍土中的未凍水含量是恒定的, 即在一定負溫下, 土顆粒外圍具有恒定的平衡水膜厚度。當足夠的水分聚集起來時,由于未凍水膜的厚度增大, 未凍水的自由能比冰的自由能高, 原來的熱力平衡狀態被破壞。在恒定的負溫下,土水體系通過多余的未凍水釋放自由能分凝成冰,而重新建立平衡狀態。隨著分凝冰晶便不斷積累,土體便產生了凍結膨脹。1.2 凍脹的影響因素

凍結過程中水分遷移和成冰作用是產生土體凍脹的直接因素,它們的強弱主要取決于土體顆粒的土質、土中水分、溫度及荷載作用等因素。1.2.1 土顆粒組成對凍脹的影響

土粒表面力場的差異性影響著土凍結過程中水分遷移能力, 并導致凍脹變形各不相同。對于粗顆粒土來說,不存在土的礦物成分對凍脹的影響。在細顆粒土中,尤其是亞粘土、粘土, 這種影響顯著地表現出來。在水分、溫度及凍結條件大致相似的情況下, 各類土的凍脹性強 中國礦業大學建筑工程學院土木工程專業學科前沿講座課程報告

第 2 頁

弱大致按下列順序遞減: 粉質土、亞砂土> 亞粘土> 粘土> 礫石土(小于 0.05mm 粒徑的含量超過12%)> 粗砂> 砂礫石。1.2.2 土中水對凍脹的影響

試驗和工程實踐證明,只有土中水分超過一定界限之后才會產生凍脹, 在外界條件相同的情況下, 土體含水量愈高,其凍脹的強度也就愈大。此外, 在沒有外界水源補給的封閉系統中,由于水分遷移受到了限制, 凍脹達到一定量時就不再增長,而在有水源補給的開放系統中,只要條件適宜,凍脹就會持續增長。1.2.3 溫度對凍脹的影響

首先, 土溫降低引起水結晶、冰分凝,引起土體內部液態水向凍結鋒面的不斷遷移。凍土土溫愈低,土體中未凍水含量愈少, 含冰量愈大。其次, 凍土的溫度梯度決定著水分遷移量的大小,凍土的溫度梯度愈小, 水分遷移量愈大;凍脹量愈大,溫度梯度愈大,水分遷移量愈小,凍脹量愈小。

1.2.4 荷載對凍脹的影響

荷載的增加會對土體的凍脹產生抑制作用, 首先,荷載的增加會使得土體的凍結溫度降低,要繼續維持土體的凍結狀態, 則需要更低的凍結溫度。其次, 外部壓力的作用會引起土體內水分的重分布。若荷載的增加超過凍結鋒面所產生的界面能量時,水分則會從高應力區的凍結鋒面向低應力區發生反向遷移,使得土體凍脹急劇減少,甚至停止。融沉的分析

2.1 融沉的產生機理

凍結地層溫度上升, 凍土發生融化, 凍土中的冰晶融化成水, 土體體積縮小,加上土體原有結構凍脹時形成的裂縫在融化時的閉合, 產生融化沉降;同時凍土在融化過程中未凍水含量隨地溫的升高而增加, 直至達到相變溫度點,冰全部變成孔隙水, 當未凍水含量增加到足以擺脫靜電作用時,土體便在重力和上覆荷載的作用下發生排水固結,土顆粒運動, 孔隙度變小而壓密,產生固結沉降。融化終結后, 排水固結并不馬上結束, 而是繼續進行一段時間,直至土體固結沉降達到穩定。凍土融化沉降的沉降量與外壓力無關, 而融土固結產生的沉降與凍結過程中形成的土粒結構的穩定性、冰融化成水釋放的自由孔隙空間以及上覆荷載的大小有關。通常壓密沉降與正壓力成正比, 一般凍土的融沉量要大于凍脹量,有時融沉會變為突陷。融沉的不均勻性及突陷往往會導致地表建筑結構的破壞。2.2 融沉的影響因素

影響凍土融沉的主要因素有: 凍土的含水量(包括凍土中的未凍水和孔隙冰)、冷生構造、干容重、上覆荷載等。2.2.1 含水量對融沉的影響

凍土含水量的大小是影響凍土融沉的關鍵因素, 其含水量包括凍土中的未凍水和孔隙冰兩個部分,各部分所占比重的大小視凍土所處的負溫而定,體積含冰量較大的富冰凍土融化時常產生突發性下沉變形, 而含冰量較少的貧冰凍土融沉時基本不會產生較大變形。2.2.2 冷生構造對融沉的影響

