岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究

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作者 陈有亮 肖鹏 +2 位作者 杜曦 王苏然 RAFIG A 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期133-140,共8页

准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,... 准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,建立起能够描述岩石衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段的非线性函数。将弹性体、线性Kelvin体、非线性Kelvin体、损伤黏弹塑性体进行串联,建立能够同时描述岩石瞬时弹性应变、非线性黏弹性应变、非线性黏塑性应变和黏性应变的非线性黏弹塑性损伤蠕变模型,采用Origin软件的Levenberg-Marquardt算法对模型参数进行了辨识,最后通过用不同应力水平下的砂岩单以及三轴压缩蠕变试验,验证该模型的合理性。结果表明:试验曲线和理论曲线的吻合度较高,所建模型不仅能够准确地描述岩石的瞬时弹性应变阶段、等速蠕变阶段的蠕变曲线特征,而且能够较好地描述衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段蠕变曲线的非线性特征,验证了该模型的合理性与准确性。 展开更多

关键词 岩石力学 损伤 非线性 加速蠕变 黏弹塑性蠕变模型

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双连拱隧道施工监测及数值模拟研究 被引量：39

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作者 季毛伟 吴顺川 +2 位作者 高永涛 葛林林 李晓静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3787-3795,共9页

以张石高速JK-2合同段岔道2#双连拱隧道工程为背景,通过现场埋设多源传感器构建的监测信息平台,结合回归分析方法及高置信度关系模型等参数反馈信息,对获取数据进行提取、融合和态势分析,得到了浅埋偏压连拱隧道在施工开挖过程中围岩应... 以张石高速JK-2合同段岔道2#双连拱隧道工程为背景,通过现场埋设多源传感器构建的监测信息平台,结合回归分析方法及高置信度关系模型等参数反馈信息,对获取数据进行提取、融合和态势分析,得到了浅埋偏压连拱隧道在施工开挖过程中围岩应力、位移、变形、塑性区和支护结构等动态变化规律;对监测过程出现的各种异常现象及产生原因进行深入分析与研究,客观描述了围岩的稳定性状与支护效果。同时,采用有限元软件以实际地形等高线为参照,建立仿真三维模型对隧道施工开挖进行数值模拟,比较采用不同施工方案对隧道整体结构及支护的影响。针对原浅埋、偏压连拱隧道施工方案提出优化建议,修正优化开挖方案和支护设计,对目前同类特征隧道施工具有借鉴指导意义。 展开更多

关键词 连拱隧道 监控量测 数值模拟 施工方案

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2013—2019年青岛市空气质量变化特征分析 被引量：19

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作者 刘丽 唐晓婵 +5 位作者 马东卓 白煜 于洋 张凤英 马莉娟 解淑艳 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期66-71,共6页

为掌握滨海城市环境空气质量变化特征,为污染精准管控和打赢蓝天保卫战提供科学参考,以沿海重要中心城市青岛市为研究区域,基于青岛市9个国控空气监测点位监测结果,对2013—2019年青岛市6项空气污染物浓度监测结果进行分析,总结归纳青... 为掌握滨海城市环境空气质量变化特征,为污染精准管控和打赢蓝天保卫战提供科学参考,以沿海重要中心城市青岛市为研究区域,基于青岛市9个国控空气监测点位监测结果,对2013—2019年青岛市6项空气污染物浓度监测结果进行分析,总结归纳青岛市空气质量时间变化特征。结果表明:2019年,青岛市空气质量超标,超标指标为颗粒物;青岛市2014年空气质量最差,2018年空气质量最好;2013—2019年,青岛市O3浓度总体呈上升趋势,其余5项污染物浓度呈下降趋势;青岛市环境空气主要污染物是PM2.5,其次是O3;青岛市空气质量冬季差于其他季节,春节期间烟花爆竹燃放等人为活动使空气质量变差。 展开更多

关键词 青岛 空气质量 时间变化特征

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考虑膨胀应力和剪胀的深埋隧道弹塑性解 被引量：14

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作者 陈有亮 刘耕云 +2 位作者 杜曦 RAFIG Azzam 吴东鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2525-2535,共11页

