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不同结构参数下的半U形地下空间烟气运动参数的机器学习预测

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灾害学 2025年第1期40卷 67-73页

作者：徐志胜殷耀龙雷志强陈诗仪应后淋中南大学土木工程学院湖南长沙410075

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差... 详细信息

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差仅集中在20%以内,显著优于SVR方法。通过shap值解释机器学习模型,并结合FDS数值模拟的结果,揭示坡高是影响烟气回流长度的决定性因素,且坡高的增大、宽度的减小或热释放速率增大均会缩短烟气回流。同时,热释放速率是影响烟气最高温升的主要因素,受坡高影响较大,而宽度的减小虽能在一定幅度上降低最高烟气温升,但效果并不显著。该研究拓展了地下空间火灾烟气运动参数的预测方法,为地下空间火灾动力学行为预测及通风排烟系统的优化设计贡献了创新性的方法。

关键词：半U形地下空间机器学习截面宽度坡高烟气回流长度最高烟气温升

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方钢管混凝土柱穿入式组合节点耗能机制

工程力学 2025年第1期42卷 116-128页

作者：徐庆元雷建雄丁发兴周期石张华帅邱远光杨建军中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁城建集团有限公司湖南长沙410075 中铁城建第一工程有限公司湖南长沙410075

开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上，进一步引入钢材的韧性损伤模型，探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律，... 详细信息

开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上，进一步引入钢材的韧性损伤模型，探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律，结果显示引入钢材韧性损伤的有限元模型分析结果与试验结果更加吻合，且钢梁削弱程度降低了该节点的刚度、承载力和耗能。随后对不同钢梁尺寸和柱端拉筋强构造下的组合节点进行了承载力、刚度和塑性耗能分配与失效机制的影响规律分析，分析结果表明：穿入式节点分别在梁-柱抗弯承载力比介于1.66~2.11、梁-柱线刚度比介于1.90~1.96、梁-柱截面刚度比介于1.16~1.21时，将由梁耗能向柱耗能转变;柱端拉筋强构造技术后，由于拉筋直接约束混凝土，大幅度提升了柱端抗弯承载力和耗能能力，组合节点在高轴压比时仍维持梁端失效破坏模式;根据《建筑抗震设计规范》，梁-柱抗弯承载力比取值小于1时为强柱弱梁，这对穿入式组合节点强柱弱梁的定义较为保守。

关键词：方钢管混凝土柱钢-混凝土组合梁穿入式组合节点韧性损伤塑性耗能

来源：博看期刊评论

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挡墙渗漏对富水砂层基坑变形性状的影响

水文地质工程地质 2025年第1期52卷 85-96页

作者：邱明明李晓敏杨果林段君义延安大学建筑工程学院陕西延安　716000 中南大学土木工程学院湖南长沙　410075 南昌大学工程建设学院江西南昌　330031

针对深基坑漏水漏砂引发的灾害问题，探究基坑渗漏灾害发展规律及其控制方法对地下工程施工安全具有重要意义。结合某富水砂层排桩深基坑渗漏灾害实例，阐释了基坑漏水漏砂灾害发展特征及诱发原因，并采用现场监测和数值模拟方法对局部... 详细信息

针对深基坑漏水漏砂引发的灾害问题，探究基坑渗漏灾害发展规律及其控制方法对地下工程施工安全具有重要意义。结合某富水砂层排桩深基坑渗漏灾害实例，阐释了基坑漏水漏砂灾害发展特征及诱发原因，并采用现场监测和数值模拟方法对局部渗漏水下基坑变形性状及其控制措施进行了研究。研究结果表明：（1）基坑渗漏灾害发展是一个复杂的多场耦合作用过程，具有一定的隐蔽性和突发性;（2）挡墙水平位移曲线分布发展过程为“斜线”形—“锅底”形—浅“倒V”形—深“倒V”形，渗漏后挡墙最大水平位移为渗漏前的1.29～1.44倍;（3）墙后地表沉降曲线分布发展过程为“平勺底”形—“浅勺底”形—“深勺底”形，沉降槽敏感区范围为1.00he ～1.20he（he为开挖深度），局部渗漏引起地表沉降槽加深变宽，渗漏后最大地表沉降为渗漏前的1.16～1.65倍;（4）地下水位“跳跃式”波动变化特征可作为评判基坑渗漏灾害的前兆信号;（5）支撑轴力变化随基坑开挖与支护过程动态调整从而协调变形发展，在基坑发生渗漏过程中支撑轴力出现小幅波动。采取“注浆+高压旋喷桩”联合处治措施可有效应对富水砂层基坑渗漏灾害控制难题，研究成果可为基坑工程渗漏灾害理论研究与控制提供参考。

