摘要:为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)网格-工程水泥基复合材料(ECC)加固T形钢筋混凝土梁的抗剪性能,采用有限元软件ABAQUS研究了BFRP网格的单支截面面积和ECC厚度对BFRP网格-ECC加固T形钢筋混凝土梁抗剪性能的影响。结果表明:增大BFRP网格截面面积可以有效提高梁的抗剪承载力,在实际工程中建议使用单支截面面积为30 mm²的BFRP网格,可使结构具有良好承载力,同时更加节省材料;增加ECC厚度可显著提升梁的抗剪承载力。基于桁架-拱模型推导了BFRP网格-ECC加固T形梁抗剪承载力计算公式,模拟值与计算值偏差小于8%,计算结果与模拟值吻合较好。

摘要:基于纤维增强复合材料(FRP)植筋(ETS)加固技术,考虑3种混凝土强度等级(C30、C40和C50)和3种玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋直径(8、12和16 mm),制作了18个拉拔试件,采用中心拉拔试验研究筋材直径与混凝土强度等级对GFRP植筋与混凝土界面粘结性能的影响。结果表明,筋材直径与混凝土强度对界面粘结破坏形态、荷载-滑移曲线和界面粘结强度均具有显著影响。当界面脱粘时,粘结-滑移关系曲线呈现完整的上升、下降和平稳3个阶段;若发生混凝土劈裂破坏或GFRP筋断裂,粘结-滑移关系曲线仅有上升段。当混凝土强度等级从C30增加到C50时,GFRP筋直径为8 mm和16 mm的试件粘结强度分别提高了37.35%和13.23%,但当筋材直径为12 mm时,随着混凝土强度的增加,试件的破坏模式由GFRP筋断裂转变为混凝土劈裂,混凝土约束能力不足导致界面粘结强度显著降低。筋材直径由8 mm增加至16 mm时,粘结长度的增加导致界面粘结应力分布不均匀性增强,C30、C40和C50混凝土试件的粘结强度分别降低了40.76%、47.82%和51.16%。

摘要:为研究氯离子环境下混凝土裂缝的自愈合行为及其对氯离子传输的抑制作用,模拟了混凝土裂缝动态自愈合过程,分析了不同裂缝宽度和不同浓度氯化钠溶液下混凝土的自愈合效果及其对氯离子传输的抑制机制,探讨了裂缝宽度和氯化钠溶液浓度对裂缝愈合率的影响规律。研究结果显示,宽度为50、150、250 μm的初始裂缝在水中愈合60 d后的愈合率分别为62.1%、24.4%、15.1%,裂缝的愈合率随裂缝宽度的增大而减小。水对裂缝愈合的促进作用有限,在水中仅能有效地愈合尺寸较小的裂缝,裂缝的宽度一般在50 μm以内。500、1 000、2 000 mol/m³ 3种氯离子浓度对不同宽度裂缝自愈合的促进程度不同,当氯离子浓度较低且裂缝尺寸较小时,氯离子对裂缝自愈合有更好的促进作用。在400 mol/m³氯化钠溶液中愈合12 h后,250 μm宽的初始裂缝完全愈合,裂缝周边5 mm处的氯离子平均浓度下降2.6~5.0 mol/m³。

摘要:为研究多雨地区斜坡地基上不同高度加筋格宾挡土墙在施工期多雨条件下的力学行为演化规律,依托沪渝蓉高速铁路宜昌北动车所加筋格宾挡土墙工程,采用现场试验和数值模拟的方法对相互衔接的不同高度加筋格宾挡土墙(双级和单级墙体型)应力和变形演化规律进行对比分析研究。研究结果表明:双级和单级加筋格宾挡土墙各级基底处竖向应力在填筑期间沿土工格栅铺设方向呈非线性分布,但双级挡土墙上级墙基底竖向应力小于单级挡土墙;随着填筑高度的增加,双级和单级挡土墙各层墙背水平土压力逐渐增大,但增长速率随填筑高度的增加而减小;双级和单级挡墙各层土工格栅应变随填筑高度的增加而增大,沿其铺设方向呈非线性分布,且格栅应变分布曲线出现明显峰值现象,主要有单峰分布和双峰分布两种形式。工后双级和单级加筋格宾挡土墙变形的数值模拟分析可知,二者墙顶差异沉降很小,仅为4.24 mm;墙面水平变形整体呈外倾形式,最大水平位移分别为5.42、2.55、5.69 mm,分别占本级墙高的0.068%、0.059%和0.071%。双级挡墙上级墙墙面的水平变形形式及大小与单级挡墙较为一致。