基于湿度应力场理论,推导了考虑膨胀应力和剪胀特性的圆形隧道开挖后围岩力学响应的弹塑性解。将隧道软弱围岩遇水膨胀现象视为湿度-应力耦合过程,基于Fick第二定律,推导了圆形隧洞围岩内湿度扩散非稳态解。采用非关联流动法则,获得了... 基于湿度应力场理论,推导了考虑膨胀应力和剪胀特性的圆形隧道开挖后围岩力学响应的弹塑性解。将隧道软弱围岩遇水膨胀现象视为湿度-应力耦合过程,基于Fick第二定律,推导了圆形隧洞围岩内湿度扩散非稳态解。采用非关联流动法则,获得了隧道高膨胀势区的应力和位移解答。以两种不同质量岩体开挖的隧洞为例,分析了膨胀围岩应力和变形的影响因素。结果表明,考虑膨胀应力(取决于围岩含水率变化和湿度膨胀系数)时,塑性区扩大,松动圈厚度增加,应力收敛变慢。当膨胀应力增大到一定程度时,塑性区将出现拉应力区。膨胀岩隧洞开挖遇水作用,膨胀应力增加的围岩变形远大于地应力引起的围岩变形。同时,应力剪胀对膨胀性围岩的变形影响不容忽视,尤其是在支护抗力较小的情况下,洞壁处径向位移增加显著。 展开更多

关键词 深埋隧道 湿度应力场 膨胀应力 剪胀 弹塑性解

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2-PUR-PSR并联机构尺度综合多目标优化 被引量：13

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作者 张伟中 李金平 +1 位作者 叶敏 杨超 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期403-410,共8页

针对由外副驱动的三自由度两转一移并联机构运动学性能优化问题,提出一种尺度综合多目标优化设计方法。首先,运用螺旋理论分析机构的运动学性能;其次,将可达工作空间离散为n层,采用极坐标方法计算每层高度的最大内切圆,通过数值方法计... 针对由外副驱动的三自由度两转一移并联机构运动学性能优化问题,提出一种尺度综合多目标优化设计方法。首先,运用螺旋理论分析机构的运动学性能;其次,将可达工作空间离散为n层,采用极坐标方法计算每层高度的最大内切圆,通过数值方法计算由每层最大内切圆构成的规则圆台工作空间体积;然后,以规则工作空间体积和全局运动/力传递指标为目标函数,以驱动限制和关节转角限制为约束条件,以机构参数为设计变量;最后,采用多目标粒子群优化算法得到目标函数的Pareto最优解集。结果显示,两个目标函数之间存在相互冲突,Pareto前沿的全局运动/力传递性能(GTI)最优值比优化前提高了57.57%,规则工作空间体积(Vr)最优值比优化前提高了37.59%,证明了优化方法的有效性。 展开更多

关键词 并联机构 工作空间 多目标优化 粒子群算法

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考虑水化学损伤的岩石真三轴蠕变本构模型 被引量：5

6

作者 陈有亮 陈奇键 +2 位作者 肖鹏 杜曦 王苏然 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期159-168,共10页

为了准确描述岩石在酸性环境下真三轴蠕变行为的各阶段特征,基于水岩作用的化学动力学理论,定义了考虑PH值与时间的化学损伤因子,将弹性体,非线性Kelvin体,线性Kelvin体和黏弹塑性体进行串联,并考虑岩石在真三轴应力作用下的实际情况,... 为了准确描述岩石在酸性环境下真三轴蠕变行为的各阶段特征,基于水岩作用的化学动力学理论,定义了考虑PH值与时间的化学损伤因子,将弹性体,非线性Kelvin体,线性Kelvin体和黏弹塑性体进行串联,并考虑岩石在真三轴应力作用下的实际情况,建立岩石酸腐与真三轴应力耦合作用下的损伤蠕变本构模型,通过已有的蠕变试验数据对该模型进行参数辨识与验证,并通过数据拟合得到岩石在真三轴应力下的屈服面方程,探讨中间主应力对蠕变模型的影响.结果表明,推导的本构模型能很好地描述岩石在酸腐作用下真三轴蠕变行为的各阶段特性,验证了其合理性与准确性. 展开更多

关键词 化学腐蚀 真三轴应力 非线性 岩石蠕变本构 中间主应力

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DInSAR动态下沉监测特征点错失问题研究 被引量：4

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作者 阎跃观 戴华阳 +2 位作者 GE Lin-lin ALEX Hay-Man Ng LI Xiao-jing 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2038-2042,共5页

