新工科背景下研究生创新能力培养模式探索——以陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心实践为例 被引量：1

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作者 黄艺丹 赵菊梅 杨长卫 《教育教学论坛》 2023年第51期109-112,共4页

新工科的产生与发展势必对未来的高等教育改革产生深刻的意义,面向未来,在新工科指引下,防灾减灾专业研究生培养,为实现创新型卓越工程师科技人才培养目标,在高校一线教学中积极探索研究生实践创新能力培养模式。针对目前陆地交通地质... 新工科的产生与发展势必对未来的高等教育改革产生深刻的意义,面向未来,在新工科指引下,防灾减灾专业研究生培养,为实现创新型卓越工程师科技人才培养目标,在高校一线教学中积极探索研究生实践创新能力培养模式。针对目前陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心的研究生培养现状,基于该中心特有的大国重器,结合国家重大工程,提出以国家平台支撑,重大项目引领,推进多学科融合,探索一种新型的交通防灾研究生创新能力培养模式,为交通强国提供强有力的创新型人才储备。 展开更多

关键词 新工科 防灾减灾工程 研究生创新能力培养

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基于数字图像技术振动台试验结构位移信息捕捉技术研究 被引量：2

2

作者 常铭宇 申玉生 +3 位作者 张熙 高登 骆阳 王浩鱇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期139-148,158,共11页

针对振动台试验模型箱位移、围岩错动以及隧道衬砌变形监测的需求,将YOLO-V2、改进Canny边缘检测、Hough变换及倾斜矫正技术相结合,提出了一种倾斜影像的自动矫正技术,实现了将倾斜影像修正为相机光轴垂直于测点运动平面的图像分析;提... 针对振动台试验模型箱位移、围岩错动以及隧道衬砌变形监测的需求,将YOLO-V2、改进Canny边缘检测、Hough变换及倾斜矫正技术相结合,提出了一种倾斜影像的自动矫正技术,实现了将倾斜影像修正为相机光轴垂直于测点运动平面的图像分析;提高了试验数据结果的处理精度,扩大了目标追踪算法在结构位移和变形监测的使用范围。同时通过核相关滤波技术完成对修正后的影像进行追踪,形成一套完整的地震动信号捕捉与监测系统。采用该系统进行了强震作用下穿越断层隧道韧性结构减震抗错性能试验研究,分别对模型箱位移、围岩错动和隧道衬砌变形进行信号识别与捕捉,同时对比分析了高精度拉线式位移计和位移传感器采集的数据,验证了系统的可靠性。结果表明:在监测点位设有标记物时,首先对采集结果进行倾斜矫正后追踪,通过监测结果与位移传感器进行对比,两者的2-范数小于0.005;而在无标记物时对结构表面特征物进行追踪,精度达到了97.5%;试验数据证明通过倾斜影像自动矫正技术来完成非对正对标记物时的影像进行追踪具有较高可靠性。 展开更多

关键词 振动台试验 变形监测 CANNY边缘检测 倾斜影像自动修正 目标追踪

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高铁路基动力稳定性能评价方法与应用研究

3

作者 邓志兴 谢康 +5 位作者 王武斌 徐林荣 李泰灃 苏谦 王迅 刘宝 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期126-134,共9页

目前缺少一种快速、超前、综合的高速铁路路基动力稳定性能评价方法,限制了路基动响应和累积变形数据的利用程度,易导致对路基的服役性能评价不充分、甚至在运营期间劣化等问题。因此,基于激振测试和机器学习(ML)提出一种高铁路基动力... 目前缺少一种快速、超前、综合的高速铁路路基动力稳定性能评价方法,限制了路基动响应和累积变形数据的利用程度,易导致对路基的服役性能评价不充分、甚至在运营期间劣化等问题。因此,基于激振测试和机器学习(ML)提出一种高铁路基动力稳定性能评价方法。首先,利用大型激振器模拟高速列车荷载,以快速获得高速铁路路基动力稳定性能评价指标,包括动响应(动应力、振动加速度)和累积变形;其次,基于优选的最佳ML模型对累积变形进行超前预测,探索累积变形的未来发展趋势;最后,综合路基动响应评估和路基累积变形评估,实现高速铁路路基动力稳定性能评价,并依托杭绍台高速铁路路基试验段验证该方法的有效性。结果表明:激振试验过程中,路基最大动应力、振动加速度和累积变形分别为42.5 kPa、8.496 m/s^(2)、3.26 mm,均小于各自阈值50 kPa、10 m/s^(2)和15 mm;优选得到性能最佳的LSTM模型,并基于LSTM模型得到累积变形预测值稳定于3.27 mm,表明累积变形满足超前评估要求。综合路基动响应和路基累积变形评估结果,得到该高速铁路路基动力稳定性能较好。相关研究成果为高速铁路路基结构动力稳定性能评价提供新的思路,也可为高速铁路智能运维提供超前参考。 展开更多

