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Slope stability analysis based on big data and convolutional neural network

Frontiers of Structural and Civil Engineering 2022年第7期16卷 882-895页

作者： yangpan fu Mansheng LIN You ZHANG Gongfa CHEN Yongjian LIU School of Civil and Transportation Engineering Guangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China

The Limit Equilibrium Method(LEM)is commonly used in traditional slope stability analyses,but it is time-consuming and complicated.Due to its complexity and nonlinearity involved in the evaluation process,it cannot provide a quick stability estimation when facing a large number of slopes.In this case,the convolutional neural network(CNN)provides a better alternative.A CNN model can process data quickly and complete a large amount of data analysis in a specific situation,while it needs a large number of training samples.It is difficult to get enough slope data samples in practical engineering.This study proposes a slope database generation method based on the LEM.Samples were amplified from 40 typical slopes,and a sample database consisting of 20000 slope samples was established.The sample database for slopes covered a wide range of slope geometries and soil layers’physical and mechanical properties.The CNN trained with this sample database was then applied to the stability prediction of 15 real slopes to test the accuracy of the CNN model.The results show that the slope stability prediction method based on the CNN does not need complex calculation but only needs to provide the slope coordinate information and physical and mechanical parameters of the soil layers,and it can quickly obtain the safety factor and stability state of the slopes.Moreover,the prediction accuracy of the CNN trained by the sample database for slope stability analysis reaches more than 99%,and the comparisons with the BP neural network show that the CNN has significant superiority in slope stability evaluation.Therefore,the CNN can predict the safety factor of real slopes.In particular,the combination of typical actual slopes and generated slope data provides enough training and testing samples for the CNN,which improves the prediction speed and practicability of the CNN-based evaluation method in engineering practice.

关键词： slope stability limit equilibrium method convolutional neural network database for slopes big data

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基于CSMR和卷积神经网络的岩质边坡稳定性分析

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自然灾害学报 2023年第1期32卷 114-121页

作者：傅杨攀刘勇健陈贡发陈旭林张友刘海龙广东工业大学岩土工程研究所广东广州510006

CSMR分类体系是一种半定量的岩质边坡稳定性分析方法,其综合考虑了多因素对边坡稳定性的影响,但是计算复杂。在岩质边坡稳定性评价CSMR分类体系基础上,引入卷积神经网络原理,建立基于CSMR和卷积神经网络的边坡稳定性评价模型。首先,通... 详细信息

CSMR分类体系是一种半定量的岩质边坡稳定性分析方法,其综合考虑了多因素对边坡稳定性的影响,但是计算复杂。在岩质边坡稳定性评价CSMR分类体系基础上,引入卷积神经网络原理,建立基于CSMR和卷积神经网络的边坡稳定性评价模型。首先,通过85个实测岩质边坡样本对模型进行训练,构建CSMR方法中的坡高H、高度修正系数ξ、RMR评分、结构面方位修正系数(F_(1)、F_(2)、F_(3))、开挖方法修正系数F 4和结构面条件修正系数λ共8个影响因子和边坡稳定状态的非线性映射关系。然后,用另外15个边坡样验证基于CSMR和卷积神经网络的岩质边坡稳定性分析模型的有效性。最后,将模型应用于广东清远银湖城边坡稳定性分析,其预测值和期望值基本吻合。同时与有限元分析法计算结果进行了对比,表明该方法具有较强的泛化能力,能快速预测边坡稳定性,可为山区工程建设中岩质边坡工程设计和管理提供依据和参考。

关键词：岩质边坡卷积神经网络 CSMR分类体系稳定性评价

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经不同入路Rigidfix重建前交叉韧带发生软骨损伤的比较研究

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中国修复重建外科杂志 2014年第6期28卷 677-680页

作者：黄长明范华强傅仰攀董辉详唐聪解放军第174医院骨科厦门大学附属成功医院福建厦门361003

目的解剖比较经前内侧入路及经胫骨隧道行Rigidfix横穿钉内固定系统重建前交叉韧带（anteriorcruciateligament，ACL）过程中，损伤股骨关节面软骨的可能性。方法将9具成人防腐尸体双膝关节标本配对分成2组（n=9），A组经前内侧入路，B... 详细信息

