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机器视觉在钢筋混凝土桥梁健康监测中的应用探究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第6期 0188-0191页

作者：詹彬冯俊皓蔡尔琪郑珍粟淼长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

钢筋混凝土桥梁是我国公路网中不可或缺的一环,其健康状况的监控与评价是保障国家公路安全、推动国民经济发展的关键。由于现代科学技术的发展,现有的桥梁结构检查手段已逐步显示出其效率不高和精度不高的缺点。因此,本文首先总结机器... 详细信息

钢筋混凝土桥梁是我国公路网中不可或缺的一环,其健康状况的监控与评价是保障国家公路安全、推动国民经济发展的关键。由于现代科学技术的发展,现有的桥梁结构检查手段已逐步显示出其效率不高和精度不高的缺点。因此,本文首先总结机器视觉技术在桥梁监测中的优势,然后调研机器视觉在钢筋混凝土桥梁健康监测中的应用,并探讨未来的发展趋势与展望,为桥梁的安全运营和维护管理提供参考。

关键词：机器视觉钢筋混凝土桥梁健康监测

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桥梁工程课程设计“金课”建设实践

创新创业理论研究与实践 2024年第1期7卷 38-40页

作者：易壮鹏曾有艺粟淼李学文长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

桥梁工程课程设计是桥梁专业学生的一门重要基础课。该文对该课程在“金课”建设过程的教学创新探索和实践进行探讨,阐述了其“金课”内涵,针对该课程在“金课”建设过程中面对的问题,以“两性一度”标准在教学内容、教学形式和考核方... 详细信息

桥梁工程课程设计是桥梁专业学生的一门重要基础课。该文对该课程在“金课”建设过程的教学创新探索和实践进行探讨,阐述了其“金课”内涵,针对该课程在“金课”建设过程中面对的问题,以“两性一度”标准在教学内容、教学形式和考核方式等方面进行了改革实践。“金课”内涵包括注重知识连贯性、系统性和整体性,贴近工程实践选取具有时代性的典型案例,强调借助计算机提升设计效率,锤炼以规范为基准解决设计问题的思维,通过典型案例锻炼学生能力,鼓励课程讲授过程的dialogue与critical。通过上述教学实践,达到了建设桥梁工程课程设计“金课”的目的。

关键词： “金课” 桥梁工程课程设计 “金课”内涵课程建设 “两性一度” 教学创新

偏高岭土-矿渣地聚物宏观性能试验及Lasso回归模型

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复合材料学报 2022年第11期39卷 5474-5485页

作者：钟卿瑜粟淼彭晖长沙理工大学土木工程学院长沙410114

设计120组偏高岭土-矿渣地聚物净浆试验,探讨了碱激发剂浓度、模数、液固比这三个变量对地聚物净浆抗压强度、流动度和凝结时间的影响规律。基于获得的试验数据,建立Lasso多元回归模型预测了偏高岭土-矿渣地聚物净浆7天和28天抗压强度... 详细信息

设计120组偏高岭土-矿渣地聚物净浆试验,探讨了碱激发剂浓度、模数、液固比这三个变量对地聚物净浆抗压强度、流动度和凝结时间的影响规律。基于获得的试验数据,建立Lasso多元回归模型预测了偏高岭土-矿渣地聚物净浆7天和28天抗压强度、流动度、初凝及终凝时间。试验结果表明:(1)抗压强度随碱激发剂浓度的增大而提高,随液固比增大而降低,随模数的增大先提高后降低;(2)液固比增大,凝结时间延长;而模数和浓度对凝结时间的影响由碱激发剂的硅含量和碱含量决定;(3)流动度主要与碱激发剂的黏稠程度和液固比有关。模型验证结果表明:采用Lasso算法对回归模型进行正则化,避免了回归系数过大而导致的过拟合现象,提出的回归模型能准确预测偏高岭土-矿渣地聚物净浆各项宏观性能,测试集数据中的预测值与试验值的相关性系数均大于0.92。

