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Large scale shaking table model test and analysis on seismic response of utility tunnel in non-homogeneous soil

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2021年第2期20卷 505-515页

作者： Cho Mya Darli tang aiping Huang Delong Zhang Jiqiang School of Civil Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China

Underground utility tunnels are the most fundamental and reliable lifeline network in urban cities,and are widely constructed throughout the *** urban areas,most utility tunnels usually encounter the non-homogeneity of subsoil condition due to various construction *** have shown that the damage mechanism of shallow underground structures mainly depends on the inhomogeneity of the subsoil *** would become a considerable factor for the stability of the underground utility tunnel ***,this type of research still needs to establish the vulnerable seismic *** this study,a series of shaking table tests were conducted on non-homogenous soils to investigate the performance of seismic interaction between utility tunnels,surrounding soils and interior *** dynamic responses measured from the test account for the boundary condition of non-homogeneous soils,the internal forces,displacement of tunnel joints,the dynamic characteristics on interior pipelines and the reasonable spring stiffness with damping in the seismically isolated gas pipeline model inside the *** vulnerability of underground utility tunnel in non-homogeneous soil zone and the mechanism of the stability of interior facilities are the main topics discussed in this paper.

关键词： utility tunnel non-homogeneous soil shaking table

Vibration characteristics of frozen soil under moving track loads

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Research in Cold and Arid Regions 2015年第4期7卷 414-420页

作者： aiping tang AnPing Zhao AiHua Wen Key Lab of Structures Dynamic Behavior and Control (Harbin Institute of Technology) Ministry of Education School of Civil Engineering Heilongjiang University China Academy of Architecture and Building School of Science Harbin Institute of Technology

Vibration due to moving traffic loads is an important factor which induces frozen soil damage; this paper analyzed these vibration characteristics of frozen soil foundation under track loads. Firstly, seismic observation array （SOA） technology was applied to monitor the three dimensional dynamic characteristics of frozen soil under movable track load in a per- mafrost region and seasonal frozen soil area. Secondly, a numerical simulation for the response of frozen soil under movable track load was performed based on finite element analysis （FEA）, The results show that dynamic characteristics of frozen soil in perpendicular and parallel direction of the track are obviously different. In the direction perpendicular to the track, the vertical acceleration amplitude had an abrupt increase in the 9-10 m from the track line. In the direction parallel to the track, the acceleration in vertical and horizontal direction had a quick attenuation compared to the other direction. Lastly, various parameters were analyzed for the purpose of controlling the dynamic response of frozen soil and the vibration attenuation in frozen soil layer.

关键词： moving track load dynamic response seismic observation array (SOA) permafrost seasonal frozen soil

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基于概率分析的公路系统灾害风险研究

西南交通大学学报 2021年第6期56卷 1268-1274,1289页

作者：刘强汤爱平哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对高寒地区公路系统遭遇雪灾规模大、持续时间长的特点,以黑龙江地区公路系统及其常遭遇的风吹雪灾害为研究对象,从灾害发生机理探究灾害形成的宏观条件;基于概率论思想,通过影响因素的联合概率密度函数,将致灾因子发生可能性、危险... 详细信息

针对高寒地区公路系统遭遇雪灾规模大、持续时间长的特点,以黑龙江地区公路系统及其常遭遇的风吹雪灾害为研究对象,从灾害发生机理探究灾害形成的宏观条件;基于概率论思想,通过影响因素的联合概率密度函数,将致灾因子发生可能性、危险等级及危险强度三者联系在一起,阐明了致灾因子的危险性评价理论;在公路系统脆弱性评估的基础上,构建了适用于寒区公路系统的风吹雪灾害风险评估体系.通过此体系对黑龙江省2017年2月份内的风吹雪事件进行评估,并将预测结果与省气象信息中心发布的道路预警进行对比.结果表明:研究区公路网在评价时段内相对风险等级最高的是鹤岗-伊春线、绥化-大庆线的绥化段、哈同公路的哈尔滨和佳木斯段以及牡丹江市周边,其相对风险概率大于0.69,需要对此路段多加关注.该研究在一定程度上为今后寒区公路网的雪灾救援及物资配置提供了参考,使得寒区防灾减灾任务更加具有针对性.

