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  • 2023年第3期文章目次
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    • 交叉配筋连梁抗震性能试验研究

      2023(3):1-12.

      摘要 (1012) HTML (0) PDF 22.25 M (699) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究交叉配筋连梁在小跨高比条件下的抗震性能,验证两种配筋方式(对角暗撑配筋和集中对角配筋)的等效性,对6根钢筋混凝土交叉配筋连梁进行周期反复荷载试验. 试验考虑配筋方式和跨高比对连梁性能的影响. 试验装置采用双墙肢加载,使连梁实现“等双曲率弯曲”. 试验结果表明:随跨高比减小,连梁的破坏模式从受弯控制变为受剪控制,破坏转角由4.89%降低至1.98%;两种配筋方式的交叉配筋连梁受力性能接近;我国高规对于剪压比限值是合理的;基于交叉配筋连梁数据库分析得到新的受剪承载力计算公式,相比现行规范更能反映连梁的受力机理,同时更准确.

    • 增配起波钢板的RC梁抗震及抗连续倒塌性能

      2023(3):13-22.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 23.66 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:提升钢筋混凝土(RC)框架结构抗连续倒塌性能的常用方法是增加梁通长纵筋量,但这可能导致结构在地震作用下出现“强梁-弱柱”的不利破坏模式. 本文提出一种不影响RC框架结构抗震性能且可提升其抗连续倒塌性能的方法,即在梁内增配局部脱黏的起波钢板. 考虑不同的高长比(起波高度hkp与起波长度lkp的比)取值,进行增配起波钢板RC梁的低周往复试验. 试验发现,起波钢板高长比取值适中(hkp/lkp≈3/40)的RC梁具有和常规RC梁相近的承载能力、刚度退化特征、耗能能力及变形模式. 借助数值模拟进行参数分析,发现合适的高长比取值范围为1/16~1/8. 对所设计的RC框架结构进行数值Pushover和Pushdown分析,结果表明,增配合适高长比(算例中取值1/10)的起波钢板几乎不影响结构抗震性能,并能大幅提升其抗连续倒塌性能.

    • 基于刚度比的基础隔震结构减震系数

      2023(3):23-31.

      摘要 (334) HTML (0) PDF 2.33 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:水平向减震系数是隔震设计的重要指标. 将上部结构与隔震层刚度之比作为基本变量,通过双自由度等效模型对减震系数的影响因素进行了理论研究. 通过振型分析计算了上部结构的等效转换系数,推导了刚度比形式的内力和减震系数表达式,分析了减震系数的影响因素,计算了隔震结构满足减震系数要求所需的刚度比限值. 发现减震系数曲线存在不变量即基准曲线,提出基准点概念. 结果表明,刚度比和隔震层阻尼比是减震系数的决定因素,减震系数随刚度比或隔震层阻尼比增大而减小;当刚度比大于4.5或8时,减震系数分别低于0.5或0.4;与5个工程实例对比,减震系数表达式准确性较好. 成果整理成表格可供查阅.

    • 考虑初始条件的结构振动方程的频域算法

      2023(3):32-40.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 7.08 M (544) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在离散频域内求出由非零初始条件与外加荷载共同作用引起的结构的动力响应,基于傅里叶变换(FT)和有限差分公式,推导出了狄拉克 δ函数及其一阶导数的离散傅里叶变换(DFT),构建了一类新频域算法. 利用这一算法,有效克服了传统的频域算法中由非零初始位移导致的动力响应数值发散.用三个数值算例来研究算法性能,分别是单自由度(SDOF)线性系统、4 000个自由度的桁架结构、顶端具有集中质量的悬臂梁;它们均具有非零初始位移和初始速度. 计算结果表明:改进后的频域算法与传统的数值算法算得的结果一致,且精度与效率更高,适用于求解各种类型的线性结构振动的动力响应.