关键词：碱激发抗压强度流动度凝结时间机器学习地聚物

固化与试验温度对环氧树脂及表层嵌贴CFRP-混凝土界面粘结性能的影响

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复合材料学报 2022年第11期39卷 5512-5524页

作者：龚爽林福宽粟淼张建仁彭晖长沙理工大学土木工程学院长沙410014 桥梁工程安全控制教育部重点实验室长沙410014

表层嵌贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固混凝土结构中的环氧树脂粘结剂具有一定的温度敏感性,试验研究了不同固化温度和试验环境温度下环氧树脂力学性能及其在加固结构中的粘结性能,结果表明:(1)固化温度的升高大幅缩短了环氧树脂固化时... 详细信息

表层嵌贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固混凝土结构中的环氧树脂粘结剂具有一定的温度敏感性,试验研究了不同固化温度和试验环境温度下环氧树脂力学性能及其在加固结构中的粘结性能,结果表明:(1)固化温度的升高大幅缩短了环氧树脂固化时间,对其拉伸强度和剪切强度的影响较小,拉伸强度仅在固化温度超过80℃时小幅下降,降幅在10%以内;试验环境温度的升高会引起环氧树脂软化,导致其拉伸强度和剪切强度显著降低;固化温度更高的环氧树脂在60℃甚至更高试验环境温度下剪切性能更稳定;(2)固化温度对表层嵌贴CFRP加固构件的界面粘结性能影响较小,但界面粘结性能随着试验环境温度的升高而显著下降,最大降幅约为58.89%,破坏模式也由混凝土内聚破坏转变为环氧树脂-混凝土界面破坏和CFRP-环氧树脂界面破坏;固化温度更高的试件在高试验环境温度下表现出更高的粘结强度。在试验基础上拟合了加固试件界面的粘结-滑移本构曲线,并建立了曲线特征参数与试验环境温度的关系。

关键词：环氧树脂表层嵌贴固化温度试验环境温度粘结性能粘结-滑移关系

梯度锚固预应力NSM CFRP加固RC梁静力及疲劳性能研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第1期49卷 113-123页

作者：龚爽彭晖粟淼张建仁钟卿瑜长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 桥梁工程安全控制教育部重点实验室(长沙理工大学) 湖南长沙410114

针对表层嵌贴预应力CFRP加固梁因黏结端部应力集中导致混凝土保护层易剥离破坏的问题,提出了在CFRP端部设置梯度预应力的构造措施,并通过构件试验系统研究了梯度锚固预应力CFRP加固梁的静载和疲劳性能.试验结果表明:在静力荷载作用下,... 详细信息

针对表层嵌贴预应力CFRP加固梁因黏结端部应力集中导致混凝土保护层易剥离破坏的问题,提出了在CFRP端部设置梯度预应力的构造措施,并通过构件试验系统研究了梯度锚固预应力CFRP加固梁的静载和疲劳性能.试验结果表明:在静力荷载作用下,梯度锚固预应力CFRP加固梁极限荷载较普通表层嵌贴预应力CFRP加固梁最大提高35.06%,破坏模式由端部保护层剥离破坏转变为保护层剥离与CFRP断裂复合破坏,梯度锚固预应力CFRP加固显著提高了RC梁的静载性能,且有明显的黏结应力峰值传递现象;疲劳荷载下梯度锚固预应力加固梁的疲劳寿命也较普通嵌贴加固梁显著提高,且疲劳破坏模式由端部保护层剥离转变为纵向受拉钢筋疲劳断裂;梯度锚固预应力构造显著增强了加固梁抵抗剥离破坏发生的能力,提高了加固梁疲劳性能.