关键词：风险评估风吹雪联合概率密度函数危险性区划公路脆弱性

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吸气作用下圆柱涡激振动特性试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第2期44卷 97-101页

作者：汤爱平陶仕博哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为研究吸气对圆柱涡激振动的控制效果,采用吸气控制方式,选取不同的来流风速、吸气速度和吸气角度进行风洞试验.通过在风洞中使用质量阻尼系统使圆柱发生涡激振动,并对比控制效果.研究结果表明:定常吸气对涡激振动临界风速、涡激振动锁... 详细信息

为研究吸气对圆柱涡激振动的控制效果,采用吸气控制方式,选取不同的来流风速、吸气速度和吸气角度进行风洞试验.通过在风洞中使用质量阻尼系统使圆柱发生涡激振动,并对比控制效果.研究结果表明:定常吸气对涡激振动临界风速、涡激振动锁定区间长度以及降涡激振动的幅值都有影响;当吸气角度为0°,45°或180°时,吸气对涡激振动有很好的控制效果;当吸气角度为90°或135°时,控制效果最显著;吸气系数对控制效果也有一定影响.通过分析圆柱表面风压特性可知:吸气控制对流场既有稳定作用,又有扰动作用.当吸气流量比较小时,稳定作用占主导;随着吸气量增大,扰动作用越来越明显.

关键词：圆柱绕流涡激振动流动控制定常吸气风洞试验风压分布

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管道内壁全景图像自适应展开算法研究

图学学报 2015年第6期36卷 973-978页

作者：唐爱平常州纺织服装职业技术学院创意与艺术设计学院江苏常州213164

全景环形透镜(panoramic annular lens)是一种特殊的光学成像器件,将其应用在管道形貌检测领域,恰好能忽略管道径向上的中空图像且能获取整个管道内壁一定范围内的全景图像。吸收传统展开算法中切向展开的优点,设计一种标定实验,利用边... 详细信息

全景环形透镜(panoramic annular lens)是一种特殊的光学成像器件,将其应用在管道形貌检测领域,恰好能忽略管道径向上的中空图像且能获取整个管道内壁一定范围内的全景图像。吸收传统展开算法中切向展开的优点,设计一种标定实验,利用边缘提取、Hough变化、插值等方法来自适应地调节映射点领域内的权值,达到圆环的自适应径向展开。仿真实验表明,该算法有效地改善了径向放大率,方便适用于不同管径管道。

关键词：全景图像径向展开自适应仿真

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涡发生器作用下圆柱涡激振动特性的试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第2期47卷 14-18页

作者：陶仕博刘殿忠汤爱平吉林建筑大学土木工程学院吉林长春130118 吉林省结构与抗震科技创新中心吉林长春130118 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

采用三角形涡发生器,选取不同的发生器构型、风偏角及风攻角进行风洞试验.结果表明:涡发生器能够缩短圆柱涡激振动的锁定区间,降低涡激振动的振幅.风偏角和风攻角的选取对控制效果有较大影响,当风攻角为70°时,控制效果最好.即使涡发生... 详细信息

采用三角形涡发生器,选取不同的发生器构型、风偏角及风攻角进行风洞试验.结果表明:涡发生器能够缩短圆柱涡激振动的锁定区间,降低涡激振动的振幅.风偏角和风攻角的选取对控制效果有较大影响,当风攻角为70°时,控制效果最好.即使涡发生器设置在分离点之前距离较远处,也能对边界层起到较好的控制作用.涡发生器推迟了圆柱表面边界层的分离,对流场三维特性的影响表现在降低了圆柱表面风压展向相关性.