    • 新型装配式剪力墙抗震性能数值模拟与起滑荷载分析

      2023(3):41-50.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 14.46 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强装配式剪力墙的耗能能力,提高其施工效益,提出一种具有摩擦抗剪与耗能功能的新型装配式剪力墙结构,并进行了抗震性能试验. 为弥补试件数量不足以及精确确定最优起滑荷载的设计需求,结合新型装配式剪力墙抗震性能试验结果,探讨相应高精度有限元模型建立方法,并进行多参数结构抗震性能影响分析. 最后,基于有限元分析结果和新型装配式剪力墙工作原理,确定最优起滑荷载. 研究结果表明:所提出的新型装配式剪力墙具有良好的滞回耗能能力;螺栓预紧力、钢材摩擦因数、螺栓总距等对结构抗震性能影响显著,应作为相应结构设计的主要参数,竖向荷载、钢板厚度、钢材弹性模量影响较小,可以忽略不计;当起滑荷载设定为墙体屈服荷载时,结构模型耗能达到峰值,同时耗能系数开始明显降低,因而将结构的最优起滑荷载确定为屈服荷载.

    • 基于精细化有限元模型的混凝土框架结构动力倒塌承载力

      2023(3):51-61.

      摘要 (570) HTML (0) PDF 27.97 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估混凝土框架结构在柱子突然失效时在动力荷载作用下的承载能力,以研究团队开展的现浇(RC)和全装配式(PC1明牛腿插销节点)混凝土框架子结构中柱移除多级重复倒塌动力试验为基础,通过初级垮塌荷载工况下位移响应曲线的拟合,校核了论文中用ABAQUS软件建立的框架子结构精细有限元分析模型的准确性,并利用拆除构件法对框架结构的抗连续倒塌性能进行了损伤量化评估. 由于研究团队试验是多次重复垮塌试验,无法获取RC和PC1(明牛腿插销节点)试件一次倒塌所承受的荷载,对于全装配式(PC2暗牛腿插销节点)未进行动载试验,根据准确校验模型利用试算法分别预测了RC、PC1和PC2框架结构的最终破坏荷载,并对三者的破坏模式和损伤情况进行了对比分析. 破坏时,RC梁柱损伤严重,梁端钢筋拉断,装配式梁端连接区混凝土被压溃,插销杆被剪断,且现浇试件的抗倒塌能力明显高于全装配试件,此外还发现,通过加强装配式结构的角钢能提高其抗倒塌承载能力.

    • 基于CR列式的平面体外预应力梁非线性有限元模型

      2023(3):62-70.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 2.15 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:将体外预应力筋视为在锚固位置和转向块位置分别与梁体固结及相连的常应变构件,基于锚固位置和转向块位置处体外预应力筋和梁体的几何关系,采用共旋坐标(co-rotational, CR)法导出体外预应力筋在结构坐标系中的切线刚度矩阵和杆端抗力.结合常规的几何非线性CR平面梁单元,建立体外预应力平面梁的几何非线性有限元模型并编制了程序,对一简支梁算例的两个工况进行了几何非线性分析并与ABAQUS程序进行了比较.结果表明:不管是预应力施加工况还是承受外载工况,对于梁端水平位移、跨中竖向位移和体外筋轴力,两种方法得到的计算结果吻合良好,从体外筋轴力方面而言,本文方法更能体现体外筋为常应变构件的受力性能,因此可用于体外预应力结构的非线性有限元分析.

    • 基于结点作用力和拉普拉斯平滑的单层球面网格处理方法

      2023(3):71-79.

      摘要 (150) HTML (0) PDF 11.87 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过基于结点间作用力的方法和拉普拉斯平滑方法对传统凯威特型单层球面网壳进行了网格优化,得到两种新型的网格形式. 首先介绍了两种算法的计算原理及计算过程:基于结点间作用力的方法将杆件假设为弹簧,将结点向不平衡力的方向移动,从而得到一种杆件长度更加均匀的网格(SF网格);采用拉普拉斯平滑方法也可得到一种更加流畅的网格(LS网格). 然后,对凯威特网格、SF网格、LS网格进行了对比:在几何指标方面,对比了三种网格的杆件平均长度、杆件长度变化率和网格三角形形状系数;在力学性能方面,对比了三种网格在不同荷载模式下的弹性应变能和非线性稳定承载力. 数值分析结果表明,SF网格比LS网格具有更好的几何指标;在大部分情况下,SF网格与LS网格具有更低的应变能;三种网格的稳定极限承载力较为接近. 最后,从整体上看,SF网格具有最佳的整体力学性能;LS网格具有更好的网格流畅性;SF网格和LS网格的力学性能和网格流畅性均优于传统凯威特型单层球面网壳.