关键词：表层嵌贴 CFRP 梯度锚固静力性能疲劳性能

梯度锚固预应力NSM CFRP板条加固梁破坏模式与影响因素试验研究

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中国公路学报 2022年第2期35卷 169-180页

作者：龚爽张建仁林福宽粟淼长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410014 桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410014

为探索梯度锚固预应力表层嵌贴(Near Surface Mounted,NSM)CFRP板条加固梁的破坏模式,完成了1片普通预应力和7片梯度锚固预应力加固梁的弯曲性能试验,研究了端部梯度锚固设置、加固长度、混凝土保护层厚度和钢筋表面特性对结构力学性能... 详细信息

为探索梯度锚固预应力表层嵌贴(Near Surface Mounted,NSM)CFRP板条加固梁的破坏模式,完成了1片普通预应力和7片梯度锚固预应力加固梁的弯曲性能试验,研究了端部梯度锚固设置、加固长度、混凝土保护层厚度和钢筋表面特性对结构力学性能的影响,分析了加固梁的破坏模式、特征荷载、延性、预应力和外荷载作用下FRP-混凝土界面黏结应力,采用《中国结构设计规范》(GB 50010—2010)、《行业技术标准》(CTT/T 280—2018)和《美国混凝土协会规范》(ACI 440.1R-15)分别计算了加固梁裂缝间距。结果表明:梯度锚固预应力技术在抑制裂缝开展、延缓纵筋屈服和提高加固梁承载力等方面的表现均优于普通预应力技术,且能够避免加固梁发生端部混凝土保护层剥离;加固梁抗弯承载力显著提升,最大提升幅值达35.48%;同时,加固梁延性大幅提高,破坏时极限挠度增大100.33%。梯度锚固设置相同时,减少总加固长度、增加保护层厚度和使用光圆纵筋都会降低加固梁的承载能力,钢筋表面特性仅在端部裂缝出现水平分支后对加固梁性能产生影响。预应力和外荷载引起的黏结应力都在距FRP端部400 mm范围内出现峰值。GB 50010—2010、ACI 440.1R-15计算的裂缝间距结果稍显不安全;CTT/T 280—2018的计算结果则偏保守;而基于GB 50010—2010提出的裂缝间距修正公式,通过考虑FRP加固长度梯度锚固预应力和保护层厚度的影响,能更准确计算混凝土齿状模型中板端保护层剥离破坏时的CFRP应力。

关键词：桥梁工程梯度锚固预应力模型试验破坏模式表层嵌贴 CFRP

预应力NSM CFRP抗剪加固钢筋混凝土T梁试验

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中国公路学报 2022年第2期35卷 159-168页

作者：彭晖郭恒良钟正强粟淼陈辉黄敦文长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410004 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410004

大跨径预应力混凝土梁桥易因竖向预应力损失等导致抗剪性能不足,引起腹板斜裂缝和梁体下挠等病害。为提高混凝土梁桥的斜截面承载和抗裂性能,提出了表层嵌贴(NSM)预应力CFRP加固钢筋混凝土梁腹板的方法,研发了专用夹具及张拉锚固装置,... 详细信息

大跨径预应力混凝土梁桥易因竖向预应力损失等导致抗剪性能不足,引起腹板斜裂缝和梁体下挠等病害。为提高混凝土梁桥的斜截面承载和抗裂性能,提出了表层嵌贴(NSM)预应力CFRP加固钢筋混凝土梁腹板的方法,研发了专用夹具及张拉锚固装置,并实现了预应力NSM CFRP对钢筋混凝土T梁腹板的抗剪加固。在此基础上,进行了4根预应力NSM CFRP抗剪加固RC T梁静载试验,考察了各试件的受力行为和破坏模式,研究了试件斜裂缝形态变化规律,分析了试件箍筋、CFRP和混凝土的抗剪贡献。试验结果表明:预应力NSM CFRP抗剪加固可显著提高试件的腹板斜截面开裂荷载和抗剪承载力,但CFRP黏结端部混凝土同时承受预应力放张和荷载引起的应力,更容易发生腹板混凝土保护层剥离破坏,削弱预应力CFRP抗剪加固效果,应考虑增设碳纤维U形箍锚固等措施;预应力加固试件的临界斜裂缝角度增加,使与临界斜裂缝相交的CFRP数量减小,但斜裂缝发展速率和临界斜裂缝宽度得到有效抑制;预应力CFRP放张引起的压应力降低了腹板混凝土主拉应力,使临界斜裂缝高度显著减小,梁顶未开裂混凝土能承担更多剪力;极限状态下预应力加固试件的CFRP抗剪贡献小于无预应力加固试件,但混凝土抗剪贡献却显著提高,试件抗剪承载力提升实质是混凝土抗剪能力增大。