本文以开采沉陷基本理论为依据,建立了DInSAR和GPS联合加密观测工作面推进距离模型,得出了工作面推进过程中的两次加密时间,即地表变形点下沉速度的剧增点和剧减点监测时刻,从而提高了DInSAR技术监测地表动态变形的有效性。最后以澳大利... 本文以开采沉陷基本理论为依据,建立了DInSAR和GPS联合加密观测工作面推进距离模型,得出了工作面推进过程中的两次加密时间,即地表变形点下沉速度的剧增点和剧减点监测时刻,从而提高了DInSAR技术监测地表动态变形的有效性。最后以澳大利亚West Cliff煤矿长壁工作面32开采期间获取的DInSAR和GPS数据进行了实例分析。 展开更多

关键词 DINSAR GPS 地表沉陷 特征点 缺失 模型

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基于DInSAR沉陷区超前影响角计算修正方法 被引量：1

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作者 阎跃观 戴华阳 +2 位作者 葛林林 Alex Hay-ManNg 李晓静 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2012年第4期290-294,共5页

基于澳大利亚West Cilff煤矿开采期间获取的差分干涉合成孔径雷达(DInSAR)数据,以动态开采过程中超前影响角为例,研究对比实际超前影响距与DInSAR实测超前影响距的偏差,提出采用距离影响系数修正沉陷区DInSAR超前影响角的计算方法,实现... 基于澳大利亚West Cilff煤矿开采期间获取的差分干涉合成孔径雷达(DInSAR)数据,以动态开采过程中超前影响角为例,研究对比实际超前影响距与DInSAR实测超前影响距的偏差,提出采用距离影响系数修正沉陷区DInSAR超前影响角的计算方法,实现直接利用DInSAR获取数据,研究沉陷区变形规律. 展开更多

关键词 差分干涉合成孔径雷达 超前影响角 距离影响系数 动态开采 计算修正方法 地表沉陷监测 澳大利亚

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关于广义等参有限单元的讨论 被引量：1

9

作者 马海涛 高伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1107-1110,共4页

研究了新近提出的广义等参单元,讨论了这一新方法与现有方法的关系,提出了一个建立广义有限单元的一般性方法。

关键词 等参单元 广义有限单元 非协调单元

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火星探测器捕获段自适应卡尔曼滤波方法 被引量：6

10

作者 宁晓琳 李卓 +3 位作者 黄盼盼 杨雨青 刘刚 房建成 《深空探测学报》 2016年第3期237-245,共9页

天文导航是一种广泛应用于深空探测任务中的节能、高效的导航方式。基于轨道动力学模型和星光角距的卡尔曼滤波方法已经被成功应用在天文导航系统中。在捕获段由于探测器所处动力学环境复杂,未建模的加速度误差,星历误差等都会造成过程... 天文导航是一种广泛应用于深空探测任务中的节能、高效的导航方式。基于轨道动力学模型和星光角距的卡尔曼滤波方法已经被成功应用在天文导航系统中。在捕获段由于探测器所处动力学环境复杂,未建模的加速度误差,星历误差等都会造成过程噪声统计特性不完全。针对以上问题,提出一种根据新息和残差序列的变化趋势来调节过程噪声协方差阵的自适应平方根容积卡尔曼的方法(AQSCKF)。该方法先分别利用新息和残差计算调节因子,然后判断新息和残差的变化趋势,当新息和残差的变化趋势一致时,取二者调节因子的均值作为过程噪声方差阵的调节因子,对其进行调节。此外,本文还将该方法与传统的只利用新息或残差在线调节协方差阵的平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)方法进行对比,仿真结果表明,在解决由于过程噪声统计特性不能完全已知的问题上,AQSCKF算法不仅能显著提高导航精度,并且具有很好的稳定性。 展开更多

关键词 自适应滤波 天文导航 过程噪声 卡尔曼滤波

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随机天线结构在随机风荷激励下的动力分析

11

作者 戴君 刘凌 高伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期1222-1225,共4页

研究了具有随机参数的天线结构在随机风荷激励下的动力响应问题。从天线结构在随机风荷激励下振动响应在频域上的表达式出发,将天线结构物理参数、几何尺寸和结构阻尼均视为随机变量,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特... 研究了具有随机参数的天线结构在随机风荷激励下的动力响应问题。从天线结构在随机风荷激励下振动响应在频域上的表达式出发,将天线结构物理参数、几何尺寸和结构阻尼均视为随机变量,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特征的代数综合法,导出了随机天线结构在随机风荷激励下位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式。算例分析表明了天线结构参数的随机性对其在随机风荷激励下位移响应均方值和应力响应均方值随机性的影响。 展开更多

