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砌体结构倒塌反应的图形仿真技术

同济大学学报（自然科学版） 2004年第10期32卷 1304-1309页

作者：彭斌顾祥林苗吉军张伟平同济大学建筑工程系上海200092 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

对基于离散单元法的砌体结构倒塌反应仿真系统作了简介 ,重点讨论图形仿真模块程序的编制方法及其与核心计算程序的接口方式 .阐述了三维图形标准OpenGL的优点和有关图形表现机制 ,并通过C ++与OpenGL的结合 ,解决了仿真系统中数值计算... 详细信息

对基于离散单元法的砌体结构倒塌反应仿真系统作了简介 ,重点讨论图形仿真模块程序的编制方法及其与核心计算程序的接口方式 .阐述了三维图形标准OpenGL的优点和有关图形表现机制 ,并通过C ++与OpenGL的结合 ,解决了仿真系统中数值计算模块与图形模块的数据传递、计算结果的动态演示、可视化效果的改善等问题 ,同时保证了模块的可扩展 .通过所开发程序的运行结果和模型振动台试验现场录像的对比 ,说明了开发方法的合理性和实用性 .

关键词：砌体结构倒塌反应计算机仿真图形仿真离散单元法

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基于滑面上应力控制的边坡主动加固计算方法

岩石力学与工程学报 2008年第5期27卷 979-989页

作者：李忠朱彦鹏余俊同济大学地下建筑与工程系上海200092 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

根据边坡加固的内部机制,建立边坡非线性有限元计算模型;在给定控制点上,以边坡加固后应力状态与边坡未开挖时应力状态为边界条件,提出了基于滑面上应力控制的边坡主动加固计算方法。该方法给出了滑面上应力控制点选取模型,并以等效应... 详细信息

根据边坡加固的内部机制,建立边坡非线性有限元计算模型;在给定控制点上,以边坡加固后应力状态与边坡未开挖时应力状态为边界条件,提出了基于滑面上应力控制的边坡主动加固计算方法。该方法给出了滑面上应力控制点选取模型,并以等效应力作为应力控制的判别准则,建立了边坡加固应力控制函数。以应力控制函数为目标函数,以外部加固荷载及分布为约束条件,借助遗传算法建立边坡应力控制智能优化模型,实现了基于滑面上应力控制的边坡主动加固设计计算。最后,经过实例计算及模型试验表明,该方法通过优化控制外部加固荷载大小与分布,可有效地控制和修复边坡内滑面上应力损失。所提出的方法是一种以稳定性为前提的边坡主动加固计算的新方法,具有可行性和合理性,所得结论可为边坡加固治理及施工方法提供重要依据。

关键词：边坡工程边坡主动加固非线性应力控制临界滑移面模型试验

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考虑板件相关作用的H形截面分类准则

工程力学 2020年第4期37卷 178-185页

作者：程欣侯雪松李卓峰太原理工大学土木工程学院山西030024 同济大学土木工程学院上海200092

截面分类是当代钢结构设计规范的重要基础之一,对国内外现行钢结构规范关于H形压弯钢构件截面分类的相关规定进行了综述,对比发现大多数规范都遵循单一板件规则。基于经试验校准的非线性有限元模型,进行了不同翼缘宽厚比、腹板宽厚比及... 详细信息

截面分类是当代钢结构设计规范的重要基础之一,对国内外现行钢结构规范关于H形压弯钢构件截面分类的相关规定进行了综述,对比发现大多数规范都遵循单一板件规则。基于经试验校准的非线性有限元模型,进行了不同翼缘宽厚比、腹板宽厚比及轴压比组配下的H形截面钢构件绕强轴压弯的参数分析,得出不同的宽厚比及轴压比可导致不同的板件破坏模态和极限承载力,进一步证实了板件相关作用对截面分类的影响。提出了基于极限承载力的H形截面钢构件绕强轴压弯下S2、S3、S4和S5级截面分类方法。经与各规范及试验结果的比较,该文截面分类方法更贴近截面的真实承载情况,更加证实了考虑板件相关作用的必要性。

关键词：截面分类板件相关宽厚比 H形截面压弯构件

非线性随机动力系统时频子域上的统计线性化方法

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机械工程学报 2015年第9期51卷 90-96页

作者：孔凡李书进武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 同济大学土木工程学院上海200092