目的解剖比较经前内侧入路及经胫骨隧道行Rigidfix横穿钉内固定系统重建前交叉韧带（anteriorcruciateligament，ACL）过程中，损伤股骨关节面软骨的可能性。方法将9具成人防腐尸体双膝关节标本配对分成2组（n=9），A组经前内侧入路，B组经胫骨隧道入路；均采用Rigidfix横穿钉内固定系统操作，分别于0、10、20、30、45、60、70、80、90。模拟ACL重建术，记录分析软骨损伤发生率与旋转角度的相关性，并比较两组股骨关节软骨损伤发生率。结果相关分析显示，A、B组软骨损伤发生率与角度变化成正相关（r=0．611，P=0．000；r=0．852，P=0．000）。A、B组软骨损伤发生率分别为69．1％（56／81）及48．1％（39／81），差异有统计学意义（X2=7．356，P=0．007）。分层分析结果提示，在0～30°范围，A组软骨损伤发生率为36．1％（13／36），显著高于B组（0）（x2=15．864，P=0．000）；45～90°范围，A、B组发生率分别为95．6％（43／45）及86．7％（39／45），比较差异无统计学意义（P=0．267）。结论与经胫骨隧道入路相比，使用Rigidfix横穿钉内固定系统行前内侧入路重建ACL，软骨损伤风险增加。

关键词：前交叉韧带重建 Rigidfix横穿钉内固定系统前内侧入路经胫骨隧道入路软骨损伤应用解剖

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PHC管桩承载力的动力和静力测试对比分析

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水利与建筑工程学报 2022年第5期20卷 90-95页

作者：刘勇健傅杨攀黄承泽方鸿发邱阳广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 广州大学土木工程学院广东广州510006

预应力高强度混凝土(PHC)管桩是软土分布地区采用的重要桩型。通过对佛山市禅城地区某地块的工程桩进行了动力(高应变法)和静力(静载荷试验)测试,对比分析了PHC桩的动静两种测方法的单桩承载力、动静参数相互关系和测试误差。试验研究表... 详细信息

预应力高强度混凝土(PHC)管桩是软土分布地区采用的重要桩型。通过对佛山市禅城地区某地块的工程桩进行了动力(高应变法)和静力(静载荷试验)测试,对比分析了PHC桩的动静两种测方法的单桩承载力、动静参数相互关系和测试误差。试验研究表明,动静两种测试方法的单桩竖向承载力相对误差为7.1%~25.2%。Capwap法的计算精度主要受桩土力学模型、桩土作用体系、岩土阻力的激发程度、拟合参数的选择等因素影响,合理的参数选择可有效提高该方法的精度。通过单桩静载荷试验的特征曲线分析,建立了弹性模量与应变的经验公式。本文研究成果可为类似工程的管桩设计和桩基动静检测提供参考依据。

关键词：预应力高强度混凝土(PHC)管桩静载荷试验高应变测试 Capwap法单桩承载力

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髋关节撞击综合征诊疗研究进展

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东南国防医药 2023年第1期25卷 68-74页

作者：翁蔚宗傅仰攀欧阳山丹(综述) 范华强(审校) 陆军第七十三集团军医院(厦门大学附属成功医院)骨科厦门361001 陆军第七十三集团军医院(厦门大学附属成功医院)药材科厦门361001

股骨髋臼撞击征(FAI),又称为髋关节撞击综合征,近年来在骨科以及运动医学领域愈发受到关注。FAI主要是由于髋关节形态异常,股骨近端与髋臼异常接触,从而造成局部受到反复的负荷刺激,这种股骨近端与髋臼在形态学上存在的不匹配状态可能... 详细信息

股骨髋臼撞击征(FAI),又称为髋关节撞击综合征,近年来在骨科以及运动医学领域愈发受到关注。FAI主要是由于髋关节形态异常,股骨近端与髋臼异常接触,从而造成局部受到反复的负荷刺激,这种股骨近端与髋臼在形态学上存在的不匹配状态可能是关节盂唇和软骨损伤的一个重要机制。FAI在运动人群中更为普遍,尤其是那些在较年轻时即从事高水平运动的群体。针对该疾病的治疗主要包括了保守治疗与手术治疗,如果保守治疗失败,那么可通过髋关节镜手术治疗,其效果确切。文章主要就FAI的流行病学、病因及致病机制、诊断以及治疗等方面进行综述。

关键词：髋关节撞击运动医学诊断治疗

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喙锁韧带重建后骨隧道扩大对临床结果的影响

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中国矫形外科杂志 2023年第2期31卷 117-121页

作者：傅仰攀张少战黄长明陈顺然范华强胡喜春章亚青林怀雄朱天昊陆军第73集团军医院暨厦门大学附属成功医院骨科福建厦门361003

[目的]探讨喙锁韧带解剖重建术后锁骨、喙突隧道扩大和复位丢失对临床结果的影响。[方法]回顾性分析2012年11月—2021年12月,本科采用喙锁韧带解剖重建治疗的III~V型肩锁关节的30例患者。采用ASES、Constant-Murley和ULCA评分评价临床效... 详细信息

