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基于脆性缓冲理念的隧道抗错断方法及模型试验

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第7期64卷 1116-1125页

作者：曹俊崔臻张翔宇张佳威中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

针对许多隧道面临的穿越活动断层挑战,该研究提出一种基于脆性缓冲理念的隧道抗错断方法。通过设计并实施模型试验,验证脆性缓冲结构在抗错断方面的有效性。研究结果表明:当断层发生错动时,采用脆性缓冲结构的隧道设计理念是可行的。通... 详细信息

针对许多隧道面临的穿越活动断层挑战,该研究提出一种基于脆性缓冲理念的隧道抗错断方法。通过设计并实施模型试验,验证脆性缓冲结构在抗错断方面的有效性。研究结果表明:当断层发生错动时,采用脆性缓冲结构的隧道设计理念是可行的。通过观察破坏模式发现,脆性缓冲材料的粉碎和衬砌的部分脱空作用可有效分散局部剪切破坏,显著降低断层带区域衬砌的损坏程度。在上盘区域,拱顶处的脆性缓冲结构被压碎,与此同时,拱底处脱空。下盘区域的拱顶处脱空,而拱底的脆性缓冲结构被压碎。这种变形模式有效分散了断层位置的局部剪切变形,显著减轻了衬砌的损坏。在50 mm厚缓冲结构的保护下,即使错动位移达到100 mm,相当于实际情况下的4 m位移,衬砌模型表现出的损坏较小,突显了脆性缓冲结构在保护隧道结构完整性方面的强大性能。此外,从应变监测数据分析可以看出,衬砌的应变峰值并不出现在断层破碎带内,而是迁移至离断层位置较远的区域,显著减轻了断层破碎带内的应变集中现象。该研究为跨越活动断层带的隧道设计提供了重要的理论依据和实践指导,为抗错断方案的选择提供了参考。

关键词：隧道工程活动断层模型试验脆性材料

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基于节理张量的岩体等效弹性力学参数计算方法研究

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：尹敬涵崔臻盛谦孙鑫张茂础中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学长江设计集团有限公司

裂隙的粗糙度及空间分布不仅是岩体呈现出各向异性的重要因素，同时也是复杂裂隙岩体进行等效强度及变形特性研究的基础。鉴于传统节理张量模型常将裂隙简化为平面，而自然裂隙实则为粗糙起伏表面的研究现状。改进现有节理张量并详实地... 详细信息

裂隙的粗糙度及空间分布不仅是岩体呈现出各向异性的重要因素，同时也是复杂裂隙岩体进行等效强度及变形特性研究的基础。鉴于传统节理张量模型常将裂隙简化为平面，而自然裂隙实则为粗糙起伏表面的研究现状。改进现有节理张量并详实地推导粗糙型离散裂隙网络(RDFN)的等效弹性力学参数计算方法；引入分形理论，构建算例模型，精确量化裂隙粗糙度，对比分析平面型离散裂隙网络(DFN)和粗糙型离散裂隙网络(RDFN)的计算效果；为进一步增强研究的可靠性，采用数值软件生成简单模型，计算模型的解析解与数值解。结果表明：(1)考虑结构粗糙度的等效弹性力学参数计算方法较好地消除了节理张量的局限性。(2)基于W-M分形函数构建的RDFN算例模型，具有显著的粗糙特性，且公式中的分形维数(D)以及分形粗糙度(G)对裂隙表面粗糙度有较大影响。(3)相较于DFN模型，固有的结构粗糙度显著影响RDFN模型的等效弹性力学参数，影响程度约5%～15%;(4)简单数值模型的数值解与解析解的结果接近，误差较小，充分地验证了基于改进节理张量进行本构关系计算的准确性。相关研究结果对粗糙裂隙的岩体等效弹性行为的分析具有重要参考价值。

关键词：岩石力学岩体离散裂隙网络节理张量分形等效弹性力学参数

高地应力环境下跨活断层隧道抗错断铰接设计试验研究

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岩土力学 2024年

作者：张佳威崔臻张翔宇曹俊中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉轻工大学土木工程与建筑学院