    • 考虑嵌固端约束作用的RC柱纤维单元模型研究

      2023(3):80-91.

      摘要 (333) HTML (0) PDF 32.37 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统纤维单元未考虑嵌固端约束作用而导致钢筋混凝土(RC)柱的数值模拟精度降低问题,分析了嵌固端约束作用对RC柱破坏形态和传统纤维单元模拟精度的影响. 选取文献中45根高剪跨比RC柱并建立实体单元模型进行数值模拟,结果表明建模方法合理可靠;进而剖析了嵌固端约束机理及嵌固端约束作用对RC柱承载力和延性性能的影响,明确了控制截面位置及其承载力计算方法,阐明了纤维单元数值积分点位置与控制截面位置、权系数与等效塑性铰长度的对应关系,提出控制截面位置计算公式和考虑嵌固端约束影响的等效塑性铰长度计算公式,建立了一种考虑固端约束影响的纤维单元模拟方法. 通过对文献中45根RC试验柱的数值模拟分析,表明所提方法可合理考虑嵌固端约束影响,具有较好的适用性.

    • 钢筋RPC梁高温全过程抗弯性能试验研究

      2023(3):92-101.

      摘要 (281) HTML (0) PDF 29.50 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用多功能高温试验炉对4根尺寸相对较大的钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁和1根普通钢筋混凝土(NC)梁开展了恒载作用下的高温试验与高温后的抗弯试验,以期为钢筋RPC梁抗火性能评估提供依据. 试验获取了试件在高温下跨中截面的温度场、挠度发展数据,分析了控制温度和外包砂浆层对钢筋RPC梁高温下以及高温后抗弯性能的影响. 结果表明,混合掺入体积分数为2%的钢纤维与0.3%的聚丙烯纤维,有效抑制了RPC梁的高温爆裂现象;控制温度对RPC梁的高温挠度发展及高温后的剩余抗弯性能有重要影响,在经历600 ℃和800 ℃高温作用后,RPC梁的剩余抗弯承载力分别下降了13%和24%;外包砂浆层有效减少了RPC梁的高温损伤,并显著改善了构件高温后的剩余抗弯性能;相比于普通混凝土梁,高温作用后的RPC梁的力学性能稳定性及安全性相对较高;基于截面等效温度,提出了RPC梁高温后的抗弯力学性能预测公式.

    • 地聚物混凝土的抗剪性能研究

      2023(3):102-109.

      摘要 (573) HTML (0) PDF 4.40 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用直剪试验研究了地聚物混凝土的抗剪性能. 设置16个试验工况,其中包含3个普通混凝土强度的对比工况. 试验结果表明,地聚物混凝土的抗剪强度随着混凝土强度和抗剪钢筋配筋率的增大均有显著提高,随着剪切面高度的增加而有所下降,剪切面宽度的改变对其影响较小. 该类地聚物混凝土的剪切裂缝发展模式和剪切破坏模式与普通混凝土一致,极限抗剪强度略高于普通混凝土. 试验值与Loov和Patnaik的理论值之比的平均值为1.21,该理论值较其他理论值更接近试验值.

    • 碳化环境下多元胶凝体系钢筋混凝土电化学特性

      2023(3):110-120.

      摘要 (808) HTML (0) PDF 14.44 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同矿物掺合料钢筋混凝土碳化后的电化学特性,利用电化学工作站定期进行无损检测,通过极化曲线、交流阻抗图谱等电化学参数对碳化循环过程中钢筋混凝土微结构的变化进行分析. 采用Kramers-Kronig转换对交流阻抗数据进行验证,选用合适的等效电路进行电化学参数拟合, 并采用卡方检验验证参数拟合的吻合度. 研究结果表明:等效电路R(QR)(QR)可以有效地对碳化环境下钢筋混凝土的电化学阻抗谱进行拟合,等效电路拟合卡方值建议不大于10-4数量级. 碳化腐蚀环境下,随着碳化周期的增加,混凝土的电阻值呈现波动增加的趋势,钢筋电阻呈现波动减小趋势;极化曲线随着碳化周期的增加整体向腐蚀电流密度增大和负电位方向移动,在49 d时钢筋锈蚀程度从大到小依次为双掺体系、单掺体系、基准体系、三掺体系,且单掺和双掺体系混凝土接近中等腐蚀状态,基准和三掺体系混凝土还处于低等腐蚀状态. 不同凝胶体系下,单掺和双掺体系钢筋混凝土对碳化腐蚀环境更加敏感,三掺体系则具有最佳的抗碳化性能.

