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富水半成岩隧道综合降排水措施效果及稳定性分析

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 146-155页

作者：段现彪黄煊博张清照徐永金云南交投集团云岭建设有限公司昆明650041 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

为研究富水半成岩隧道综合降排水措施效果及对隧道稳定性的影响,依托临清高速公路王家寨隧道工程,结合现场抽水量与地层水位监测数据,建立富水半成岩隧道降排水有限元模型,计算分析综合降排水措施对孔隙水压/含水率分布规律的影响。基... 详细信息

为研究富水半成岩隧道综合降排水措施效果及对隧道稳定性的影响,依托临清高速公路王家寨隧道工程,结合现场抽水量与地层水位监测数据,建立富水半成岩隧道降排水有限元模型,计算分析综合降排水措施对孔隙水压/含水率分布规律的影响。基于不同含水率的土体剪切修正强度,采用顺序耦合方法对降排水后隧道稳定性进行分析。结果表明:采取综合降排水措施可有效降低掌子面含水率,提高土体强度,降水后现场变形量最大减小80%;地层水压随抽水量增加呈线性降低,含水率以反比例形式降低,左、右地表深井间形成降水漏斗;地表深井在降水中起主要作用,平均单井排水量达到400 m^(3)/d后注浆圈内可出现非饱和状态;在王家寨隧道现场实施综合降排水措施后,半成岩强度提高,隧道左、右洞安全系数分别为1.99、1.62。

关键词：富水半成岩隧道综合降排水措施含水率隧道稳定性数值分析

电场方向对一维断裂纳米通道连接处水桥结构的影响

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物理学报 2024年第9期73卷 70-77页

作者：孟现文中国矿业大学材料与物理学院徐州221116

电场影响纳米通道内的水分子的电偶极矩取向,进而影响纳米通道内的水分子的传输.为了有效发掘水分子在纳米通道内的传输特点,必须研究更复杂的纳米通道结构.最新一种构造复杂纳米通道的方式是构造断裂纳米通道.在研究断裂纳米通道内的... 详细信息

电场影响纳米通道内的水分子的电偶极矩取向,进而影响纳米通道内的水分子的传输.为了有效发掘水分子在纳米通道内的传输特点,必须研究更复杂的纳米通道结构.最新一种构造复杂纳米通道的方式是构造断裂纳米通道.在研究断裂纳米通道内的水分子的动力学特点时,通常是在零电场或单一电场方向下进行的,电场方向对断裂纳米通道内的水分子的影响机理尚不明确,这制约了部分场控分子器件的设计.为了探究该问题,本文采用分子动力学模拟方法,系统研究了电场方向从0°变化到180°的过程中,电场方向对完整纳米通道以及断裂长度分别为0.2和0.4 nm的断裂纳米通道内的水分子的占据数、传输、水桥、电偶极矩偏向等性质的影响.结果表明,在1 V/nm的电场强度作用下,这三种纳米通道内的水分子的占据数、传输等差别主要集中在电场方向与管轴夹角为90°时,此时完整纳米通道内能形成稳定的水链,断裂长度为0.2 nm的纳米通道的连接处能形成不稳定的水桥,而断裂长度为0.4 nm的纳米通道的连接处不能形成水桥.此外,模拟发现当电场极化方向与管轴夹角为90°时,增大电场的强度,断裂纳米通道连接处的水桥更容易断裂.

关键词：电场断裂纳米通道方向

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对失效传感器具备鲁棒性的故障诊断方法

浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1488-1497页

作者：马现伟范朝辉聂为之李东朱逸群天津大学未来技术学院天津300072 军事科学院战略评估咨询中心北京100091 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津大学智能与计算学部天津300050 国网天津市电力公司营销服务中心计量中心天津300160

针对传感器失效对故障诊断效果的影响,提出带有退化特征惩罚机制的故障诊断方法 (FDCFP).利用卷积神经网络提取局部特征,使用Transformer编码器进一步融合全局信息,缓解局部传感器失效对特征学习的影响.引入自注意力掩码对传感器失效引... 详细信息

针对传感器失效对故障诊断效果的影响,提出带有退化特征惩罚机制的故障诊断方法 (FDCFP).利用卷积神经网络提取局部特征,使用Transformer编码器进一步融合全局信息,缓解局部传感器失效对特征学习的影响.引入自注意力掩码对传感器失效引入的特征伪关联性进行惩罚,使编码器更关注未受失效影响的传感器数据.掩码在自注意力层参与权重计算,以较低的复杂度代价提高含有失效数据模型的鲁棒性.在CWRU、PU、SEU和XJTU-SY数据集上进行FDCFP的性能验证,当数据失效比例为0.7时,FDCFP在CWRU、PU和XJTU-SY数据集上的故障诊断准确率相较于现有方法分别提升了5.9%、3.1%和3.7%.