当活动断层发生错动时，穿越活断层的隧道会发生不同程度的破坏。在以往的研究大多未考虑隧道埋深、高应力的影响，结果不太能贴切实际。本文充分讨论了解决深埋隧道抗错断问题的必要性，通过跨活断层隧道模型试验，对比深埋隧道与浅埋... 详细信息

当活动断层发生错动时，穿越活断层的隧道会发生不同程度的破坏。在以往的研究大多未考虑隧道埋深、高应力的影响，结果不太能贴切实际。本文充分讨论了解决深埋隧道抗错断问题的必要性，通过跨活断层隧道模型试验，对比深埋隧道与浅埋隧道的破坏差异，并通过深埋铰接隧道错断试验，分析了隧道外部应力变化、衬砌应变与破坏形态。结果表明：（1）在深埋与浅埋环境下隧道整体变形皆呈“S”型变形，破坏较严重的区域都集中在断层带位置，其中深埋隧道的破坏模式主要以剪切拉伸破坏为主，产生了较大的挤压变形，破坏区域较大，而浅埋隧道主要以剪切破坏为主，在跨断层位置隧道被剪断。（2）在对深埋隧道进行铰接设计后，隧道由“S”型变形转化成“阶梯”，隧道应变与外部岩体应力峰值得到降低，破坏程度显著减小。（3）通过对隧道衬砌裂纹分布分析，发现无铰接隧道为贯穿型破坏，裂纹影响至整个衬砌，铰接隧道裂纹影响范围约占隧道总长的66.6%，短铰接节段隧道裂纹影响范围约占隧道总长的33.3%，故深埋环境下采用更短的铰接节段对隧道的抗错断效果更佳。（4）通过对比前人研究的浅埋铰接隧道得出，浅埋铰接隧道在断层带外也会发生变形，而深埋铰接隧道破坏主要集中在断层带内位置，因此对于深埋隧道抗错断保护措施应当多集中在断层带位置。

关键词：隧道工程跨活断层高地应力铰接设计模型试验

基于AHP-SEM混合模型的上肢残障人群智能口腔清洁舱设计研究

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包装工程 2024年第S1期 304-311+335页

作者：孟悦王剑峰杨玉科崔臻韩国汉阳大学广州应用科技学院

目的为解决上肢残障人群日常口腔卫生问题，建立新型混合模型指导智能口腔清洁舱设计，提供便捷的口腔清洁解决方案，增强上肢残障人群生活满意度和幸福感。方法先运用层次分析法（AHP）对上肢残障人群进行问卷调查，构建智能口腔清... 详细信息

目的为解决上肢残障人群日常口腔卫生问题，建立新型混合模型指导智能口腔清洁舱设计，提供便捷的口腔清洁解决方案，增强上肢残障人群生活满意度和幸福感。方法先运用层次分析法（AHP）对上肢残障人群进行问卷调查，构建智能口腔清洁舱的产品设计模型，并计算产品功能的相对权重；再根据权重结果，借助结构方程模型（SEM）进行路径建模和回归分析，以评估不同因素间的权重关系和相互作用；最后，依据分析结果，提出针对智能口腔清洁舱的产品设计方案。结果结果表明AHP-SEM混合模型指导下的智能口腔清洁舱设计，有效满足上肢残障人群的口腔清洁需求。结论基于AHP-SEM混合模型，准确定位产品的智能化和人性化功能，从设计层面有效满足上肢残障人群在口腔护理方面的刚性需求。AHP-SEM混合模型利用影响因素权重和设计因素间的相关性作为评估标准指导产品设计，可为未来相关产品设计提供思路参考和借鉴。