    • 聚丙烯纤维混凝土单轴受压疲劳寿命分析

      2023(3):121-131.

      摘要 (641) HTML (0) PDF 12.56 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚丙烯纤维混凝土(PFRC)单轴受压疲劳寿命,考虑聚丙烯纤维的长径比和体积分数两种因素,共制作180个试块,考察聚丙烯纤维混凝土的疲劳破坏形态,阐明变形规律,建立疲劳强度和疲劳寿命方程. 研究表明,聚丙烯纤维混凝土疲劳破坏形态分为劈裂破坏、楔形破坏和剪切破坏三种,试块的破坏断面上可以分为疲劳源区、疲劳裂缝稳定扩展区和瞬时断裂区三个区域;在聚丙烯纤维长径比为280、体积分数为0.2%时疲劳性能提升最明显,疲劳强度相较于素混凝土提高33.83%;建立了含纤维特征参数的疲劳方程,可以较好地描述疲劳应力水平、疲劳寿命、失效概率、纤维特征参数之间的关系,为工程中承受重复动荷载的聚丙烯纤维混凝土结构设计及分析提供相应的依据.

    • 挑臂长度对钢桁梁颤振稳定性的影响

      2023(3):132-142.

      摘要 (481) HTML (0) PDF 42.43 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于数值模拟方法研究挑臂长度对钢桁梁悬索桥的颤振稳定性影响. 通过风洞试验测试不同攻角下某悬索桥钢桁梁原设计断面(挑臂长度L为0.947 m)的颤振稳定性,并与CFD结果对比,验证了数值方法的可靠性. 然后对同一折减风速下单个周期气动力输入的能量值大小以及流场的演变规律进行研究,得到不同的挑臂长度(0.0L, 0.5L, 1.0L, 1.5L)对钢桁梁颤振稳定性的影响. 结果表明:正攻角下,挑臂长度对钢桁梁的颤振稳定性影响不明显,而0°攻角及负攻角下,挑臂长度为1.5L的钢桁梁断面颤振稳定性显著优于其他工况. 0°攻角钢桁梁上表面旋涡的运动导致的压强变化以及下表面迎风侧压力值的变化成为气动力的主导因素,气动力方向与钢桁梁运动方向相同,促进扭转振动发散,而增大挑臂的长度削弱了上表面旋涡的尺度,并在挑臂处形成了强度大小相对稳定的压强区. 负攻角钢桁梁上表面无明显旋涡,下表面旋涡的演变及压力变化成为颤振发散的主导因素,增加挑臂能削弱下表面旋涡的尺度和强度,并在迎风侧挑臂的下表面处持续形成稳定的负压区,气动力输入的能量值为负.

    • 波形钢腹板工字形梁焊接残余应力研究

      2023(3):143-151.

      摘要 (222) HTML (0) PDF 18.22 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用数值模拟与试验的方法对Q345钢波形钢腹板工字形梁焊接温度场与残余应力分布进行了研究. 采用完全耦合法建立了波形钢腹板工字形梁热弹塑性三维有限元模型,得到其焊接温度场与应力场,并通过在有限元模型中定义多条研究路径的方法,研究了不同路径上纵、横向焊接残余应力的分布规律. 在波形钢腹板工字形梁的焊接过程中采用红外线测温法与电阻应变计法进行焊接温度与残余应力的试验研究. 结果表明:焊接残余应力的数值模拟结果与实测结果吻合较好,验证了数值模拟方法的正确性和可行性;焊接过程中热源中心稳定温度高达1 401 ℃,远离热源中心温度迅速降低,当与热源中心距离大于25 cm时温度已趋近室温;波形钢腹板弯折角处焊缝的最大Von Mises应力为395 MPa,远高于材料的屈服强度;腹板表面距焊缝0.5 cm处的纵向残余应力高达351 MPa,而波形钢腹板表面的横向残余应力呈抛物线形式波动,最大值为48.5 MPa;波形钢腹板工字形梁上的焊接残余应力以纵向应力为主,且主要分布于距焊缝20 cm的范围内. 研究结论可为实际工程中波形钢腹板工字形梁的残余应力消除提供参考依据.