凍土的融沉與凍土在凍結過程中所形成結構有關,凍土的結構對土的融化沉降及壓密沉降有著直接的影響,通常來講呈整體狀構造的凍土, 其產生的融沉一般不大,而凍結時呈層狀 中國礦業大學建筑工程學院土木工程專業學科前沿講座課程報告

第 3 頁

或網狀構造的凍土一般在融沉過程中會產生較大的沉降變形。2.2.3 干容重對融沉的影響

干容重對凍土融沉的影響是從另一面體現了凍土中含水量的融沉的影響, 凍土中含水量小時, 干密度相對較大,土體中孔隙體積較少,這樣的凍土在融沉過程

中不會產生較大的沉降變形;而在凍土含水量較大的情況下,凍土的干密度較小, 土體中孔隙體積相對較大, 該類凍土則在荷載的作用下會產生較大的沉降壓縮變形。2.2.4 荷載對融沉的影響

荷載對融沉的影響主要體現在融土的固結過程, 隨著凍土中冰的融化,融土中含水量會逐漸增大, 形成超靜孔隙水壓力,試驗表明, 融土在較大的荷載作用下, 孔隙水壓力會加速消散,隨著融土中孔隙水的排出, 孔隙的壓密,融土將產生較大的壓縮沉降。地鐵人工凍結土體凍脹融沉的特點

從以上的分析中可以看出,不論是人工凍土還是天然凍土,其凍脹融沉的產生機理及影響因素都是相同的。但就人工凍土來講, 它除具有天然凍土的特征外,還具有其自身的一些特點,主要表現在:(1)人工凍結土體所處地層多為淤泥質土或粘土地層等,一般含水豐富,在這樣的地層環境下, 易產生較大的凍脹和融沉變形。

(2)凍結過程中,人工凍結器表面溫度通常低于-20 ,負溫梯度隨著凍結壁的擴展由大變小, 凍結速度由快變慢, 凍結時間相對較短;在凍結土體融化過程中,周邊的土體溫度相對較低,溫度梯度較小, 但在其相鄰范圍的正溫土體的作用下,凍土溫度會快速升高, 在此相變過程中,由于凍結土體要吸收大量的熱量, 而周邊正溫土體傳導熱量的能力有限,使得凍結土體全部融化要經歷相對較長的時間。

(3)人工凍結土體具有三維凍融的特征, 在凍結過程中凍結鋒面的擴展垂直于凍結管軸線方向, 冰晶分布平行于凍結管軸線方向;在凍土融化過程中, 熱量是由周圍土體或結構向凍土內部擴散,凍土從周邊邊界開始融化。此外,人工凍結土體的凍融過程中水分的聚集和消散同樣具有明顯的三維特征。

(4)人工凍結壁作為臨時支撐結構一般要承受一定的荷載作用, 在凍結過程中荷載通常對土體的凍脹具有一定的限制和約束作用,而在融沉過程中, 由于受荷載作用的影響, 融土中的孔隙水會迅速排出, 土體逐漸被壓實、壓密。制定防范措施

我們此次施工范圍內土層主要為第四系全新中統相層粉土、淤泥質粉質粘土和第四系上更新統三組相層粉質粘土,其土層土質松軟、結構松散、孔隙比較大, 含水豐富、承載力低、容易壓縮和在動力作用下易流變、土體內聚力小等特點, 在我們經過對凍結土體凍漲融沉產生的機理和影響因素充分分析及研究的基礎上,參照以往聯絡通道凍結法施工經驗,考慮到施工中將可能面臨或出現的各種問題, 有針對性的提出了以下技術控制要點:(1)為防止凍結土體的凍脹融沉給隧道及地面帶來不利影響,在聯絡通道實施土體凍結前期, 根據凍結管的布置, 及時在凍結帷幕內對稱設置數個壓力釋放觀測孔,凍結開始后根據檢測數據及時進行泄壓以防凍脹,保證聯絡通道開挖及結構施工質量;開挖后,及時在結構 中國礦業大學建筑工程學院土木工程專業學科前沿講座課程報告