[目的]探讨喙锁韧带解剖重建术后锁骨、喙突隧道扩大和复位丢失对临床结果的影响。[方法]回顾性分析2012年11月—2021年12月,本科采用喙锁韧带解剖重建治疗的III~V型肩锁关节的30例患者。采用ASES、Constant-Murley和ULCA评分评价临床效果,测量喙锁间距(coracoclavicaular distance, CCD)、喙突隧道最大直径和锁骨隧道最大直径。采用Pearson相关分析临床评分与影像测量指标变化量的相关性。[结果] 30例患者均顺利完成手术,随访(13.5±4.5)个月。与术前相比,末次随访时,ASES、Constant-Murley和ULCA评分均显著增加(P0.05)。末次随访时CCD变化与喙突骨隧道最大直径变化、锁骨骨隧道最大直径变化无显著相关性(P>0.05)。喙突骨隧道最大直径变化与锁骨骨隧道最大直径变化呈显著正相关(P<0.05)。[结论]采用喙锁韧带解剖重建治疗肩锁脱位术后锁骨和喙突隧道出现一定程度的扩大,但是隧道扩大与复位丢失之间没有相关性,隧道扩大对临床效果没有影响。

关键词：肩锁关节脱位喙锁韧带解剖重建关节镜复位丢失隧道扩大

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喙锁韧带的MRI影像学测量与临床意义

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中华肩肘外科电子杂志 2022年第1期10卷 34-42页

作者：朱天昊黄长明范华强傅仰攀甘志勇刘镇煌刘昌华杨林根罗明辉陈晔解放军陆军第73集团军医院骨科厦门大学附属成功医院骨科 361003 解放军陆军第73集团军医院MRI影像科厦门大学附属成功医院MRI影像科 361003

目的探讨核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)影像测量喙锁韧带解剖学数据的可行性与临床意义。方法选择2020年6月至2021年5月在厦门大学附属成功医院进行肩关节MRI检查的患者54例,平均年龄39.76岁,男36例、女1例,使用PACS软... 详细信息

目的探讨核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)影像测量喙锁韧带解剖学数据的可行性与临床意义。方法选择2020年6月至2021年5月在厦门大学附属成功医院进行肩关节MRI检查的患者54例,平均年龄39.76岁,男36例、女1例,使用PACS软件测量喙锁韧带数据。通过SPSS23分析比较男女间的数据差异,并根据年龄将54例患者分为18~44岁、45~59岁、≥60岁3组,进行年龄间的数据差异比较,使用皮尔逊相关分析计算喙锁韧带长度、宽度、到锁骨外侧端距离与身高体重之间的关系。结果MRI测量得出,斜方韧带长度(17.23±2.74)mm,宽度(4.72±1.24)mm;锥状韧带长度(11.80±2.69)mm,宽度(6.14±1.76)mm;肩锁韧带上束长度(15.13±3.36)mm,肩锁韧带下束长度(7.63±2.45)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(19.31±3.14)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(37.40±3.81)mm;斜方韧带与水平面角度(41.58±13.28)°,斜方韧带与矢状面角度(48.42±13.28)°;锥状韧带与水平面角度(63.30±15.92)°,锥状韧带与矢状面角度(26.71±15.92)°;喙锁韧带间角度(69.21±18.04)°。男性斜方韧带长度(17.49±2.92)mm,宽度(4.94±1.27)mm;锥状韧带长度(12.14±2.94)mm,宽度(6.22±1.78)mm;肩锁韧带上束长度(15.44±3.56)mm,下束长度(7.61±2.49)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(19.73±3.10)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(38.54±4.06)mm;斜方韧带与水平面角度(42.49±15.05)°,与矢状面角度(47.51±15.05)°;锥状韧带与水平面角度(61.24±13.67)°,与矢状面角度(28.76±13.67)°;喙锁韧带间角度(70.98±18.50)°。女性斜方韧带长度(16.72±2.31)mm,宽度(4.29±1.10)mm;锥状韧带长度(11.13±2.02)mm,宽度(5.99±1.76)mm;肩锁韧带上束长度(14.50±2.90)mm,下束长度(7.66±2.43)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(19.58±3.42)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(36.14±3.18)mm;斜方韧带与水平面角度(39.78±8.85)°,与矢状面角度(50.22±8.85)°;锥状韧带与水平面角度(67.41±19.45)°,与矢状面角度(22.59±19.45)°;喙锁韧带间角度(65.65±17.02)°。18~44岁组斜方韧带长度(17.39±2.92)mm,宽度(4.83±1.25)mm;锥状韧带长度(11.93±2.88)mm,宽度(5.95±1.62)mm;肩锁韧带上束长度(14.88±3.21)mm,下束长度(7.18±2.31)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(19.61±3.30)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(38.07±4.04)mm;斜方韧带与水平面角度(44.67±15.57)°,与矢状面角度(45.33±15.57)°;锥状韧带与水平面角度(59.07±16.06)°,与矢状面角度(30.93±16.06)°;喙锁韧带间角度(69.82±20.31)°。45~59岁组斜方韧带长度(16.61±2.41)mm,宽度(4.69±1.28)mm;锥状韧带长度(11.31±2.31)mm,宽度(6.44±1.84)mm;肩锁韧带上束长度(15.86±3.60)mm,下束长度(8.18±2.69)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(19.90±3.28)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(37.43±3.89)mm;斜方韧带与水平面角度(37.86±8.87)°,与矢状面角度(52.14±8.87)°;锥状韧带与水平面角度(68.56±12.37)°,与矢状面角度(21.44±12.37)°;喙锁韧带间角度(68.55±15.53)°。≥60岁组斜方韧带长度(19.61±2.11)mm,宽度(4.13±1.14)mm;锥状韧带长度(13.59±3.21)mm,宽度(5.87±2.47)mm;肩锁韧带上束长度(12.87±2.05)mm,下束长度(7.77±1.72)mm;斜方韧带到锁骨外侧端距离(18.97±2.01)mm,锥状韧带到锁骨外侧端距离(37.12±4.29)mm;斜方韧带与水平面角度(40.44±13.82)°,与矢状面角度(49.56±13.82)°;锥状韧带与水平面角度(63.92±26.69)°,与矢状面角度(26.09±26.69)°;喙锁韧带间角度(68.53±18.53)°。男女之间锥状韧带到锁骨外侧端距离的差异有统计学意义(P<0.05),斜方韧带长度45~59岁与≥60岁之