    • Q420钢板式加劲肋局部稳定试验与计算方法

      2023(3):152-163.

      摘要 (250) HTML (0) PDF 27.03 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:板式加劲肋作为开口加劲肋中最基本的形式,主要以局部失稳破坏为主. 为研究开口加劲肋的局部稳定性能,分别设计了变化板肋厚度与高度两组Q420开口板肋加劲板试件进行轴压试验,并建立相应的有限元模型,得到板式加劲肋、三边简支板的局部稳定简化计算公式. 试验与分析研究表明:当板肋宽厚比小于16时,出现板肋与被加劲板的同时屈曲破坏,反之,则出现板肋的局部屈曲破坏. 随着板肋宽厚比的增大,试件极限平均应力逐渐减小,破坏时的失稳变形现象更明显. 采用构件中板式加劲肋所拟合的三次多项式曲线在相对宽厚比超过1.08后高于其他规范曲线,三边简支一边自由的简化模型所拟合的曲线在相对宽厚比超过1.32后高于欧拉曲线,在整个相对宽厚比范围内均高于我国钢桥规范与日本规范曲线. 采用构件中板式加劲肋拟合公式可以更精确地计算实际试件承载力;而采用三边简支板拟合的公式则有更高的安全冗余,推荐采用三边简支板拟合公式进行设计.

    • 基于多重性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性分析

      2023(3):164-174.

      摘要 (322) HTML (0) PDF 13.94 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:直立锁缝屋面系统作为风敏感结构,在不同等级风荷载作用下,易遭受不同程度的损伤甚至破坏. 为减少风灾损失,提出了基于多重性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性分析方法. 通过建立直立锁缝屋面系统力学模型分析其失效模式以及风致破坏过程,提出以屋面板大肋边节点相对位移作为量化指标,划分并推导了三阶段性能水准及量化模型;结合概率可靠度的风灾易损性分析方法,并以某典型工程为例进行直立锁缝屋面系统风灾易损性分析. 算例结果表明,本文方法获得的易损性曲线能很好地预测直立锁缝屋面系统损伤状态,其中轻度损伤、中度损伤、重度损伤以及风揭破坏状态对应的风速范围分别为0~14.9 m/s、20~26.8 m/s、30~46.9 m/s和大于46.9 m/s,可为直立锁缝屋面系统工程设计和实践提供参考.

    • 古木材横纹偏轴受压本构关系模型

      2023(3):175-184.

      摘要 (196) HTML (0) PDF 19.93 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种参数少、参数物理意义简单、参数易于获取的古木材横纹偏轴受压本构关系模型. 该本构关系模型将单向纤维复合材料领域中的Sun-Chen本构关系模型引入古木材领域,并将古木材横纹偏轴受压特征与该模型结合,以简化方法反映古木材累积损伤,以便准确描述古木材横纹偏轴受压下的力学响应. 以北京故宫修缮替换件为样本,制作7组70个试件,通过木材横纹受压试验获取相应的应力-应变曲线. 使用偏轴角度为0°、45°、90°的古木材横纹偏轴受压试验结果求解模型参数,主曲线决定系数高达0.94. 使用该模型获取偏轴角度为15°、30°、60°、75°的古木材横纹偏轴受压屈服强度和应力-应变曲线. 通过模型计算结果和试验结果对比可知,在使用少量试验结果的前提下,本文提出的本构关系模型可准确计算多偏轴角度的古木材横纹受压屈服强度和应力-应变曲线,能够反映斗栱用材受压损伤特征,助力古建木构保护.