关键词 天线结构 随机参数 随机风荷激励 随机响应

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GPS非差精密解算软件PLAOD及其性能分析

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作者 徐韶光 熊永良 +1 位作者 张文皓 王德军 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期159-166,共8页

PLAOD(precise location and orbit determination)是西南交通大学自主研发的GPS非差精密定位定轨软件.该软件目前能够处理GPS观测数据,具有高精度定位、大气反演和低轨卫星轨道确定功能.本文在介绍PLAOD相关理论的基础之上对其性能进... PLAOD(precise location and orbit determination)是西南交通大学自主研发的GPS非差精密定位定轨软件.该软件目前能够处理GPS观测数据,具有高精度定位、大气反演和低轨卫星轨道确定功能.本文在介绍PLAOD相关理论的基础之上对其性能进行了分析.利用多组GPS观测数据进行测试,通过与IGS(international GNSS service)等相关机构精密产品对比,PLAOD具备如下性能:静态定位精度可达毫米级;动态定位精度可达厘米级;静态对流层天顶延迟的估计精度通常优于1 cm,动态对流层天顶延迟的估计精度在2 cm以内;电离层天顶延迟估计结果与IGS的IONEX(ionosphere exchange)产品具有较高的吻合度;与JPL(jet propulsion laboratory)提供的简化动力学低轨卫星轨道相比,几何法确定轨道的准确度可达厘米级. 展开更多

关键词 PLAOD 精密单点定位 对流层天顶延迟 电离层天顶延迟 精密轨道确定

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冻融循环作用下砂岩的力学特性及细观损伤本构模型研究 被引量：20

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作者 肖鹏 陈有亮 +1 位作者 杜曦 王苏然 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期805-815,共11页

针对寒区岩体工程中岩石的冻融问题,选取砂岩为试样,通过进行室内冻融循环试验、扫描电子显微镜观测和三轴压缩试验对砂岩质量损失、微观结构和力学特性进行了分析。然后基于Lemaitre应变等效假设理论,通过引入能够反映岩石冻融破坏过... 针对寒区岩体工程中岩石的冻融问题,选取砂岩为试样,通过进行室内冻融循环试验、扫描电子显微镜观测和三轴压缩试验对砂岩质量损失、微观结构和力学特性进行了分析。然后基于Lemaitre应变等效假设理论,通过引入能够反映岩石冻融破坏过程中的细观冻融损伤变量和力损伤变量来描述岩石材料的劣化程度及损伤演化规律,并采用连续损伤力学理论,建立了冻融与围压耦合作用下岩石的损伤演化方程及细观损伤本构模型。采用理论推导的方法得出所需的模型参数表达式,最后利用冻融岩石的三轴压缩试验数据对该模型的合理性和准确性进行了验证。将试验曲线的峰值点与模型理论曲线的峰值点进行对比,结果表明两者吻合度较好,该损伤本构模型能够较好地反映岩石三轴压缩过程的应力-应变峰值特性,验证了该模型及模型参数确定方法的合理性与可靠性。该模型拓展了岩石在冻融与围压耦合作用下的损伤模型,进一步的揭示了岩石在冻融与围压耦合作用下的损伤机制和破坏规律。 展开更多

关键词 冻融循环 力学特性 细观冻融损伤变量 SMP准则 损伤演化 本构模型

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比例边界有限元法的最新研究进展 被引量：4

14

作者 张俊奇 余波 宋崇民 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1038-1054,共17页