第 4 頁 的外層臨時支護(鋼格柵)背板后用水泥砂漿充填密實,利用隧道或聯絡通道內的注漿跟蹤注漿加以補強,以補償土層融沉,控制地表變形。

(2)由于混凝土和鋼管片相對于土層更易散熱, 并且會影響隧道管片附近土體的凍結質量,從而影響凍土整體穩定性和封土性。為此,我們考慮在冷凍區域隧道管片上鋪設保溫層,在其對面隧道管片加設冷凍板等保溫措施,切斷由于溫度變化,而出現外界水源補給的現象,以消除凍土帷幕可能存在影響安全的薄弱環節。

(3)加強凍結過程檢測, 在凍土帷幕內布置測溫孔,以便正確測定凍土帷幕厚度和判斷凍土帷幕是否交圈,并配合壓力釋放觀測孔進行檢測, 在凍脹達到一定壓力時,及時泄壓,減少對周圍土體及隧道的影響。

(4)在凍結、開挖兩側隧道內均增設環向預應力支撐,以防打開聯絡通道留口管片時, 隧道產生過大變形,而導致結構破壞。

(5)在凍結過程中, 加強積極、維護凍結的質量控制,使帷幕形成整體狀凍結土體, 消除后期冷生構造對融沉產生的不利影響。

(6)由于凍土的蠕變形很強,如遇凍土帷幕有明顯變形,溫度明顯回升, 立即用預制格柵加背板支撐,必要時調整開挖構筑工藝,并同時加強凍結,防止融沉過大,對周圍環境產生不利影響。

(7)由于聯絡通道的開挖和支護層施工時間較凍土帷幕的化凍時間短,根據礦山井筒凍結經驗, 由于偶然停凍對開挖安全不會產生大的影響。但是, 為了提高施工安全性,應選用可靠的凍結施工設備。

(8)在聯絡通道集水井部分施工時, 一般應割除其內凍結管,在此期間將結束人工凍結,因此, 必須合理安排、保證連續施工, 盡量減少溫度對其影響,同時, 加強停凍時的凍工帷幕監測,以便及時采取相關措施。

(9)由于人工凍結土體具有三維凍融的特征, 因此,在聯絡通道砼襯砌結構中, 分別在結構頂面、四周側面等處設置注漿孔,預埋注漿管,在施工后期, 采用注漿方式以補償解凍后出現的結構與凍結土體間的孔隙, 消除融沉可能造成的變形,注漿應配合凍土帷幕融化過程進行, 開始可注粘土水泥漿。

(10)在整個施工及解凍過程中, 嚴密監測隧道變形,特別是在解凍初期15d 內, 做好跟蹤補償注漿工作,當監測數據出現異常,應及時在變形較大部位周圍或對應面進行注漿,確保隧道等安全。實踐經驗

2005 年1月11日~ 2005年6月11日, 我們在北方某城市地鐵聯絡通道Ⅰ區間、Ⅱ區間進行了兩個聯絡通道(含集水井)的凍結法施工,由于聯絡通道上方10m左右為該城市主干道,施工期間,交通正常運行,凍結前后上部荷載不會有較大變化, 在采取上述措施的同時,除加強監測外,未考慮荷載影響,鑒于聯絡通道所處位置上方分布有較多的建筑物等, 因此, 我們在地面、房屋、管線布置了 50個監測點,在隧道內布置了162個監測點,從凍結鉆孔開始至施工結束后70d 左右進行了地面變形、隧道內沉降、水平、收斂等監測,以檢查聯絡通道在凍結前期、施工過程及后期,凍脹融沉是否給隧道及周圍環境帶來不利影響,我們從隧道內162個監測點中, 選取24個點的數據。從凍結開始至解凍脹融沉的監測數據看, 凍結 中國礦業大學建筑工程學院土木工程專業學科前沿講座課程報告

第 5 頁

周圍的土體發生或多或少的變形,其中隧道內監測值均控制在-10~ 10 mm 以內,另從地面監測的數據看,地面沉降值均控制在-30~ 10 mm 以內,凍漲基本發生在凍結期, 其中波動主要在凍結30d 以后,融沉發生在解凍后,解凍周期一般為1~ 2個月,在此期間, 變形波動緩慢、平穩,因此,在施工中嚴格按照科學、合理的施工方案進行施工與控制,凍脹、融沉不會對地鐵隧道產生不利或負面影響。