    • 再生骨料透水混凝土力学性能和耐久性研究

      2023(3):185-194.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 4.35 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:从优化水泥基体角度出发,搭配使用不同掺量的再生细骨料,旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性. 首先,采用单纯形重心设计法对水泥(C)、粉煤灰(FA)和硅灰(SF)组成的三元胶凝体系进行优化设计,获得高性能水泥基体. 然后,分析了高性能水泥基体和再生骨料质量分数(0%、30%和50%)对透水混凝土力学性能和耐久性的影响. 试验发现,使用高性能胶凝材料,可以显著提升再生骨料透水混凝土的抗压强度和冻融耐久性,且可满足渗透性要求. 当再生骨料质量分数为0%、30%和50%时,28 d抗压强度分别提升72.4%、100%和44.2%;50次冻融循环质量损失分别为1.5%、2.2%和2.5%. 此外,研究发现再生骨料透水混凝土的破坏模式与胶凝材料性能和再生骨料质量分数相关,可为再生骨料透水混凝土设计和应用提供参考.

    • 氨基硅烷-蒙脱土/SBS改性沥青与改性集料的黏附性能

      2023(3):195-205.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 9.69 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:沥青路面的水损害缩短了路面的使用寿命,提高沥青的黏聚力和沥青与集料之间的黏附性可有效改善水损害. 采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性蒙脱土(NH2-MMT),以增强苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的黏聚力. 采用氨基硅烷KH550改性花岗岩(Gr)集料(NH2-Gr),提高沥青与集料之间的黏附力. 采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)对改性前后的蒙脱土和Gr集料进行表征. 采用同时提高沥青黏聚力和沥青与集料之间黏附力的方式, NH2-MMT/SBS改性沥青与NH2-Gr 集料的黏附功增长19%,剥落功下降24%. 相比基质沥青,SBS改性沥青、NaMMT/SBS改性沥青和NH2-MMT/SBS改性沥青的黏聚功比基质沥青分别增长了15%、22%和28%. 相比基质沥青与Gr集料,NaMMT/SBS改性沥青和NH2-MMT/SBS改性沥青的黏聚功分别增长了6%和12%. 采用光电比色法测试沥青与集料的黏附性,与基质沥青/Gr集料相比,NH2-MMT-SBS改性沥青/Gr集料对紫外光的吸收峰值由0.483增大至0.499. NH2-MMT-SBS改性沥青/NH2-Gr集料对紫外光的吸收峰值由0.474增大至0.557,结果表明:黏聚力和黏附力的同时改性可以有效提高沥青抗水损害性能,改性集料的效果更明显.

    • 改进型VGG算法对小样本路面破损的分类识别

      2023(3):206-216.

      摘要 (516) HTML (0) PDF 8.95 M (516) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决小样本沥青路面破损图片在分类识别中存在的识别精度差的问题,选择常见的5种路面破损类型,提出了一种基于VGG的浅层深度卷积神经网络模型的路面破损图像分类方法. 首先,将采集到的图像集进行预处理并自制成数据集. 其次,设置三种不同的批处理量尺寸和两种不同的网络层数作训练,选择最适合该网络模型的尺寸,得到浅层VGG模型. 将处理后的路面图片直接作为模型的输入,作模型的训练、验证及测试. 最后,将模型试验结果与支持向量机及目前主流的深度卷积神经网络模型的试验结果进行对比. 结果表明:浅层VGG模型在训练集、验证集及测试集的分类准确率接近,对路面破损图像的分类识别准确率都达到98%以上,表现出模型良好的识别能力;与支持向量机及目前主流的网络模型试验结果相比,浅层VGG网络模型训练耗时少且泛化能力更强,模型提取到的特征更丰富,可获得更加全局的信息. 可见,浅层VGG模型在对小规模图像的分类识别中具有显著优势,同时相比其他方法更具鲁棒性,结果更精确.

    • 冰雹作用下土质边坡模型试验方法

      2023(3):217-226.