关键词 高速铁路路基 激振测试 机器学习 动力响应 累积变形

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基于经验约束神经网络的高速铁路路基累积变形预测研究

4

作者 邓志兴 徐林荣 +2 位作者 李永威 王武斌 苏谦 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期469-484,共16页

掌握高速铁路路基变形发展对变形病害的控制与运营管理意义重大。目前,机器学习方法被广泛应用于累积变形预测,而传统机器学习路基累积变形预测模型存在时间分布外泛化性差的弊端。因此,提出一种基于经验约束神经网络(ECNN)的高速铁路... 掌握高速铁路路基变形发展对变形病害的控制与运营管理意义重大。目前,机器学习方法被广泛应用于累积变形预测,而传统机器学习路基累积变形预测模型存在时间分布外泛化性差的弊端。因此,提出一种基于经验约束神经网络(ECNN)的高速铁路路基累积变形预测方法。首先,基于工程现场或室内试验数据构建路基累积变形预测数据集,并划分为训练集和测试集;其次,基于训练集建立神经网络模型,综合测试集上的预测精度与误差、预测不确定性2个层次结果,确定最优神经网络预测模型;最后,利用最优神经网络模型驱动路基累积变形的数据信息,并以损失函数修正的方式嵌入累积塑性应变关系曲线(经验信息),实现对最优神经网络模型参数和损失函数的约束,完成ECNN模型构建。案例分析表明:双向门控循环单元(Bi-GRU)模型为最优的神经网络预测模型,拟合优度R~2达到0.972 59,扩展不确定性U_(95)和标准化平均差f_(smd)仅为0.015 6、0.181 09;相较于Bi-GRU模型,ECNN模型在预测精度与误差、预测不确定性2个层次均更优,表明考虑经验信息约束的ECNN模型具备更强的预测性能;ECNN模型相较于Bi-GRU模型具有优异的时间分布外泛化性能,当训练集覆盖的时间跨度较小时,可有效提高累积变形的预测精度。研究成果可为高速铁路路基累积变形预测提供新参考。 展开更多

关键词 高速铁路 累积变形预测 经验约束神经网络 神经网络 累积塑性应变关系

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泥岩地层盾构切削桩基沉降规律及加固技术

5

作者 李海波 张昕阳 +3 位作者 孙天赦 罗辉平 刘君 申玉生 《铁道建筑》 北大核心 2025年第2期95-100,共6页

盾构下穿建(构)筑物桩基,必要时采用直接切削桩基的方式通过。为分析泥岩地层盾构切桩施工过程对地表沉降和桩顶沉降的影响,探究多种加固措施对沉降控制的有效性,依托成都轨道交通13号线四川师大站—娇子立交站区间盾构隧道工程,开展泥... 盾构下穿建(构)筑物桩基,必要时采用直接切削桩基的方式通过。为分析泥岩地层盾构切桩施工过程对地表沉降和桩顶沉降的影响,探究多种加固措施对沉降控制的有效性,依托成都轨道交通13号线四川师大站—娇子立交站区间盾构隧道工程,开展泥岩地层下盾构隧道切削桥梁桩基技术研究,对比分析了多种加固措施下桩顶沉降及地表沉降控制效果,提出建议方案并开展现场工程应用。结果表明:盾构切桩对地表沉降和桩基沉降的影响主要集中在切桩阶段和盾尾脱出阶段,地表最大沉降为14.72 mm,桩顶最大沉降为22.49 mm;洞内径向注浆、袖阀管注浆、桩基托换等加固措施均能不同程度降低地表沉降和桩顶沉降,其中桩基托换的效果最优,能降低80%以上的地表沉降,桩顶沉降可降低至1.24 mm;提出桩基托换技术方案,现场实测桩顶沉降数据与研究结果一致性较好(误差0.5 mm左右),说明泥岩地层盾构切桩与桩基托换技术方案均是有效的。研究结果可为类似工程提供参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 泥岩地层 桥梁桩基 切削桩基 桩顶沉降 数值模拟 地基加固 桩基托换