关键词：桥梁工程抗剪加固静载试验 NSM CFRP 预应力剥离破坏

NSM CFRP-混凝土界面疲劳黏结性能研究

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中国公路学报 2022年第2期35卷 234-246页

作者：丑佳璇张智涛张建仁粟淼彭晖长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410004 长沙理工大学南方地区桥梁长期性能提升技术国地联合工程实验室湖南长沙410004

NSM CFRP加固技术能显著提升混凝土结构的受力性能,已受到桥梁结构加固领域的广泛关注。CFRP与混凝土界面的可靠黏结是充分发挥加固效果的前提,目前针对静载下界面黏结性能的研究相对较多,但关于界面疲劳黏结性能的研究十分有限。为此,... 详细信息

NSM CFRP加固技术能显著提升混凝土结构的受力性能,已受到桥梁结构加固领域的广泛关注。CFRP与混凝土界面的可靠黏结是充分发挥加固效果的前提,目前针对静载下界面黏结性能的研究相对较多,但关于界面疲劳黏结性能的研究十分有限。为此,开展了疲劳荷载下的单剪拔出试验,通过对黏结界面的疲劳寿命、应力分布、滞回曲线、骨架曲线、黏结刚度和耗散能等进行分析,研究了疲劳荷载下NSM CFRP与混凝土界面的黏结行为与退化机理,考察了疲劳应力幅和黏结长度等因素与界面疲劳黏结性能的相关性,得到了适用于NSM CFRP加固混凝土体系发生剥离破坏情况下的S-N曲线模型,并基于局部黏结区段的疲劳寿命分析,提出了一种评估NSM CFRP-混凝土界面疲劳黏结性能的新型多功能模型。研究结果表明:NSM CFRP与混凝土界面的黏结性能显著受到疲劳荷载影响,即便是低于疲劳极限的应力幅也会造成黏结界面退化,增加黏结长度虽无法抑制界面退化,但会使疲劳寿命大幅增长;明确了疲劳荷载下黏结界面的受力行为并将其概括为弹性变形、塑形损伤、界面退化和完全剥离4个阶段,阐明了各阶段的受力机理;所得多功能模型可在已知疲劳应力幅、黏结长度和疲劳寿命三者其二的情况下预测另一个量,且具有较高的准确性。

关键词：桥梁工程黏结性能疲劳试验 FRP NSM 剥离破坏

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预制板式无砟轨道界面脱层失效的数值模拟

华南理工大学学报（自然科学版） 2016年第7期44卷 102-107,122页

作者：戴公连粟淼中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

将温度荷载简化为轨道板内的剪切荷载,分析了无砟轨道结构的层间界面破坏形式与粘结机理;基于黏聚力本构模型与水泥乳化沥青砂浆界面粘结力实验结果,建立预制板式无砟轨道结构界面有限元模型,研究剪切荷载作用下无砟轨道界面应力、界面... 详细信息

将温度荷载简化为轨道板内的剪切荷载,分析了无砟轨道结构的层间界面破坏形式与粘结机理;基于黏聚力本构模型与水泥乳化沥青砂浆界面粘结力实验结果,建立预制板式无砟轨道结构界面有限元模型,研究剪切荷载作用下无砟轨道界面应力、界面粘结承载力、界面相对位移以及界面裂缝的演化规律.结果表明:界面剪应力与正应力纵向分布不均匀,在轨道板端部最大,且界面正应力使轨道板在端部竖向受拉;剪切荷载作用下,界面剪应力超过最大粘结强度,造成界面逐段破坏,界面最大粘结承载力为264.8 k N;轨道板相对于砂浆充填层的纵向位移随剪切荷载的增大而持续增大,最终界面出现纵向裂缝,而其竖向张开位移在界面纵向裂缝出现后反而逐渐闭合,界面发生剪切破坏导致无砟轨道结构脱层失效.

关键词：无砟轨道剪切荷载界面裂缝失效有限元模型粘结强度相对位移