时间-频率联合非平稳激励下非线性随机动力系统响应一直是随机振动理论关注的重点。基于在时间-频率子域上对非线性系统实施统计线性化,得到了非线性系统在一般随机动力激励下响应的演变功率谱密度。利用周期广义谐和小波及其联系系数,... 详细信息

时间-频率联合非平稳激励下非线性随机动力系统响应一直是随机振动理论关注的重点。基于在时间-频率子域上对非线性系统实施统计线性化,得到了非线性系统在一般随机动力激励下响应的演变功率谱密度。利用周期广义谐和小波及其联系系数,建立线性系统响应与输入功率谱之间的关系。通过对运动方程中非线性项在时间-频率子域上的统计线性化,得到了等价线性参数与响应功率谱之间的联系。二者构成一类相互依赖的迭代关系,并由此可得非线性系统随机动力响应的近似功率谱密度。算例以多项式非线性振子为例,与Monte Carlo模拟估计的响应功率谱对比,说明了所建议方法的有效性。

关键词：演变功率谱密度小波-Galerkin 非线性统计线性化联系系数

基于多通道一维卷积神经网络的建筑结构损伤识别

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振动与冲击 2024年第24期43卷 216-224页

作者：熊青松熊海贝袁程陈琳孔庆钊同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 香港理工大学环境与土木工程系中国香港999077 广州大学工程抗震研究中心广州510006

面向建筑结构实际工程中监测数据获取范式以及现阶段相关数据驱动算法的局限性,提出一种基于多通道一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1DCNN)的建筑结构损伤识别算法。该方法通过对建筑各楼层测点振动数... 详细信息

面向建筑结构实际工程中监测数据获取范式以及现阶段相关数据驱动算法的局限性,提出一种基于多通道一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1DCNN)的建筑结构损伤识别算法。该方法通过对建筑各楼层测点振动数据进行融合特征提取,利用多通道1D CNN隐式提取测点间拓扑关系,抽取信号高维损伤特征,从而实现建筑结构损伤的有效识别。基于IASC-ASCE benchmark模型,验证所提方法的有效性。并与传统单通道1D CNN进行对比分析,结果表明,其在识别精度上实现明显提升,预测精度达0.989。同时,模型训练过程中引入监视机制,大幅提升模型训练效率,对比分析表明所提出多通道模型架构训练收敛更快,结构损伤特征抽取更为稳定。

关键词：损伤识别一维卷积多通道建筑结构深度学习

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Q690D钢材箱形截面框架柱抗震性能

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第9期50卷 69-78页

作者：杨志军王彦博杨国涛青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 同济大学土木工程学院上海200092

为了评价Q690D钢材箱形截面框架柱的抗震性能,在对3个焊接箱形截面钢柱进行低周往复加载试验的基础上,利用经试验结果验证的有限元建模方法,建立30个覆盖4个抗震等级的不同板件宽厚比的有限元数值模型,分别从滞回反应、骨架曲线、延性... 详细信息

为了评价Q690D钢材箱形截面框架柱的抗震性能,在对3个焊接箱形截面钢柱进行低周往复加载试验的基础上,利用经试验结果验证的有限元建模方法,建立30个覆盖4个抗震等级的不同板件宽厚比的有限元数值模型,分别从滞回反应、骨架曲线、延性系数以及塑性发展等方面进行抗震性能分析.结果表明,Q690D钢材箱形截面框架柱的延性系数较小,在1.68~2.55之间,当轴压比较大时,极限层间位移角会出现小于0.02的情况,不能满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中对钢结构弹塑性位移角限值1/50的要求,在高强钢应用于抗震设计时建议限制轴压比最大不超过0.5;截面塑性发展系数以及构件延性会随着壁板宽厚比以及轴压比的增大而减小.《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)仅采用壁板宽厚比来区分抗震等级是不合理的,需考虑轴压比不同对抗震性能的影响.