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基于地基梁理论的断层非线性错动下隧道纵向响应研究

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作者 铁明亮 常铭宇 +4 位作者 詹胜文 申玉生 左雷彬 陈孔福 张熙 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1365-1376,共12页

为研究走滑断层错动作用下隧道结构的纵向响应,采用Pasternak双参数地基和弹性梁理论,建立穿越多破裂面断层隧道在断层强制位错作用下的纵向响应微分方程,通过数学方法求解获得隧道结构在断层位错作用下的纵向变形、内力响应,并通过模... 为研究走滑断层错动作用下隧道结构的纵向响应,采用Pasternak双参数地基和弹性梁理论,建立穿越多破裂面断层隧道在断层强制位错作用下的纵向响应微分方程,通过数学方法求解获得隧道结构在断层位错作用下的纵向变形、内力响应,并通过模型试验和数值模拟对理论解析模型的有效性进行验证。在此基础上,采用理论解析模型对隧道结构纵向响应的影响因素进行敏感性分析。主要得出以下结论:1)理论解析模型计算得到的隧道纵向变形和弯矩变化趋势与模型试验和数值模拟结果完全一致,但数值上趋于保守;2)断层错动的位移形式和围岩-隧道结构的刚度匹配关系对隧道结构纵向响应的影响较大,应根据具体的断层破碎带形式选择合适的断层错动位移函数;3)随着围岩-隧道结构刚度比的增大,围岩对隧道结构的约束作用随之增大,隧道结构纵向内力集中现象增加,但受断层错动影响的范围减小,在具体工程设计中应结合施工成本、抢通时间等来选择合适的围岩-隧道结构刚度匹配关系。 展开更多

关键词 隧道工程 断层错动 模型试验 弹性地基梁 理论解析模型

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高铁桥梁装配式双柱空心墩承插深度研究 被引量：1

7

作者 袁得铮 邵长江 +2 位作者 韦旺 漆启明 崔皓蒙 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第3期98-105,共8页

高铁桥梁桥墩刚度大,结构及构造有别于公路及市政桥梁,大量既有公路、市政承插式桥墩的研究成果是否适用于承插式铁路墩,需进行深入系统的研究。建立现浇和承插式双柱原型空心墩的非线性有限元模型,并结合既有试验结果验证了建模方法的... 高铁桥梁桥墩刚度大,结构及构造有别于公路及市政桥梁,大量既有公路、市政承插式桥墩的研究成果是否适用于承插式铁路墩,需进行深入系统的研究。建立现浇和承插式双柱原型空心墩的非线性有限元模型,并结合既有试验结果验证了建模方法的正确性。通过模拟桥墩在拟静力往复作用下的力学行为,得到双柱空心墩的力-位移曲线,对比承插式桥墩与现浇桥墩滞回性能的差异,结合应变渗透效应及纵筋发展长度确定了承插深度的合理取值范围,并提出最小承插深度计算公式。结果表明:承插式桥墩与现浇墩的承载力差别很小,墩高5 m和10 m时,相差最大为2.8%;承插式桥墩和现浇墩的刚度退化规律基本一致,刚度随着侧向位移的增加而降低,位移较小时刚度退化较快,位移较大时刚度退化减慢;纵筋在塑性铰区及承台顶以下应变渗透区内屈服,在此区域以下400 mm范围应变则迅速减小,应变渗透区段为承插式墩身易损部位;根据本文提出的最小承插深度计算公式得到的高铁空心墩的最小承插深度设计值为0.5D(D为墩柱外径)。为保证承插式桥墩的安全性,应采取合理构造措施确保桥墩应变渗透区段抗震性能,推荐高烈度区桥墩的承插深度大于0.5D。 展开更多