关键词：基坑工程富水砂层漏水漏砂变形性状现场实测控制措施

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基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析

岩土工程学报 2025年第1期47卷 76-84页

作者：钟军豪 CHIAN Siau Chen 李永鑫刘明芳陈明辉吴振元龙桂华杨小礼周德中南大学土木工程学院湖南长沙410075 新加坡国立大学土木与环境工程系新加坡117576 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 深圳市市政工程总公司广东深圳518000

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。... 详细信息

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。通过与既有文献结果对比,验证所提方法的可靠性。根据反算的应力分布和破坏机构几何特点,探究不同参数条件下T-C对开挖面稳定性的影响。结果表明:(1)在线性条件下,黏聚力较大且内摩擦角较小时,T-C对开挖面临界支护力的影响较大;在非线性条件下,m的增加并不会放大T-C对开挖面稳定性的影响。(2)在抗拉强度较大时,T-C对开挖面稳定性影响较为显著,随着抗拉强度的折减,T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小,且顶部区域明显钝化。

关键词：开挖面稳定性多切线技术 Power-Law准则拉应力截断极限分析

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新型加筋土挡墙动变形特性试验研究

振动与冲击 2010年第1期29卷 223-227页

作者：杨果林林宇亮李昀中南大学土木建筑学院长沙410004

对加筋格宾挡墙、绿色加筋格宾挡墙以及柔性网面土工格栅加筋土挡墙三种新型加筋土结构进行室内试验研究,施加了五种频率、四种振幅的动变循环荷载。每种挡墙累积振动次数达到200万次,得出了影响加筋土挡墙动变形特性的因素及其显著性,... 详细信息

对加筋格宾挡墙、绿色加筋格宾挡墙以及柔性网面土工格栅加筋土挡墙三种新型加筋土结构进行室内试验研究,施加了五种频率、四种振幅的动变循环荷载。每种挡墙累积振动次数达到200万次,得出了影响加筋土挡墙动变形特性的因素及其显著性,以及三种新型挡墙在不同频率、不同振幅的动荷载作用下的侧向变形和竖向变形的发展和变化规律,并对分级卸载时的挡墙的变形特性也作了研究。三种新型的挡墙在试验荷载作用下动变形特性表现出了很大的共性。

关键词：加筋格宾挡墙绿色加筋格宾挡墙柔性网面土工格栅加筋土挡墙动变形特性室内试验

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太阳辐射下钢管构件非均匀温度场研究

铁道科学与工程学报 2025年

作者：赵文琦何旭辉邹云峰蔡陈之徐明黄石基中南大学土木工程学院中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室

桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响，导致其内部的温度分布不均，这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响，深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应... 详细信息

桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响，导致其内部的温度分布不均，这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响，深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应机制。选取不同方位和倾角的圆形和矩形钢管构件作为研究对象，开展一项温度试验研究，分析钢管形状、方位和倾角对其温度分布特性的影响。基于试验数据，构建探究钢管构件热行为的有限元模型并进行严格验证。通过定性和定量相结合的方式，揭示方位和倾角对圆形和矩形钢管热应力分布的影响机理，为桥梁钢结构的施工和运维提供参考。研究结果表明：方位和倾角是影响钢管构件温度分布的重要因素，与东西走向钢管相比，南北走向钢管的各部分温度变化呈现出不同步的特点，导致更加复杂的温度分布模式。无论是圆形还是矩形钢管，在水平放置时温度差异最为显著，而随着倾角增大，这种温度差异逐渐减小。水平钢管的日最大温差与45°和90°钢管的日最大温差相比，差异最大可达7.5℃和14.5℃。此外，钢管构件的热应力变化与太阳辐射强度的变化密切相关。南北走向钢管的热应力分布较东西走向钢管更加不均匀，而水平钢管的热应力较45°和90°钢管更大。圆形和矩形钢管的最大Von Mises应力均出现在南北向水平钢管，最大热应力分别达到119.1MPa和123.8MPa，且最大平均热应力分别达到86.5MPa和92.1MPa。研究成果为钢结构桥梁的热效应研究提供科学依据，对工程设计和安全管理具有重要指导意义。

关键词：桥梁工程温度场模型试验数值计算钢管构件太阳辐射

自然扩散条件下混凝土中氯离子的沉积(英文)

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硅酸盐学报 2008年第4期36卷 465-469页

作者：龙广成吕学锋谢友均余志武中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院长沙长沙410075

采用浸泡试验方法,通过测定不同条件下混凝土内部不同位置处外渗氯离子的含量,研究了混凝土组成与配比、溶液中氯离子浓度、浸泡方式等因素对自然扩散条件下混凝土中氯离子沉积的影响规律,并采用不同的试验测试方法分析了混凝土中以化... 详细信息

采用浸泡试验方法,通过测定不同条件下混凝土内部不同位置处外渗氯离子的含量,研究了混凝土组成与配比、溶液中氯离子浓度、浸泡方式等因素对自然扩散条件下混凝土中氯离子沉积的影响规律,并采用不同的试验测试方法分析了混凝土中以化学结合、物理吸附或游离方式沉积的氯离子含量。结果表明:较高水胶比(>0.42)条件下,水胶比的变化对混凝土表层沉积的氯离子数量无显著影响。混凝土中沉积的氯离子数量随外部环境中氯离子浓度的增加而呈不同程度的增加。相对于一维浸泡方式,三维浸泡的混凝土表层沉积的氯离子有一定程度的提高。与酸溶法相比,混凝土中水溶性氯离子的沉积量约降低30%。

关键词：氯离子沉积浸泡混凝土

CFG桩复合地基桩土应力比计算与影响因素分析

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中国铁道科学 2008年第5期29卷 7-12页

作者：但汉成李亮赵炼恒王峰中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

基于目前对带垫层的复合地基桩土应力比计算理论的研究不够完善和为了满足工程实际中桩土应力比计算的需要,从单元变形模式出发,综合考虑桩体的负摩擦阻力、桩顶刺入垫层和桩端刺入持力层的情况,并将土层按等沉面的位置分为上下两层土体... 详细信息

基于目前对带垫层的复合地基桩土应力比计算理论的研究不够完善和为了满足工程实际中桩土应力比计算的需要,从单元变形模式出发,综合考虑桩体的负摩擦阻力、桩顶刺入垫层和桩端刺入持力层的情况,并将土层按等沉面的位置分为上下两层土体,采用简化和收敛的方法,导出带垫层的CFG桩复合地基桩土应力比的计算公式。运用该方法对桩长为6.8-7.6 m的CFG桩复合地基进行计算得到的等沉面位置位于距桩底0.6-0.7的桩长处,应力比值在14-19。计算值与现场试验结果吻合较好,说明该计算方法能满足实际工程计算的需要,适用于刚性桩复合地基的桩土应力比计算。运用该分析方法对桩土应力比影响因素的分析表明：选择合理的桩间距、桩径、桩长和垫层材料能充分发挥CFG桩复合地基的承载能力。

关键词：复合地基 CFG桩桩土应力比垫层负摩阻力等沉面

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水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

中国铁道科学 2010年第6期31卷 32-37页

作者：田冬梅邓德华黄波廖乃凤中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定... 详细信息

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。

关键词：水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性固灰比毛细孔隙率含气量