随着计算机技术的进步,数值计算方法在工程领域得到了广泛的应用。有限单元法(FEM)作为其中的典型代表,已发展为成熟的商业软件。然而,现有的有限元方法在无限域动力响应问题、应力集中问题和网格自动化剖分等方面仍存在一定的局限性。... 随着计算机技术的进步,数值计算方法在工程领域得到了广泛的应用。有限单元法(FEM)作为其中的典型代表,已发展为成熟的商业软件。然而,现有的有限元方法在无限域动力响应问题、应力集中问题和网格自动化剖分等方面仍存在一定的局限性。此外,日新月异的建模技术引入了大量新型几何模型格式,例如电子扫描图像、3D打印模型、点云模型等,都对数值模拟带来了新的挑战。比例边界有限元法(SBFEM)作为一种新型的半解析数值方法,融合了有限元方法(FEM)和边界元方法(BEM)的优势,只在单元表面进行离散化,而在单元内部进行解析求解,可将问题的维度降低一维,在处理无限域动力问题和带有奇异性的应力集中问题时具有独特的优势。SBFEM单元仅需满足可见性要求,提高了单元形状的灵活性,可以构造包含任意数量节点的多边形和多面体单元,结合八叉树等高效自动化网格剖分算法,可以实现与多种几何模型的无缝对接,适合大规模并行计算。近年来,SBFEM已经发展成为一种可满足现代工程计算需求的通用高效计算工具,在无限域动力问题、断裂力学、非线性问题、接触、自适应分析、反演问题、多场耦合、高性能计算等方面显示出了巨大的应用前景。本研究重点对SBFEM的发展历程和近期研究热点进行系统地综述,并展望未来发展趋势,为相关领域的研究人员和工程技术人员提供参考。 展开更多

关键词 比例边界有限元法 无限域 应力强度因子 多面体单元 八叉树网格 高性能计算

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黄土的动变形特性及模型研究 被引量：3

15

作者 石娇 张希栋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第9期114-120,共7页

利用SDT-20型双向动三轴仪对原状黄土和重塑黄土的动变形特性进行研究,定性分析了不同试验参数对原状和重塑黄土动剪切模量和动剪切应变累积特性的影响。基于小应变前提,忽略试样在加载过程中的径向应变,并利用其轴向动应变推算出试样... 利用SDT-20型双向动三轴仪对原状黄土和重塑黄土的动变形特性进行研究,定性分析了不同试验参数对原状和重塑黄土动剪切模量和动剪切应变累积特性的影响。基于小应变前提,忽略试样在加载过程中的径向应变,并利用其轴向动应变推算出试样在动力加载过程中的孔隙比变化,作出e-σd曲线并分析了黄土试样的动力压缩特性。分析发现,和静力压缩不同,黄土的结构性在动力压缩过程中并没有表现出来,原状黄土和重塑黄土在动荷载作用下经历相似的形变过程,其e-σd曲线均存在明显的拐点,原状和重塑黄土均存在临界动应力σdc。当σd<σdc时,黄土的动变形发展缓慢;而当σd>σdc时,黄土的动变形急剧增大并迅速发生破坏。此外,提出双曲模型对黄土在循环荷载作用下的动应变累积特性进行了描述,并利用差分进化法求得模型参数,发现双曲模型可以较好地描述黄土在动荷载作用下的应变累积特性。 展开更多

关键词 黄土 动剪切模量 动剪应变 动力压缩 动剪应变累积模型

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澳大利亚生物滞留池技术在中国的雨水处理能力验证 被引量：2

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作者 王淼 李秀玉 +1 位作者 胡玖坤 田亮 《绿色科技》 2019年第18期61-65,共5页

指出了生物滞留池作为海绵城市的重要技术之一,可以有效地防止面源污染和控制雨水径流。研究监测了一个参照澳大利亚《雨水生物滞留系统设计导则》建设的雨水生物滞留池,分析了其对自然降雨事件中水量和水质的控制效果,验证了其在中国... 指出了生物滞留池作为海绵城市的重要技术之一,可以有效地防止面源污染和控制雨水径流。研究监测了一个参照澳大利亚《雨水生物滞留系统设计导则》建设的雨水生物滞留池,分析了其对自然降雨事件中水量和水质的控制效果,验证了其在中国的应用。结果表明:此类雨水生物滞留池对降雨量小于10 mm的中小型降雨具备很好的径流控制能力,能有效地延缓洪峰流量。同时,该系统对TSS、TP、TN、COD、BOD5以及粪大肠菌群均有较好的去除效果。此外,生物滞留池植物的生长和进水负荷会对污染物的去除效果产生一定的影响。 展开更多

关键词 生物滞留池 面源污染 海绵城市 径流削减 污染物去除

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