关键词 高速铁路 桥墩 装配式双柱空心墩 承插深度 应变渗透 抗震性能 高烈度区

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新工科背景下土木专业课程思政探索与实践——以基础工程课程为例 被引量：12

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作者 李茂红 赵菊梅 李国庆 《高教学刊》 2023年第30期168-171,176,共5页

针对目前新工科土木专业课程思政的研究与实践薄弱的问题,充分结合基础工程专业必修课课程思政教育范式,探讨课程思政的建设目标、建设思路、实践路径等。并以具体的教学案例详实地展示基础工程课程思政元素的挖掘方法和具体融入方式等... 针对目前新工科土木专业课程思政的研究与实践薄弱的问题,充分结合基础工程专业必修课课程思政教育范式,探讨课程思政的建设目标、建设思路、实践路径等。并以具体的教学案例详实地展示基础工程课程思政元素的挖掘方法和具体融入方式等,指出具体操作及依据,为新工科土木专业课程进一步深入贯彻和落实课程思政理念,加强专业课程思政建设和持续推广提供有益借鉴。 展开更多

关键词 课程思政 专业课程 基础工程 教学实践 土木工程

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基于降饱和度原理强震作用盾构隧道抗液化机理研究 被引量：1

9

作者 申玉生 雷龙 +3 位作者 闵鹏 朱双燕 甘雨航 王彬光 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第4期17-24,共8页

降饱和度法是一种处理地基砂土液化的新方法。文中基于降饱和度原理,通过理论分析及数值模拟的方法对强震作用条件下盾构隧道处于不同饱和度粉土地层中的土体及结构响应开展研究。结果表明:降饱和度法的原理是通过提高流体模量来降低超... 降饱和度法是一种处理地基砂土液化的新方法。文中基于降饱和度原理,通过理论分析及数值模拟的方法对强震作用条件下盾构隧道处于不同饱和度粉土地层中的土体及结构响应开展研究。结果表明:降饱和度法的原理是通过提高流体模量来降低超静孔隙压力;粉土地层在强地震动作用下超孔压比随着深度的增加而减小,而隧道结构的存在会使结构下方的土体的超孔压比增大;当饱和度降至0.98时,粉土的超静孔隙水压力下降了45%,土体各位置处的超孔压比有明显下降,隧道结构的最终水平位移从8.9 cm降至0.7 cm;而随着饱和度的进一步下降,超静孔隙水压力和结构水平位移的下降幅度降低。进一步研究发现当饱和度下降至0.60时,土体超孔压比变化不再显著。文中的研究成果为粉土地层盾构隧道抗液化措施设计提供了一定参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 降饱和度 动力响应 抗液化技术 粉土地层

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深埋隧道支护结构内力计算方法研究 被引量：4

10

作者 赵何霖 邱居涛 +3 位作者 申玉生 朱鹏霖 苟安迪 董俊 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第36期15656-15664,共9页

深埋隧道是交通建设中的关键,对其力学行为进行深入研究具有重要的理论和工程实际意义。针对既有研究的不足,考虑到深埋隧道支护结构力学响应的空间差异性和施工过程围岩-支护结构的动态作用关系,建立了围岩竖向荷载与径向位移关于隧道... 深埋隧道是交通建设中的关键,对其力学行为进行深入研究具有重要的理论和工程实际意义。针对既有研究的不足,考虑到深埋隧道支护结构力学响应的空间差异性和施工过程围岩-支护结构的动态作用关系,建立了围岩竖向荷载与径向位移关于隧道横截面角度变化的平衡微分方程,获得了围岩压力作用下复合支护结构的内力解析解。根据支护反力与围岩径向位移的关系,推导了初支与围岩、初支与二衬间的围岩压力与位移解析解。结合数值模拟和现场监测结果进行分析,证实了计算方法的可靠性和有效性。最后基于该解析方法,对支护结构厚度和弹性模量进行了参数分析。结果表明:支护结构的厚度和弹性模量与其弯矩正相关,且弹性模量对弯矩影响更大,初支厚度和弹模的变化对围岩压力和径向位移的影响比二衬对其影响更显著。研究成果可为准确预测支护结构任意截面位置的内力提供一定理论支撑。 展开更多