摘要:为研究土体中的水盐迁移规律,以砂质黄土为研究对象,开展了无压补充0.8%和1.5%浓度的硫酸钠溶液条件下,冻融、冻融-蒸发和冻融-蒸发-降雨3种工况下的冻融循环试验,探究了冻融、蒸发和降雨过程中土体的水盐迁移规律,对试验土柱的温度、水分和电导率在不同工况下的变化规律进行了分析。研究表明:冻融循环下土体温度变化存在滞后现象,土体温度变化幅度随土体深度增大而减小;3种工况下土体含水率和电导率均呈周期性变化,冻融循环结束后土体水、盐含量均增大,蒸发作用使盐分随水分向上迁移并导致土柱顶部盐分过饱和析出,降雨作用使土柱上部盐分随水分向下迁移;在相同工况下,补给溶液浓度高时更有利于上部土体的盐分积累,当无压补充0.8%浓度盐溶液时,在3种工况下,土柱上部电导率的增长量分别为0.12、0.31、0.45 dS/m,当无压补充1.5%浓度盐溶液时,3种工况下土柱上部电导率增长量依次增至0.27、0.36、0.52 dS/m;土体盐分变化受到温度、浓度梯度和作用时间的综合影响,冻融-蒸发-降雨循环下上部土体电导率增长最多。

摘要:为探究大跨隧道爆破开挖过程中围岩的累积损伤演化规律及其稳定特性,采用岩石声波测试仪及压力传感器分别对爆破开挖期间围岩的损伤特征及初期支护结构的受力进行了现场实测。基于围岩损伤实测结果,采用数值模拟方法分析了围岩存在损伤时的隧道稳定性。研究结果表明:循环爆破开挖对围岩损伤的影响深度区间为3.4~3.6 m;随着测试深度增加,岩体声波波速曲线呈"S"形分布,而围岩累积损伤曲线呈"倒S"形分布;考虑隧道围岩爆破累积损伤时,测孔不同深度范围的围岩状态存在差异,即0.0~2.0 m深度为松动区,2.0~3.4 m深度为中度损伤区,3.4~4.8 m深度为轻度损伤区。与不考虑围岩损伤条件相比,考虑损伤时围岩塑性区分布面积显著增大;在考虑围岩损伤的情况下,隧道开挖后最大拱顶沉降为24.01 mm(现场实测均值25.8 mm),最大水平收敛为14.39 mm(现场实测均值15.19 mm),而不考虑损伤时,最大拱顶沉降20.43 mm,最大水平收敛13.85 mm,考虑围岩损伤的模拟结果更接近实际监测值。

摘要:为探究泄水洞爆破对邻近既有隧道衬砌结构的振动影响,以浩吉铁路北山二号隧道泄水洞工程为依托,采用现场监测和数值模拟方法,分析了泄水洞爆破作用下隧道衬砌峰值振速和应力变化规律。研究表明:原爆破方案下,绝大部分衬砌峰值振速严重超出安全允许振速(5 cm/s),且最大拉应力已高于衬砌混凝土极限抗拉强度,导致衬砌表面出现裂缝;泄水洞爆破对隧道迎振侧边墙影响最大,最大峰值振速达17.98 cm/s,超出安全允许振速。基于现场监测数据拟合所得的萨道夫斯基公式反算出最大单段装药量,提出了泄水洞优化爆破方案。数值模拟及现场监测表明,优化爆破方案的峰值振速均未超出安全允许振速。

摘要:通过正交试验设计与多元线性回归的方法建立回归模型,分析不同支护刚度影响因素的敏感性和对支护刚度起到的利弊作用,得到关于支护刚度的一次回归方程,通过调整支护参数,计算并优化隧道支护刚度。针对喷混凝土厚度、喷混凝土强度、长锚杆长度、锚杆环向间距、锚杆纵向间距、钢架纵向间距对支护刚度的影响,采用L₂₅(5⁶)正交表展开一次回归正交试验,获得各参数的常数和各项偏相关系数,构建多元线性回归方程,开展极差分析和方差分析,运用SPSS软件对试验结果进行分析,并将剩余的支护刚度影响因素代入回归方程中进行验证分析。研究结果表明:该多元线性回归分析模型的预测精度较高,平均相对误差为1.14%,因素喷混凝土强度、喷混凝土厚度水平的显著性参数F值大于F_0.001,对支护刚度起到决定性作用;钢拱架的纵向间距的F值大于F_0.025,其对支护刚度影响较为显著;锚杆的环向间距、锚杆的纵向间距的F值大于F_0.1,这两个因素对支护刚度的影响一般显著;长锚杆的长度对支护刚度的值影响不显著。

摘要:为解决装配式建筑施工工期-碳排放-成本多目标优化问题,系统梳理了装配式建筑标准层主体结构的施工活动流程及其资源配置情况。识别了施工过程的碳排放源与类别,结合过程评价法与排放因子法构建了碳排放核算模型,并建立了碳排放核算清单,分析了碳排放的经济影响,为施工碳排放核算提供了基础。综合考虑施工活动的多种资源组合模式,活动持续时间的不确定性以及碳成本等因素,以不同模式下各项活动的施工时间、碳排放、成本为依据,构建了离散的多目标多模式组合优化模型。针对该优化模型的特点,对非支配排序鲸鱼优化算法进行离散化处理,通过算法求解获得施工模式组合方案的帕累托解集,并采用层次分析法-改进熵权法组合加权的逼近理想解排序法对非支配方案进行综合排序,为管理者优选出最佳方案。工程实例应用结果显示,工期、碳排放、成本均得到了有效控制,满足管理者的预期目标,验证了优化模型的科学性和求解方法的实用性。