关键词：传感器失效故障诊断深度学习注意力机制 Transformer

风与轨道不平顺随机激励下车辆-轨道系统耦合振动的概率密度演化分析

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振动工程学报 2024年

作者：周智辉段湘何旭辉蔡陈之唐成龙中南大学土木工程学院

依据车辆-轨道耦合动力学及概率密度演化理论,建立了考虑横风和轨道不平顺双重随机因素作用的车辆-轨道系统耦合振动模型。采用N维超立方体点集生成离散随机频率和相位代表点集,基于随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道... 详细信息

依据车辆-轨道耦合动力学及概率密度演化理论,建立了考虑横风和轨道不平顺双重随机因素作用的车辆-轨道系统耦合振动模型。采用N维超立方体点集生成离散随机频率和相位代表点集,基于随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道不平顺激励样本和风速时程样本,并将所获得的双重随机荷载引入车辆-轨道耦合振动系统中求得代表性响应;采用双边差分法求解所建立的代表性响应的概率密度演化方程,获得振动响应的时变概率密度演化分布,并采用蒙特卡罗法(MCM)验证本文模型的计算效率和精度。研究结果表明:概率密度演化方法(PDEM)适用于横风和轨道不平顺双重随机激励作用下的车辆-轨道系统随机分析,且对于本文模型,当代表性样本点数为300,筛选半径取17.7时能够达到良好的计算效果;仅作单重随机荷载作用下的随机响应分析不能准确反映车辆-轨道系统的随机动力响应,论证了开展双重随机激励作用下车辆-轨道系统随机分析的必要性。

关键词：车辆-轨道耦合系统概率密度演化理论筛选半径横风轨道不平顺

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钢-ECC组合梁高温冷却后受剪性能研究

建筑结构学报 2024年第2期45卷 38-51页

作者：武芳文买少轩崔璇吴健辉段钧淇长安大学公路学院陕西西安710064

为研究受热温度、冷却方式对钢-高延性水泥基材料(ECC)组合梁高温后受剪性能的影响,通过4根高温后钢-ECC组合梁和1根常温对比组合梁的静力加载试验,分析了钢-ECC组合梁在高温后的裂缝扩展规律、破坏模式、剩余承载力及变形。试验结果表... 详细信息

为研究受热温度、冷却方式对钢-高延性水泥基材料(ECC)组合梁高温后受剪性能的影响,通过4根高温后钢-ECC组合梁和1根常温对比组合梁的静力加载试验,分析了钢-ECC组合梁在高温后的裂缝扩展规律、破坏模式、剩余承载力及变形。试验结果表明:高温作用后,钢-ECC组合梁裂缝呈现多缝开裂、密集分布的特征,随温度升高,裂缝数量增多、宽度增大,湿水冷却后裂缝深度加深;钢-ECC组合梁在常温下及高温后的破坏形态均为剪切破坏,经历200℃高温后钢-ECC组合梁仍具有较好的延性,而当温度高于400℃时,采用湿水冷却后延性下降显著;高温后钢-ECC组合梁承载力降低,200℃内冷却方式对承载力影响较小,400℃时湿水冷却后承载力显著小于自然冷却的,自然冷却和湿水冷却后承载力分别降低8.7%、25.7%;冷却方式对钢-ECC组合梁初始抗剪刚度影响显著,湿水冷却后钢-ECC组合梁初始抗剪刚度提高,而自然冷却后降低。基于ABAQUS软件中瞬态热传导分析模块模拟钢-ECC组合梁的温度场,并采用塑性损伤模型对钢-ECC组合梁进行热-力耦合全过程分析,建立了有限元模型,经比较,模型的预测结果与试验得到的荷载-位移曲线吻合良好。进一步利用有限元模型开展参数分析,发现与自然冷却相比,钢-ECC组合梁湿水冷却后受剪承载力随翼板厚度及强度增加而增长的幅度较小。

关键词：钢-ECC组合梁静力试验受火试验有限元分析受剪性能

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考虑边界约束的多层组合框架抗倒塌性能研究

建筑结构学报 2024年

作者：谭政钟炜辉郑玉辉孟宝段仕超张驰王洪臣中国建筑西北设计研究院有限公司西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安建筑科技大学土木工程学院