关键词 深埋隧道 支护内力 解析解 数值模拟 现场监测

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近远场地震下RC大跨轻柔拱桥减隔震支座方案优化 被引量：3

11

作者 邵长江 崔皓蒙 +4 位作者 漆启明 韦旺 庄卫林 黄辉 袁得铮 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期615-626,共12页

为探明不同地震动输入对某大跨轻柔拱桥减隔震的影响,通过非线性有限元模型分析近远场地震下桥梁结构的响应规律,得到大桥支座的优化布置方案.首先,基于模态分析,对比该桥与传统钢筋混凝土(RC)拱桥动力特性差异;其次,选取不同脉冲周期... 为探明不同地震动输入对某大跨轻柔拱桥减隔震的影响,通过非线性有限元模型分析近远场地震下桥梁结构的响应规律,得到大桥支座的优化布置方案.首先,基于模态分析,对比该桥与传统钢筋混凝土(RC)拱桥动力特性差异;其次,选取不同脉冲周期的近场地震动、近场无脉冲及远场长周期地震动记录;最后,研究近远场地震下拱桥的响应行为和损伤演化路径,得到优化桥梁的减隔震支座设计方案.研究结果表明:近场脉冲及远场长周期地震下的桥梁结构响应大于无脉冲地震响应;纵竖向地震下高墩柱剪力及弯矩包络曲线呈“S”形,墩身中部易形成塑性铰,高阶振型影响显著;桥梁纵桥向先于横向震损,损伤路径依次为矮柱、高墩柱及拱肋实心-空心截面段;摩擦摆支座减震效果最佳但位移较大,高阻尼支座方案在近场中长脉冲周期及远场长周期地震下仍会发生损伤,板式橡胶支座方案因无法保证支座同步滑移而不能形成准隔震体系;“高阻尼+摩擦摆”混合方案的支座位移小,拱肋及墩柱均处于弹性,是近断层大跨轻柔RC拱桥的优选减隔震方案. 展开更多

关键词 大跨轻柔拱桥 近场脉冲型地震 远场地震 损伤演化 混合减隔震设计 高阶振型

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掺入普通硅酸盐水泥的粉煤灰地聚物混凝土力学性能与微观特征 被引量：1

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作者 杨成 熊凌鑫 +2 位作者 游俊杰 吉鑫民 胡瑞青 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期207-215,共9页

既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求... 既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求,将不含水泥颗粒且接受热固化的FGC与含有少量水泥颗粒仅接受室温固化的FGC进行了包括泊松比在内的基本力学性能测试和比较。为了从微观机制上解释力学性能的测试结果,进行了包括SEM、EDS、XRD、FTIR、Micro-CT等的分析。结果表明:常温养护下含有少量水泥颗粒的FGC各项力学性能与不含水泥颗粒并接受热固化的FGC相近,临破坏前的试件横向应变与纵向应变之比均接近1.0,均有突出的横向变形能力;掺量8%的水泥颗粒在室温条件下对FGC聚合反应的促进效果接近FGC接受高温养护,在形成更为合理的微观孔隙结构方面,改进后的FGC在常温养护条件下优于高温养护FGC。 展开更多

关键词 抗压强度 微观结构 聚合反应 水化产物 不对称伸缩振动

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考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析方法

13

作者 余志祥 骆泓锦 +3 位作者 张丽君 骆丽茹 金云涛 赵雷 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1695-1702,共8页

针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护... 针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析。结合USGS的泥石流柔性防护模型试验,开展了泥石流柔性防护全过程动力学分析,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:提出的耦合方法可再现泥石流冲击、爬高及渗透堆积的全过程;与试验相比,泥石流堆积高度和堆积宽度的最大误差分别为11.9%和10.3%,泥石流浆体通过量最大差量为3.2%;柔性防护网关键部件动力响应与试验相比,右侧拉锚绳、左侧拉锚绳及网片最大变形量时程曲线误差分别为3.2%,16.4%,14.4%。与不考虑阻水效应的两种理论算法相比,S-A-F方法在泥石流冲击力峰值和泥石流浆体通过量准确度较同类其他方法提升了4.69%和17.50%。提出的S-A-F耦合方法可用于黏性泥石流柔性防护工程的设计计算。 展开更多