关键词：圆柱绕流涡激振动涡发生器流动控制风洞试验

基于Contourlet域分块压缩感知的图像融合

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电信科学 2015年第12期31卷 76-82页

作者：唐爱平曹卉常州纺织服装职业技术学院创意与艺术设计学院常州213164 河南广播电视大学现代教育技术中心郑州450000

针对传统图像融合方法导致纹理细节丢失的现象,提出了一种基于抗混叠移不变Contourlet域的分块压缩感知(block-based compressed sensing,BCS)图像融合算——Contourlet_BCS。把善于表达图像纹理及边缘信息的Contourlet变换引入了压缩... 详细信息

针对传统图像融合方法导致纹理细节丢失的现象,提出了一种基于抗混叠移不变Contourlet域的分块压缩感知(block-based compressed sensing,BCS)图像融合算——Contourlet_BCS。把善于表达图像纹理及边缘信息的Contourlet变换引入了压缩感知稀疏表示中,同时对分解得到的低频系数采取加权的区域能量融合规则,高频系数采取基于广义高斯分布模型的加权融合规则进行图像系数融合,最后在压缩感知框架下利用带平滑处理的投影Landweber算法重构。实验结果表明,Contourlet_BCS融合效果优于传统方法,融合的图像纹理清晰.边缘细节信息更为丰富。

关键词：分块压缩感知 Contourlet变换广义高斯分布加权融合

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索网结构中的空间两节点悬链线索单元

哈尔滨工程大学学报 2016年第6期37卷 788-795页

作者：刘玥君汤爱平刘克同东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为了分析索结构在荷载作用下的线性和非线性反应,根据索结构的受力特点,提出了一种可以充分考虑索结构非线性效应的空间两节点悬链线索单元。基于弹性悬链线的解析解,推导了索单元的切线刚度矩阵,通过迭代法求解了索结构的刚度矩阵和内... 详细信息

为了分析索结构在荷载作用下的线性和非线性反应,根据索结构的受力特点,提出了一种可以充分考虑索结构非线性效应的空间两节点悬链线索单元。基于弹性悬链线的解析解,推导了索单元的切线刚度矩阵,通过迭代法求解了索结构的刚度矩阵和内力向量,利用该新型的索单元模型分析了静、动力荷载作用下结构的非线性行为,对于非线性静力分析,结构平衡方程采用牛顿迭代法求解;对于非线性动力时程分析,采用Newmark直接积分法和牛顿迭代法相结合的增量迭代法求解。数值分析结果验证了空间两节点悬链线索单元模拟索结构的精确性和可靠性。

关键词：空间两节点悬链线索单元静力荷载动力荷载非线性分析

基于LBM流固耦合算法的桥梁颤振稳定性分析

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四川大学学报（工程科学版） 2014年第5期46卷 73-80页

作者：刘克同汤爱平 MIONKI Patrick Kirema 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 Faculty of Eng. Egerton Univ

为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题,发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法。将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型——动态Smagorinsky模型(dynamic Smagorinsky model,DSM)引入多松弛时间格式的格子玻... 详细信息

为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题,发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法。将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型——动态Smagorinsky模型(dynamic Smagorinsky model,DSM)引入多松弛时间格式的格子玻尔兹曼方法(multiple relaxation time-lattice Boltzmann method,MRT-LBM)中,构造了一种显式运算的大涡模拟方法——MRT-LBM-DSM。采用MRT-LBM-DSM作为流场求解器;将结构视为弹性支撑于流场中的刚体,其运动方程采用Runge-Kutta法求解;利用格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)的移动边界技术更新流固耦合面的位置,实现了流固耦合问题的松耦合分区显式求解。基于提出的LBM流固耦合算法,编制计算程序对Great Belt东桥的颤振稳定性进行分析。研究表明,由LBM流固耦合算法计算得到的Great Belt东桥颤振临界风速与试验和其他数值结论吻合良好,初步说明LBM流固耦合算法可以较为准确地预测颤振现象的发生。

关键词：颤振流固耦合格子玻尔兹曼方法大涡模拟颤振临界风速