为更为真实地反映多层组合框架结构在中柱移除工况下的抗倒塌性能，设计了一种考虑周边约束刚度的卧式加载装置，通过静力加载方式研究了1个1/3缩尺的三层组合框架子结构试件的抗力响应、破坏模式、内力分布以及机制抗力发展。试验结果... 详细信息

为更为真实地反映多层组合框架结构在中柱移除工况下的抗倒塌性能，设计了一种考虑周边约束刚度的卧式加载装置，通过静力加载方式研究了1个1/3缩尺的三层组合框架子结构试件的抗力响应、破坏模式、内力分布以及机制抗力发展。试验结果表明，本文采用的边界约束装置可以有效的反映各层外伸梁处逐层递减的轴向约束刚度。各层梁中轴力呈现不均匀分布特征，进而导致各层抗力贡献分别占到总抗力的43%，37%和20%。空腹效应的存在主要影响悬链线机制的发挥，对梁机制抗力的发展影响相对较小。利用数值分析手段进一步研究了弹性边界约束、失效柱位置以及跨数对多层框架结构抗倒塌性能的影响。分析结果表明弹性边界约束高估了结构的后期抗力。下部楼层提供抗力随着失效柱位置的向外移动而不断减小，而顶层提供抗力则不断增大。随着梁跨的增多，轴向拉力不断向上部楼层传递，各层组合梁提供的抗力贡献趋于一致。

关键词：连续倒塌多层组合框架静力试验数值模拟边界约束

基于新型耗能板提升钢框架节点抗震和抗连续倒塌能力

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工程力学 2024年第2期41卷 83-97页

作者：孟宝杜强强钟炜辉段仕超李亮德西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作... 详细信息

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作用和连续倒塌条件下的协同作用,给出了新型耗能板节点的设计方法。结果表明:新型耗能板在单调和循环荷载作用下的力学性能不同,在单调荷载作用下表现为受拉破坏,在循环荷载作用下表现为剪切破坏;通过算例分析表明,新型耗能板节点的抗震与抗连续倒塌设计方法是合理的;新型耗能板全焊节点在地震和连续倒塌条件下主要经历双塑性区域形成阶段和硬化阶段,其中新型耗能板全焊节点的抗震和抗连续倒塌性能的差异主要体现在硬化阶段;新型耗能板的增加可同时有效提高全焊节点在地震和连续倒塌条件下的承载力、变形和耗能能力。

关键词：钢框架节点新型耗能板抗震能力抗连续倒塌能力

基于改进Laplace小波时延提取的声源定位方法

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振动与冲击 2024年第9期43卷 175-185,213页

作者：宁方立段少东李晶霍家辉西北工业大学机电学院西安710072

针对侵彻弹命中多层硬目标后产生的撞击声的定位问题,提出了一种基于改进Laplace(refined Laplace,R-Laplace)小波时延提取的声源定位方法。该方法通过先验信息处理构造出Laplace小波,与声信号进行相关系数计算得到时延信息,并结合搜索... 详细信息

针对侵彻弹命中多层硬目标后产生的撞击声的定位问题,提出了一种基于改进Laplace(refined Laplace,R-Laplace)小波时延提取的声源定位方法。该方法通过先验信息处理构造出Laplace小波,与声信号进行相关系数计算得到时延信息,并结合搜索匹配算法求得多次撞击的声源位置。搭建了声源采集定位系统,并进行多次硬目标撞击声试验。外场试验结果表明,可以定位出4层撞击的声源位置,定位误差平均为0.3 m。相较于传统基于到达时间差的定位算法定位精度较高。该算法在基于到达时间差声源定位问题中具有较大的应用潜力,对实际应用中的声源定位问题具有重要意义。

关键词： Laplace小波时延到达时间差分布式阵列

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超声透金属通信的简化频域信道模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 52-57页

作者：许琳森杨维田洪现北京交通大学电子信息工程学院北京100044

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅... 详细信息

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅频特性相结合,最后通过缩放系数和平移系数对频率响应进行了修正,得到了超声透金属通信的简化频域信道模型.利用有限元仿真验证了超声在金属墙中传播的特性,并将所提简化模型与已有的模型进行了比较,结果表明:两种模型中金属墙、换能器及整体信道的幅频曲线都相接近,验证了所提简化模型的准确性.

关键词：超声波透金属通信频域信道模型压电换能器