关键词：高强钢箱形截面宽厚比轴压比抗震反应

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全吸力范围生物炭-黏土混合土的土-水特性

岩土力学 2022年第10期43卷 2717-2725页

作者：李明玉孙文静黄强孙德安洛阳理工学院土木工程学院洛阳471023 上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

土-水特征曲线在研究非饱和土的水力与力学特性中发挥着重要的作用。生物炭具有多孔结构、高比表面积和强吸附的特性。将生物炭改性土应用于垃圾填埋场上覆盖层,因受自然环境因素的影响会使其水力特性发生改变。为了研究全吸力范围内生... 详细信息

土-水特征曲线在研究非饱和土的水力与力学特性中发挥着重要的作用。生物炭具有多孔结构、高比表面积和强吸附的特性。将生物炭改性土应用于垃圾填埋场上覆盖层,因受自然环境因素的影响会使其水力特性发生改变。为了研究全吸力范围内生物炭掺量对生物炭-黏土混合土保水特性的影响,利用蒸汽平衡法(吸力范围3~368 MPa)、滤纸法(吸力范围0~40MPa)和压力板法(吸力范围0~1.5MPa)控制土样的吸力,测定吸力平衡后土样的含水率和饱和度,得到全吸力范围内生物炭-黏土混合土的土-水特征曲线。试验结果表明:(1)3种吸力测试方法很好地表达了生物炭-黏土混合土全吸力范围内的土-水特征曲线。(2)生物炭能够影响黏土的保水性,但在一定的吸力范围内,生物炭-黏土混合土的保水性还与孔隙结构和孔隙中水的形态相关。(3)通过压力板法测得,试样的进气值随着生物炭掺量的增加而减小。当吸力值小于进气值时,曲线出现水平段,土样始终处于饱和状态,生物炭掺量越大,试样的保水性越好。(4)由生物炭-黏土混合土微观孔隙结构以及生物炭在黏土中的分布形态来解释生物炭改性黏土的保水能力随生物炭掺量的变化关系。

关键词：生物炭蒸汽平衡法压力板法滤纸法土-水特征曲线微观结构

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饱和不可压多孔弹性板在面内扩散下的动力弯曲理论

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固体力学学报 2008年第2期29卷 121-128页

作者：何录武杨骁华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 上海大学土木工程系上海市应用数学和力学研究所上海200444

根据多孔介质理论,在Kirchhoff假定和小变形前提下,针对流体的面内扩散情形,建立了饱和不可压多孔弹性板动力弯曲的数学模型.然后,利用Fourier展开法研究分析了阶梯载荷作用下四边简支透水矩形多孔弹性板的拟静定和动力弯曲响应,考察了... 详细信息

根据多孔介质理论,在Kirchhoff假定和小变形前提下,针对流体的面内扩散情形,建立了饱和不可压多孔弹性板动力弯曲的数学模型.然后,利用Fourier展开法研究分析了阶梯载荷作用下四边简支透水矩形多孔弹性板的拟静定和动力弯曲响应,考察了不同参数下多孔弹性板的挠度、孔隙流体压力等效弯矩和固相有效应力等效弯矩的变化规律和特征.同时,通过基于Biot三维固结理论所建立的动力弯曲模型,比较了可压与不可压情况下其结果的差异.

关键词：多孔介质理论饱和不可压多孔弹性板动力弯曲拟静定弯曲 Biot理论

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偏最小二乘回归在地表沉陷预测中的应用

重庆大学学报（自然科学版） 2010年第9期33卷 92-97页

作者：蒋建平陈功奇章杨松上海海事大学海洋环境与工程学院上海201306 南京理工大学理学院土木工程系江苏南京210094

考虑地下开采引起的地表沉陷的众多影响因素,基于偏最小二乘二次多项式回归这一非线性方法,对地表沉陷的最大值进行了预测。以地表最大沉陷值为因变量,以采高、采深、煤层倾角、硬度系数等为自变量,得出了地表最大沉陷值的预测模型。结... 详细信息

考虑地下开采引起的地表沉陷的众多影响因素,基于偏最小二乘二次多项式回归这一非线性方法,对地表沉陷的最大值进行了预测。以地表最大沉陷值为因变量,以采高、采深、煤层倾角、硬度系数等为自变量,得出了地表最大沉陷值的预测模型。结果发现,Press残差值随潜变量个数的增加而降低,由两者关系图可确定潜变量的个数为4对;采高的标准回归系数最大,说明4个影响因素中采高对地表沉陷值的影响最大;预测模型的决定系数为0.9157,预测值的误差率为±10.41%,表明用偏最小二乘二元多项式回归方法预测地表沉陷是可行的。

关键词：地表沉陷偏最小二乘回归预测非线性