关键词 泥石流 柔性防护网 S-ALE 薄膜等效 透水

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考虑弯剪耦合变形的矩形空心墩等效塑性铰模型

14

作者 漆启明 邵长江 +3 位作者 杨华平 庄卫林 崔皓蒙 王春阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期23-32,105,共11页

矩形空心墩因截面挖空导致抗剪性能削弱,塑性铰区弯剪裂缝显著,而既有等效塑性铰模型和等效塑性铰长度公式较少涉及弯剪耦合变形。为此,文章提出考虑弯矩梯度、拉伸漂移、应变渗透效应以及剪切变形的矩形空心墩曲率分布假定和墩顶位移... 矩形空心墩因截面挖空导致抗剪性能削弱,塑性铰区弯剪裂缝显著,而既有等效塑性铰模型和等效塑性铰长度公式较少涉及弯剪耦合变形。为此,文章提出考虑弯矩梯度、拉伸漂移、应变渗透效应以及剪切变形的矩形空心墩曲率分布假定和墩顶位移计算方法,基于墩底塑性转角相等原则推导包含弯矩梯度、拉伸漂移和应变渗透效应的等效塑性铰长度理论公式和经验公式,并通过64个矩形空心墩试验数据对上述公式进行标定和验证。结果表明:规准等效塑性铰长度(L_(p)/h)随剪跨比、纵筋率及材料特性参数(f_(ul)/f_(yl)、f_(y1)d_(b)/√f'_(c))的增加而增大,与建议等效塑性铰长度经验公式的预测一致;规范和王震公式均高估了扣除剪切位移后的等效塑性铰长度,且会高估墩顶极限位移能力,使抗震设计偏于不安全;Berry公式计算的等效塑性铰长度略微保守,且能较准确地预测矩形空心墩的极限位移;而基于建议等效塑性铰长度经验公式和剪切位移占比系数经验公式的等效塑性铰模型,对矩形空心墩位移能力评估具有较高的计算精度和更小的离散性。 展开更多

关键词 桥梁工程 矩形空心墩 等效塑性铰模型 等效塑性铰长度 弯剪耦合变形 极限位移能力

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非线性随机响应单侧尾部分布的代理模型算法

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作者 尹炜浩 杨海婷 +2 位作者 黄滟雯 杨成 吕大刚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1485-1492,共8页

对于大型复杂结构的非线性随机响应,随机模拟法是较为实用的工程分析方法。然而对于需要大量样本的尾部概率估计,高昂的计算成本限制了该类方法的应用。为了降低计算成本,开发了基于主动学习的高斯过程代理模型算法,但其主动学习优化策... 对于大型复杂结构的非线性随机响应,随机模拟法是较为实用的工程分析方法。然而对于需要大量样本的尾部概率估计,高昂的计算成本限制了该类方法的应用。为了降低计算成本,开发了基于主动学习的高斯过程代理模型算法,但其主动学习优化策略仍需进一步完善,以满足工程中对单侧尾部概率分布估计精度的需求。为此提出了一种具有智能关注功能的搜索函数,构建了针对工程中事故风险极高的单侧尾部的算法。以地铁隧道环梁和衬砌间复杂粘结滑移行为为例,验证了该算法的有效性。相比原有算法,本文算法对单侧尾部概率的估计误差降低了30%。本文算法能更精确地估计复杂结构随机响应分布的单侧尾部概率,进而估计极端事故的发生概率,为风险测度和防灾管理决策提供量化分析依据。 展开更多

关键词 随机振动 非线性响应 高斯过程代理模型 主动学习 尾部概率

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考虑不同摩擦界面的板式橡胶支座滑动力学特性试验

16

作者 崔皓蒙 邵长江 +3 位作者 漆启明 王春阳 庄卫林 王志翔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期209-216,共8页