关键词：核磁共振成像喙锁韧带解剖重建

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双排锚钉桥式缝合在肱骨大结节骨折中的应用

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中华肩肘外科电子杂志 2014年第2期2卷 80-84页

作者：张少战黄长明傅仰攀董辉详甘志勇南京军区骨科中心解放军一七四医院骨二科厦门361003

目的探讨双排锚钉在肱骨大结节骨折有限切开复位内固定中应用的临床价值。方法自2010年3月至2013年3月,对10例单独大结节骨折患者通过有限切开复位,双排锚钉桥式缝合内固定治疗肱骨大结节移位骨折。术后随访,复查X线片评价复位情况,以Co... 详细信息

目的探讨双排锚钉在肱骨大结节骨折有限切开复位内固定中应用的临床价值。方法自2010年3月至2013年3月,对10例单独大结节骨折患者通过有限切开复位,双排锚钉桥式缝合内固定治疗肱骨大结节移位骨折。术后随访,复查X线片评价复位情况,以Constant评分和UCLA评分评价肩关节功能。结果所有患者术后均获得解剖复位。在平均12.3个月的随访中,X线片显示复位无丢失,骨折获得愈合,Constant评分平均90.3分,UCLA评分平均32.2分。结论双排锚钉内固定治疗单纯移位的肱骨大结节骨折效果可靠。

关键词：肱骨骨折,大结节锚钉

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单骨道单、双束前交叉韧带重建治疗前交叉韧带断裂患者的疗效比较

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实用临床医药杂志 2017年第15期21卷 98-100页

作者：胡喜春黄长明范华强张少战王建雄付仰攀卢海燕董辉详解放军第一七四医院(厦门大学附属成功医院) 福建厦门361003

目的比较单骨道单、双束前交叉韧带重建治疗前交叉韧带断裂患者的疗效。方法选取前交叉韧带断裂患者64例,随机分为双束组32例和单束组32例。双束组进行单骨道双束手术,单束组进行单骨道单束手术。术前及术后12个月评价2组患者的IKDC、Te... 详细信息

目的比较单骨道单、双束前交叉韧带重建治疗前交叉韧带断裂患者的疗效。方法选取前交叉韧带断裂患者64例,随机分为双束组32例和单束组32例。双束组进行单骨道双束手术,单束组进行单骨道单束手术。术前及术后12个月评价2组患者的IKDC、Tegner、Lysholm和KT-2000评分。结果 2组患者性别、年龄和受伤侧别及时间的差异无统计学意义(P>0.05)。2组患者的术后IKDC、Tegner和Lysholm评分均高于术前,KT-2000评分均低于术前,差异有统计学意义(P0.05)。结论单骨道单、双束前交叉韧带重建的主观功能评分与客观稳定性评分无显著差异,但单骨道双束前交叉韧带重建术手术方法简单,固定牢固,可以有效恢复膝关节前向稳定性。

关键词：前交叉韧带重建膝关节关节镜

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