參考文獻

[1] 笱松平,等.天津地鐵1號線下瓦房—— 白樓旁通道凍結帷幕的設計與施工重點分析[J] ．煤炭工程, 2006, 3: 41-43 [2] 李智毅, 楊裕云.工程地質學概論[M].武漢:中國地質大學出版社, 1994.[3](前)蘇聯工程地質.(前)蘇聯歐洲地區[M] ．莫斯科: 能源出版社, 1992.[4] 袁聚云,徐超, 趙春風,等.土工實驗與原位測試[M].上海:同濟大學出版社, 2004.[5] 周幼吾,郭東信,邱國慶,等.中國凍土[M].北京:科學出版社, 2000.[6] 朱林楠.凍土工程地質勘測中的熱穩定性評價方法[A].青藏凍土研究論文集[C].北京: 科學出版社.1982.179592.[11] Anisimov O A , Nels on F E.Permafrost distribution in the NorthernHemisphere under scenarios of climate change[J ].G lobal and Plane2tary Change , 1996 , 14 : 59-72.5

第四篇：學科前沿知識講座總結

學科前沿知識講座總結

大學期間，尤其是在一年級和二年級期間我聆聽了十幾次學科前沿知識講座，有關于網絡的、嵌入式的，也有關于創新的、管理的，還有關于IT公司的歷史發展、研究領域以及優秀成果的。在這些學科前沿知識講座中，我受益頗豐，不僅學到了很多相關知識，也在學習之路上找到了方向，更使我在以后的學業和職業發展道路上少走彎路。每次聽完講座之后，我都感到學海無涯我輩需努力。下面我著重談談我對其中幾個印象比較深的講座的感受。

第一個印象比較深的講座是網絡存儲系統知識系統基礎知識講座，是由張冬老師主講的。那時候我還是剛入學的大一新生，對專業知識還沒有太多的了解。第一次在大學里聽講座，我想這對于我來說總是有用的。果然，這次的講座讓我看到了網絡的巨大力量，他居然能將那么多的信息簡簡單單的存儲在那么小的一個叫做“硬盤”的東西上，然后通過網線互相傳輸給不同的人。我記得很清楚當時張冬老師講了關于硬盤里的數據是如何被讀取的，也是在那次講座上我從一個對網絡知識一無所知的人變成了一個對網絡知識學習十分熱忱的人。我感受到了網絡的巨大魅力，也確定了我將要在這條路上走下去。

第二個印象比較深的講座是侯鐵珊教授的關于次貸危機的講座。講座是在圖書館的報告廳舉行的，我記得當時人特別多，大家都很關注次貸危機這個話題。另一方面，侯教授也是我們學校里比較有名的人物，他是我國經濟學界著名專家。侯教授從管理學的發展作為切入點，從思辨哲學革命的獨特視角，通過大量鮮明生動的案例，歷數國內外管理觀念創新沿革，上溯中國五千年文化精粹，將中西方管理思維相互借鑒與融合，以宇宙學的廣度、哲學的深度闡述原理、詮釋真諦。演講風格深入淺出，生動幽默，發人深思，引起了廣大聽眾的強烈共鳴。侯教授這次的演講意味深長，言語之間不時透著對我們這一代年輕人的期待，他期待我們用自己的青春和熱情讓祖國真正繁榮昌盛。

第三個給我深刻印象的講座是王眾托院士的對創新能力培養的一些思考的講座。2010年7月7日下午，我們在圖書館報告廳迎來了全國著名系統科學與管理科學專家王眾托院士。王院士的講座主要針對我國當前發展面臨的問題、創新的含義與對人才的要求、創新對知識和能力的全面理解、目前高校教育無法滿足創新要求以及從學習和思維方式上看創新、如何努力提高創新素質等問題上展開深入細致的剖析。創新是一個民族進步的靈魂。王眾托院士雖然年事已高，但依然為關心并出力于社會發展事業。我還依然清晰地記得王老送給我們的那句話“海到盡頭天作岸，山登絕頂我為峰”。這句話激勵著我們要敢于擁有世界責任感和獨立開拓、勇于奉獻的創新精神。

時代在召喚，我們這一代人既面對著激烈的社會競爭也擔負著推動社會經濟、技術體系改變的責任，我們沒有理由不去肩負這個責任讓祖國真正的繁榮和強大。

第五篇：學科前沿講座總結

學科前沿系列講座

專 業：飛行器適航技術班 級：學 號：姓 名：陳昌浩日 期：小結

01071401 2014300465 月20日 光陰似箭，日月如梭，轉眼之間我已經成為了一名大三的學生。在大一大二充分學習了基礎學科知識以后，終于在大三能接觸到專業相關的課程。