摘要:为探究风场对岗南水库滞留时间的影响,建立了岗南水库水动力和水体交换模型,设置5种不同风向工况模拟了水体滞留时间,建立了各分区的连通性矩阵,结果表明:风场作用使整个库区水体流速增大,在东风、西风和北风条件下,库区内形成了2个大小、方向不同的环流,且1个环流主要在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅶ区,1个环流主要在Ⅳ、Ⅹ库区;南风条件下,库区内主要在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区形成了4个大小、方向不同的环流;有风条件下库区的整体滞留时间略高于无风条件,但两者相差不大。风场对主库区和库湾区滞留时间影响不同,风场作用下主库区的滞留时间略有增加,但库湾区滞留时间明显缩短;风场对主库区Ⅰ—Ⅳ污染物扩散的影响不大,对库湾区污染物扩散影响较大,加速了库湾区污染物扩散。在有风的条件下引水不仅可以增大流速,还可以增加各库区(尤其是库湾区)水体之间的连通性,提高水体交换能力,有助于改善水质。

摘要:为揭示利咸高速公路两侧高边坡在地震作用下的位移响应机制及稳定性演化规律,采用模型试验与理论分析相结合的方法开展研究。聚焦于量化地震条件下高边坡位移特性,建立物理模型试验平台,模拟不同地震波参数(频率10~100 Hz、振幅0.05g~0.60g)下的边坡动力响应;结合有限元数值模拟进行理论验证,基于Mohr-Coulomb准则计算稳定性系数。严格遵循工程地质调查-模型构建-加载试验-数据采集-理论分析的技术路线,重点监测边坡顶部、断层带及中部区域位移。结果表明:边坡顶部因缺乏侧向约束,在地震波作用下水平位移呈现线性增长特征,振动次数超过2 000次后出现疲劳破坏迹象;断层带上缘对地震能量释放最为敏感,位移累积速率与振动次数呈指数相关。地震波频率对位移响应影响显著,低频段(≤40 Hz)的位移幅值较大但增速平缓,高频段(>40 Hz)易引发共振效应,导致位移突增15%~30%。稳定性系数分析显示,地震波振幅与所需振动次数呈对数函数关系。

摘要:为研究聚酰亚胺涂覆的光纤布拉格光栅(FBG)湿度计在使用过程中的性能特征,利用饱和盐溶液控制环境湿度,测试了FBG中心波长随相对湿度的变化特征,研究了温度对湿度灵敏度系数的影响。结果表明:(1)在34.7%~93.1%相对湿度范围内,聚酰亚胺涂覆的FBG湿度计对湿度变化均具有较好的响应。在升湿、降湿过程,中心波长与相对湿度具有明显的线性关系,湿度灵敏度系数范围为5.1~15.7 pm/%。(2)聚酰亚胺涂覆厚度越大,湿度灵敏度越高,中心波长与相对湿度的线性相关程度也更高。(3)以2号和4号湿度计为例,当温度变化20 ℃时,两个湿度计湿度灵敏度系数的相对误差分别为4.82%和3.11%,温度对湿度灵敏度系数的影响很小,在实际测量中,温度变化不大时可忽略其对湿度灵敏度系数的影响。(4)以2号和4号湿度计为例,通过室内试验得到了温度灵敏度系数和湿度灵敏度系数,建立了用于同时测量温度与湿度的数学矩阵,使FBG湿度计能够实现对环境温度和湿度的同时测量。

摘要:针对眼底图像分割任务对大规模标注数据依赖强、特征表达不足以及分割结果单一的问题,提出了一种无监督多粒度视网膜图像分割方法。构建了新型的全卷积编码器-解码器结构,用以充分捕捉图像的局部细节与全局语义特征,实现多层次特征的高效重构。在此基础上,设计了一种综合损失函数,将像素级补丁对比损失、表征级对比学习损失与全局重构损失进行联合优化,通过多尺度特征约束强化模型的表征能力,使特征空间更适配分割任务的结构分布。在得到的表征空间中引入扩散凝聚算法,以聚合多尺度语义信息,提升分割边界的精确性与整体结构的连贯性,并生成具有层次性和多粒度特征的分割结果。在公开的视网膜眼底数据集上对提出的方法进行验证,结果显示,该方法在无监督条件下的Dice系数较当前主流无监督分割模型平均提升3.7%,在分割细节保真度与结构一致性方面均表现出显著优势,该方法能够有效实现眼底图像的高精度、多粒度分割。