关键词：层次分析法(AHP) 结构方程模型(SEM) 上肢残障人群智能口腔清洁舱设计

基于AHP-退火算法混合模型的母婴产品需求设计研究——以水质检测杯为例

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包装工程 2024年第S1期 68-77页

作者：崔臻王剑峰张赛男孟悦韩国汉阳大学

目的针对日本核废水排放引发的生活用水安全隐患问题，利用层次分析法（AHP）与退火算法混合分析的方式开展母婴水质检测杯创新设计研究。方法研究采用实地取样探测法对韩国安山地区的水质进行分析，并运用时间序列模型对未来四年的... 详细信息

目的针对日本核废水排放引发的生活用水安全隐患问题，利用层次分析法（AHP）与退火算法混合分析的方式开展母婴水质检测杯创新设计研究。方法研究采用实地取样探测法对韩国安山地区的水质进行分析，并运用时间序列模型对未来四年的水质情况进行预测，通过AHP-退火算法混合模型指导水质检测杯的设计，探索该产品的检测功能与实现价值。结果通过实地检测与预测结果发现水质污染情况愈发严重，因此母婴水质检测的产品设计非常必要，证实AHP-退火算法混合模型可以有效指导产品设计。结论母婴水质检测杯设计以安全为导向，以AHP-退火算法混合模型为技术手段，为母婴人群提供饮水安全保障，从而更全面地保护该群体的身心健康。AHP-退火算法混合模型为日后的相关产品设计提供研究思路。

关键词： AHP层次分析法退火算法水质检测杯母婴产品

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数字媒体时代视觉传达创新设计的策略

艺术市场 2024年第2期 66-67页

作者：崔臻韩国汉阳大学设计学院

数字媒体时代的到来,让各行各业的发展模式和格局发生了巨大变化;不同行业在面临巨大发展机遇的同时也面临一定的挑战。视觉传达艺术是市场化发展中一种重要的信息传播途径,它利用数字化时代的优势形成了创新的设计理念和设计方法,促进... 详细信息

数字媒体时代的到来,让各行各业的发展模式和格局发生了巨大变化;不同行业在面临巨大发展机遇的同时也面临一定的挑战。视觉传达艺术是市场化发展中一种重要的信息传播途径,它利用数字化时代的优势形成了创新的设计理念和设计方法,促进了该行业的健康发展。本文主要对数字媒体时代的视觉传达设计特点进行分析,并以此为基础探究视觉传达的创新设计策略,在充分结合数字媒体优势的前提下让视觉传达设计达到更好的效果。

关键词：数字媒体时代视觉传达创新设计

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人工智能与遗传算法组合运行下的独居青年情绪化卧室设计研究

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包装工程 2024年第S1期 460-469页

作者：李林子王剑峰羊正形崔臻孟悦韩国国民大学韩国汉阳大学

目的为缓解独居青年面临的巨大生活压力及其引发的情绪问题，提出一种能够有效改善其情绪状态的卧室设计方案。方法提出一种将人工智能DALL-E3与遗传算法（GA）相结合的空间优化方式对独居青年的卧室进行设计。在涉及多个设计参数的... 详细信息

目的为缓解独居青年面临的巨大生活压力及其引发的情绪问题，提出一种能够有效改善其情绪状态的卧室设计方案。方法提出一种将人工智能DALL-E3与遗传算法（GA）相结合的空间优化方式对独居青年的卧室进行设计。在涉及多个设计参数的情况下（如光线、颜色、材料等），遗传算法能够处理并优化这些参数，将优化后的参数导入人工智能DALL-E3中生成两种卧室场景方案。为提升用户对室内空间的满意度，采用层次分析法（AHP）与优劣解距离法（TOPSIS）相结合的方式对两种方案进行最优判定。结果通过将独居青年的卧室空间喜好调查结果带入遗传算法，生成符合用户情感标准的卧室空间方法。结论在国家对人工智能领域的利好政策支持下，基于遗传算法（GA）分析独居青年对空间设计的偏好，制定适合他们的卧室空间设计方案，并通过AHP-TOPSIS组合模型对设计方案的满意度进行验证。人工智能DALL-E3模型与遗传算法（GA）的结合在空间设计领域具有显著的指导作用和智能生成能力，为未来空间设计方向提供新的研究思路和方法。