板式橡胶支座广泛应用于我国量大面广的中小跨径公路梁桥中,由于其放置形式而受到钢及混凝土界面的约束作用,加之其构造特点进而易于在不同摩擦界面发生非常规的滑动行为。为此,基于钢板+混凝土板、钢板及混凝土板三类摩擦界面,设定不... 板式橡胶支座广泛应用于我国量大面广的中小跨径公路梁桥中,由于其放置形式而受到钢及混凝土界面的约束作用,加之其构造特点进而易于在不同摩擦界面发生非常规的滑动行为。为此,基于钢板+混凝土板、钢板及混凝土板三类摩擦界面,设定不同的竖向压应力及加载速率两类滑动条件,通过支座拟静力加载以对比分析其变形状态及滞回行为,系统探讨不同摩擦界面的支座滑动、刚度、摩擦、耗能及恢复力特性。结果表明:板式橡胶支座变形现象为剪切变形、翘曲卷边和滑动,滞回环由狭长梭形逐渐变为双线性;不同摩擦界面及不同滑动条件在相同加载等效剪切应变条件下的变形阶段及变形状态相异;橡胶的黏结效应使之与摩擦界面间产生附着摩擦作用,导致支座在滑动过程中出现力学性能的变化,恢复力模型可取为三折线;由于附着摩擦作用的差异,钢板+混凝土板及钢板的界面摩擦因数与滑动速率呈正相关,与压应力呈负相关,而混凝土板的界面摩擦特性不稳定,对应摩擦因数与两类滑动条件皆呈负相关趋势;总体而言,钢板+混凝土板的界面摩擦因数较小,相应支座滑动力较小,剪切刚度较小,呈现为滑动位移较大,耗能充分,其次分别为钢板和混凝土板。 展开更多

关键词 摩擦界面 板式橡胶支座 摩擦滑动 力学特性 附着摩擦

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基于粗颗粒嵌锁点高铁级配碎石振动压实质量控制新方法

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作者 邓志兴 谢康 +3 位作者 李泰灃 王武斌 郝哲睿 李佳珅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1835-1849,共15页

为解决基于干密度评估压实质量所存在的压实时间不定、评价指标单一等问题,提出了一种基于粗颗粒嵌锁点的高铁级配碎石(high-speed railway graded aggregate,简称HRGA)振动压实控制新方法。首先,结合力学指标动刚度Krb和修正地基系数K2... 为解决基于干密度评估压实质量所存在的压实时间不定、评价指标单一等问题,提出了一种基于粗颗粒嵌锁点的高铁级配碎石(high-speed railway graded aggregate,简称HRGA)振动压实控制新方法。首先,结合力学指标动刚度Krb和修正地基系数K20完善振动压实评估体系,进一步提出了压实控制嵌锁点Tlp指标,并通过室内试验研究了Tlp前后级配碎石的力学性能及适用性;其次,通过振动压实试验建立了Tlp与HRGA的各项性能指标之间的关系,并结合灰色关联度分析(grey relation analysis,简称GRA)算法分析了Tlp的主控特征;最后,基于机器学习(machine learning,简称ML)方法提出了Tlp预测模型,结合三层次优选体系选择最佳Tlp预测模型,并利用SHapley Additive ex Planations(SHAP)可解释性方法对最佳ML模型进行了解释。结果表明:基于Tlp可确定最优振动时间,进而控制压实质量;基于GRA算法明确Tlp的主控特征为填料最大粒径dmax、级配参数b、级配参数m、扁平细长颗粒Qe和洛杉矶磨耗LAA;计算各Tlp预测模型的综合评价指标(comprehensive evaluation index,简称CEI)依次为改进粒子群优化的人工神经网络(artificial neural networks for improved particle swarm optimization,简称IPSO-ANN)模型>改进粒子群优化的支持向量回归(support vector regression for improved particle swarm optimization,简称IPSO-SVR)模型>改进粒子群优化的随机森林(random forest for improved particle swarm optimization,简称IPSO-RF)模型,IPSO-ANN模型最佳;基于SHAP方法得到总体重要性值φ排序为dmax(17.31)>b(13.93)>m(6.59)>Qe(2.17)>LAA(1.54),该结果与GRA算法的结果相印证,表明SHAP方法可提升ML模型的可理解性。该研究成果可为振动压实的质量评估提供新思路,也为振动压实智能化控制提供强有力的理论支撑。 展开更多