在前兩年的基礎知識學習過程中，我對航空專業的發展方面和前景以及研究方向各方面其實并不十分了解，但是學科前沿講座給了我機會讓我了解到更多本學科的一些先進技術，讓我對航空系統中電子系統的領域有了更多更全面的認識，同時也給了我很大的啟發，讓我燃起了斗志，為航空事業的前沿科學研究貢獻自己的力量，在短短的四周課時時間里，學校為我們先后安排了四位赫赫有名的教授，有姜洪開教授，宋東教授，張安教授和馬存寶教授。由于時間限制和我們有限的知識水平，老師們都從大處著眼，為我們大概介紹了他們的研究方向和內容，同時還簡單向我們介紹這些研究將來的實際意義，以及和我們飛行器適航專業的聯系。在每次短短的兩小節課中我都被他們研究的這些東西深深吸引著。也許理論上邏輯上的很專業的知識，我們沒有學到多少，但老師們利用不到兩個小時的時間，就基本上將一個新的領域在我們的腦海中勾勒了出來，使我們真正了解到與工程實際應用有直接聯系的科學研究。雖然好多東西以我現在的水平還不能弄懂，但卻讓我看到我們航空專業的前景——只要努力學好知識，總有用武之地的。通過這些課程，我收獲頗多。

上課期間，老師們為我們講述了火控系統、航空電子系統、飛機通信導航與雷達系統、飛機結構健康監測與深度學習這四方面的內容，在讓我們大開眼界的同時，也讓我們對這些研究產生了濃厚的興趣。

第一堂課張安老師為我們講了火控系統，張安老師是航空學院綜合技術與控制工程系的教授，張老師對火控系統的了解相當深入，從火控系統的發展歷史給我們講起，武器火控系統是控制武器自動或半自動地實施瞄準與發射的裝備的總稱。武器火力控制系統的簡稱。現代火炮、坦克炮、戰術火箭和導彈、機載武器(航炮、炸彈和導彈)、艦載武器(艦炮、魚雷、導彈和深水炸彈)等大多配有火控系統。非制導武器配備火控系統，可提高瞄準與發射的快速性與準確性，增強對惡劣戰場環境的適應性，以充分地發揮武器的毀傷能力。制導武器配備火控系統，由于發射前進行了較為準確的瞄準，可改善其制導系統的工作條件，提高導彈對機動目標的反應能力，減少制導系統的失誤率。

張老師告訴我們，戰斗機的火控系統主要指的是：機載雷達、探測器、顯示器和火控計算機等。為完成作戰任務，火控系統必須能對機上所攜帶的各種機載武器或其他外掛物進行管理和控制，以實現對敵空中、地面、水上和水下各種運動的或靜止的、可視的或不可視的目標，進行搜索、識別、跟蹤、瞄準與實施各種攻擊方式的武器發射、制導、戰果記錄等整個作戰行動過程的控制和監控。可以說，火控系統直接關系到戰斗的成敗！

經過第一次課的熏陶，我對學科前沿研究產生了濃厚的興趣，抱著期待的心，迎來了宋東老師帶來的航空電子系統的講解。宋東老師是西北工業大學教授、碩導，學科專業是通信與信息系統、載運工具、運用工程，研究方向包含航空電子技術以及飛行器適航性等，可以說是恰好和我在學的專業達成一致。

宋老師為我們講解了航空電子系統發展歷程和發展趨勢以及各個階段的優劣性，航空電子系統走過了漫長的發展道路，至今已經歷了四代，每一代系統結構的不斷演變，都進一步推動航空電子技術的發展，成為劃時代的主要依據。基本上經歷了分立、聯合、綜合到高度綜合這四個階段。

第一代航空電子系統為分立式結構，不存在中心計算機對整個系統的控制并且缺少靈活性，難以實現大量的信息交換；第二代稱為聯合式航空電子系統，其子系統相對獨立，降低了研制經費且便于維護、更改和功能擴充；第三代稱為綜合式航空電子系統，其系統結構層次化，功能標準模塊標準化，數據總線高速化，兼有成本低和維護方便的優點；第四代稱為先進的綜合航空電子系統，采用了綜合核心處理機（ICP）技術，具有更大的綜合范圍和更高的綜合程度，實現了綜合傳感器系統、綜合飛行器管理系統，外掛系統。未來的航空電子系統會進一步朝著綜合化、信息化和智能化的方向發展。