关键词：人工智能DALL-E3 遗传算法层次分析法优劣解距离法卧室空间设计

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沿海氯盐环境下地铁车站结构地震响应规律

哈尔滨工业大学学报 2024年第10期56卷 69-78页

作者：钟紫蓝郭佳希张卜崔臻赵密杜修力城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124 岩土力学与工程国家重点实验室(中国科学院武汉岩土力学研究所) 武汉430071

地铁车站结构抗震分析中,通常只对完好结构进行地震响应规律分析,然而,沿海城市地铁车站结构埋置于地下,易遭受氯离子侵蚀,导致材料性能退化。为此,针对沿海氯盐环境下不同锈蚀程度的地铁车站结构,建立相应的非线性土-结构相互作用有限... 详细信息

地铁车站结构抗震分析中,通常只对完好结构进行地震响应规律分析,然而,沿海城市地铁车站结构埋置于地下,易遭受氯离子侵蚀,导致材料性能退化。为此,针对沿海氯盐环境下不同锈蚀程度的地铁车站结构,建立相应的非线性土-结构相互作用有限元模型。采用整体式静力推覆分析,研究氯离子侵蚀对土-结构柔度比的影响,并基于非线性时程分析,研究氯离子侵蚀下地铁车站结构的地震响应规律。数值模拟结果表明:相对完好状态,10%和20%锈蚀率的车站结构土-结构柔度比分别下降6%和18%,然而,由于地下结构受到周围土体的约束,在相同地震作用下,底层中柱的最大层间位移角没有显著变化;底层中柱作为抗震薄弱环节,钢筋锈蚀造成中柱变形能力及承载能力的下降,导致地铁车站结构的安全系数下降10%和20%左右;锈蚀后结构中柱最大层间位移角增幅与场地响应有关,低频成分丰富的地震作用下,土体将产生大的剪切变形,使得中柱纤维截面中钢筋承担更多的剪力,此时钢筋锈蚀将对中柱层间位移角产生较大影响。

关键词：氯盐侵蚀钢筋锈蚀非线性时程分析地铁车站土-结构相互作用

基于AHP-SEM混合模型下的孤独症儿童色彩“视缓”眼镜产品设计研究

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包装工程 2024年第S1期 312-320页

作者：范佳薇王剑峰李林子暴乾崔臻新疆师范大学韩国汉阳大学韩国国民大学

目的为降低色彩对孤独症儿童过度刺激而引发的不适感以及过激行为，对孤独症儿童行为的视觉影响因素进行研究，并开发可以缓和色彩刺激的辅助治疗产品。方法采用层次分析法（AHP）建立色彩影响情绪因素的评价矩阵，对影响因素的权重... 详细信息

目的为降低色彩对孤独症儿童过度刺激而引发的不适感以及过激行为，对孤独症儿童行为的视觉影响因素进行研究，并开发可以缓和色彩刺激的辅助治疗产品。方法采用层次分析法（AHP）建立色彩影响情绪因素的评价矩阵，对影响因素的权重进行优先级判定。根据层次分析法（AHP）的权重结果建立结构方程模型（SEM），明确潜在变量与测量变量间的关系，并对色彩与儿童情绪之间的显著性进行分析，综合判断出色彩因素是“视缓”眼镜设计的首要关键因素。最后通过3DMAX建模与渲染呈现最终产品设计方案。结果 AHP-SEM混合模型可以为产品设计提供科学的研究思路，“视缓”眼镜反映产品功能与人机交互之间的重要协同关系。结论通过AHP-SEM混合模型引导“视缓”眼镜的产品设计，帮助缓解外界视觉信息给孤独症儿童带来的过度感官刺激，对于未来针对孤独症儿童的辅助治疗产品设计具有导向性作用。

关键词： AHP层次分析法 SEM结构方程模型孤独症儿童产品设计