关键词 振动压实 高铁级配碎石 最优振动时间 主控特征 机器学习 可解释性

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强震区穿越多破裂面破碎带隧道动力特性试验研究

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作者 王浩鱇 申玉生 +3 位作者 潘笑海 常铭宇 张昕阳 粟威 《现代隧道技术》 北大核心 2025年第1期212-220,230,共10页

依托我国西部强震区某穿越活动断裂带的隧道工程,基于弹性地基理论建立集中质量力学与滑动模型,对穿越多破裂面破碎带隧道结构的受力与破碎带滑动特征开展研究。利用有限元软件结合无限元人工边界建立隧道与断层耦合模型,通过振动台试... 依托我国西部强震区某穿越活动断裂带的隧道工程,基于弹性地基理论建立集中质量力学与滑动模型,对穿越多破裂面破碎带隧道结构的受力与破碎带滑动特征开展研究。利用有限元软件结合无限元人工边界建立隧道与断层耦合模型,通过振动台试验对加速度响应进行分析,揭示地震时穿越多破裂面破碎带隧道围岩的动力响应规律及多破裂面破碎带的滑动规律。结果表明:围岩加速度放大效应随着PGA增大而减小,数值模拟与试验结果中围岩加速度峰值相差6.7%~13.6%;围岩纵向同高度处,破碎带与上下盘交界面附近土体加速度峰值最大,在PGA=0.4g时数值模拟与试验结果最小相差为0.8%,说明试验方法能够较好地模拟地震作用;采用破碎带相对滑动率γ对滑动位移进行评价,从上盘至下盘方向破碎带内各个破裂面之间的相对滑动率在理论解析、数值模拟与试验中从30.9%、33.46%、30.63%减小至16.5%、16.17%、15.3%,各破碎带内滑动量及破裂面处积累剪应力逐级减小。 展开更多

关键词 隧道工程 多破裂面破碎带 滑动模型 振动台试验 动力响应 相对滑动率

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玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理 被引量：1

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作者 宋谦益 游俊杰 +1 位作者 杨成 刘宜丰 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第5期202-211,共10页

以碱式硫酸镁水泥(BMSC)为基质,以生物基循环木纤维(RWF)为轻质填料,并掺入玄武岩纤维(BF)为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材... 以碱式硫酸镁水泥(BMSC)为基质,以生物基循环木纤维(RWF)为轻质填料,并掺入玄武岩纤维(BF)为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数(纤维)、密度、抗压强度和抗折强度的影响;通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明:RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度,但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能,尤其是抗折强度,较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上;通过微观表征分析发现,RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能,RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系,提升了复合材料的强度;采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析,为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。 展开更多

关键词 镁水泥 生物基填料 玄武岩纤维 抗压强度 抗折强度 水化产物

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车站洞门环梁与隧道管片连接螺栓的粘结-滑移

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作者 杨成 廖伟龙 +2 位作者 宋同伟 耿萍 方勇 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期876-885,共10页

地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参... 地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参考既有的粘结-滑移本构模型,利用可细化分析粘结-滑移的有限元分析平台,在充分考虑材料非线性特征的基础上,针对3种不同型号螺栓,分别考虑锚固长度足够和不足两种情况,分析了螺栓在环梁内的粘结-滑移,以及环缝宽度增大的过程;通过量化分析粘结应力和螺栓应力沿螺栓长度的分布,揭示了粘结-滑移对环缝宽度发展的影响机制.分析表明:采用粘结-滑移模型时,得到的螺栓连接刚度介于嵌固模型和弹簧模型之间,粘结-滑移变形对盾构管片和车站环梁之间环缝宽度的影响不可忽略;仅考虑受拉影响,即便在锚固长度足够的情况下,当螺栓接近屈服时,螺栓与环梁间的粘结-滑移变形在环缝张开宽度中占比最大可达30%,螺栓屈服后,这个滑移占比会随环缝扩展降至8%以下,受此影响,考虑粘结-滑移的螺栓抗拉刚度最低约为完全嵌固模型的1/3. 展开更多

关键词 盾构隧道 管片 混凝土环梁 螺栓 粘结-滑移

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