第三次課時馬存寶老師帶來的飛機通信導航與雷達系統的講解，馬存寶老師是我們學校的博士生導師，馬老師的講課方式幽默生動，從自己講師的一次經歷講起，生動的告訴我們，每一堂課都可能是改變人一生的課程，它可能會影響你今后的從事方向和人生軌跡。和之前一樣，老師也為我們講解了機通信導航與雷達系統的發展歷程。航電系統在現代航空和航天工程電子系統中是重要的系統之一，它按功能分為通信、導航、雷達、目標識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導、電子對抗等系統。微電子技術和電子計算機技術則是提高各種電子系統性能的基礎。

馬老師以馬航失聯為例，為我們講解了通信系統的構成和作用，它實現了飛機與地面的互聯，飛機與飛機的相互通信，機組成員的通話，機艙內的廣播試聽等娛樂，系統一般包括飛行器上的電子系統和相應的地面電子系統兩部分，這兩部分通過電磁波傳輸信號合成為一個系統，實現通訊。發電報的設備實時自動的吧航班運行的數據，包括經緯度、飛行高度以及速度等數據持續不斷的發回航空公司。監控終端設備在飛機起飛后實時接收飛機發出的信息，機載應答設備通過對講機一樣的東西，使得飛行員和地面空管人員建立實時聯系。此外飛機通信系統不僅能用于飛機上，還能用于衛星定位等關鍵地方。飛機上載有的黑匣子能儲存飛機的各方面信息，便于對飛機的搜救和事故的分析。可以說這一套系統不僅在民用上起到很大的作用，在軍事上也起到了至關重要的作用。

最后一堂課由姜洪開老師為我們講解飛機結構健康監測與深度學習，姜洪開老師是西工大教授和博士生導師，研究方向是飛行器故障預測與健康管理，過硬的專業知識使得這節課內容十分充實。

姜老師直擊重點為我們介紹起了飛機結構健康監測與深度學習的知識，結構健康監測技術最早就起源于航空航天領域，最初的目的主要是進行結構的在和監測。隨著結構設計的日益大型化、復雜化和智能化的發展，結構健康監測的內容逐漸豐富起來，不再是單純的在和監測，而是向結構損傷監測、損傷定位、結構壽命預測等方面發展。結構健康監測是一門綜合技術，涉及到結構動力學、信息技術、傳感技術、設計優化等多個學科。、深度學習起源于對人腦視覺神經網絡的研究。科學家通過實驗發現人腦的視覺神經系統對視覺信息的處理是一個不斷抽象、不斷迭代的過程。深度學習可以將復雜的問題層次化，通過對每一個層次的研究使問題簡單化，適合于對復雜函數的表達。如表示函數log(cos(exp(sin3(x))))，普通的淺層學習只能通過原本的表達式表示這個函數，復雜而且容易出現不可更改的錯誤。而深度學習可以將上述函數分為sin(x)，x3，exp(x)，cos(x)，log(x)五層，每一層只表示出該層的關鍵信息，大大減少了每一層的計算量，并且如果其中一層出現錯誤，它之后的層次可以對該層錯誤進行一定程度的彌補[iii]。深度學習這一特點極其適合于運用到計算復雜的航空航天領域的數據分析之中，它的一定程度的糾錯能力也符合航空航天領域的高精確度、低錯誤率的要求。并且，目前為止，世界各國甚至創業公司已經進行了大量的航天器發射、飛行、返回實驗，積累了大量的實驗數據。根據航空航天領域、深度學習及遷移學習的相關知識，深度學習與遷移學習在航空航天領域中的可能應用有如下幾條：航空器航天器各類部件的故障判斷；對航空器航天器實驗數據進行分析；對新研發航空器航天器進行預判、模擬。盡管目前深度學習及遷移學習要實際應用在航空航天領域還十分困難，但是隨著計算機領域的不斷發展以及在各行各業中越來越廣泛的運用，深度學習及遷移學習在將來必將為航空航天領域做出自己的貢獻。

短短的四周時間很快就過去了，這四周時間里不僅讓我見識到了老師如此優秀的研究成果，同時也給迷茫的自己指明了新的方向，這些課程并不像基礎課程那樣聽起來很困難需要自己去理解記憶公式，但是卻給了我更大的啟發和思考的空間，使我更加不忘初心，繼續腳踏實地打好自己的基礎，努力專研專業知識，為今后參與這些優秀先進的研究充分的準備自己，為中國的航空先進研究貢獻出自己的一份力！