      摘要 (570) HTML (0) PDF 18.15 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究冰雹灾害对土质边坡稳定性的影响,自主设计了一套冰雹降落装置,采用自制冰球对模型边坡进行加载. 共进行了3组试验,通过高灵敏度动土压力监测系统获得土压力,拟合冲击力;通过摄影测量技术(PIV)监测冰球冲击坡面时的速度向量,计算法向和切向恢复系数,同时监测加载过程中位移变化规律;通过含水率监测系统监测坡体含水率,分析试验前后的水分迁移规律. 试验结果表明:在加载密度和加载次数较大时,冲击会使边坡产生浅层滑动,落于坡顶面的冰球重新分布形成堆积,逐渐融化,向下形成渗流;加载瞬时形成冲击荷载,可将其拟合为衰减的半正弦波形;法向恢复系数较小,切向恢复系数较大,冰球在冲击过程中倾向于沿坡面运动;含水率传感器从上到下依次响应,边坡后端融水渗流速度比前端更快,融水主要影响坡顶平台,坡顶平台中层水分迁移速度最快;静土压力与坡顶堆载和冰球融化渗流有直接联系;坡体整体变形较小,最大变形位于坡顶转角处;试验结果反映了冰雹降落对边坡稳定性影响的3个方面:冲击作用、堆载作用、渗透作用,可为冰雪极端灾害条件下的边坡安全预警提供参考和依据.

    • 基于Bayesian Bootstrap法水泥土力学性能指标演化规律区间回归分析

      2023(3):227-234.

      摘要 (390) HTML (0) PDF 2.31 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究水泥土力学性能指标的演化规律,并建立各个力学性能指标对应的演化方程,首先对现有文献中黏性土水泥土的抗剪强度指标(即黏聚力c、内摩擦角φ)、模量(包括弹性模量E、割线模量E50和变形模量E0)等力学性能指标的试验数据进行挖掘,获得了水泥掺入比在10%~25%之间、龄期在3~90?d范围内各力学性能指标的原始样本数据;然后,基于Bayesian Bootstrap方法,对不同龄期下上述力学性能指标的均值及置信水平为95%的置信区间进行估计;最后,基于本文提出的改进区间回归方法,通过区间回归分析得到了上述力学性能指标的均值和置信水平为95%的置信区间上、下限的双曲线函数型演化方程,并分别给出了各演化方程中模型参数的取值范围建议值. 研究成果可为水泥土相关工程设计计算中参数取值提供可靠的依据.

    • 软土地基中预应力竹节桩承载性能数值模拟

      2023(3):235-244.

      摘要 (600) HTML (0) PDF 7.60 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:预应力高强混凝土竹节桩(PHC竹节桩)由于桩身竹节的存在可以提高桩基承载性能,但在施工过程中会对周围土体造成较大扰动,导致承载力降低. 为了对竹节桩在软土地区的承载特性进行分析与研究,在现场试验的基础上通过ABAQUS建模对竹节桩的荷载传递特性进行模拟计算. 试验和模拟结果表明: PHC竹节桩桩身竹节的存在使得桩侧土体在竹节桩施工过程中受到了很大扰动,休止期为40?d时PHC竹节桩桩周土体强度仅恢复到初始强度的1/2左右,土体强度完全恢复后PHC竹节桩极限抗压承载力远高于PHC管桩极限抗压承载力;竹节尺寸会对竹节桩桩侧承载性能产生较大影响,一定范围内增大竹节尺寸可以显著地提高PHC竹节桩的极限抗压承载力,且存在一个最优竹节直径使PHC竹节桩单位体积混凝土承载力最高.

    • 基于气象日序数的同时发生设计日挑选方法

      2023(3):245-252.

      摘要 (486) HTML (0) PDF 2.58 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统空调设计气象参数设计日对气象参数间的同时发生性考虑不足,导致空调系统的设计冷负荷与实际峰值冷负荷相差甚远. 为挑选出计算空调系统设计负荷的更合理的同时发生设计日,提出了一种基于气象日序数的空调设计同时发生设计日挑选方法. 该方法首先定义气象日序数的概念,用历史实测气象数据和动态负荷计算模型计算房间动态负荷,基于室内热环境风险水平挑选通用气象日序数集,提出多维多参数聚类分析方法,从通用气象日序数集中选取代表性的同时发生设计日. 运用该方法从香港和长沙的长年实测气象数据中挑选出两个地区的同时发生设计日. 实例研究表明,该方法挑选出的同时发生设计日数量少,适合于工程设计应用. 与传统设计日对比表明,气象日序数方法给出的同时发生设计日计算设计冷负荷准确性更高,能满足工程设计准确性要求.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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