检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

深度学习视域下的轨面伤损检测与量化分析

铁道标准设计 2024年

作者：王超韩峰李媛王成祥兰州交通大学土木工程学院

为解决铁路行车密度增加、运输量增大及预留天窗点时间短而导致的钢轨伤损识别速度慢、精度低等问题，提出一套基于深度学习YOLO v5模型的钢轨表面伤损检测算法，旨在进一步提升钢轨伤损识别的速度与精度。以实际铁路环境中采集的高质... 详细信息

为解决铁路行车密度增加、运输量增大及预留天窗点时间短而导致的钢轨伤损识别速度慢、精度低等问题，提出一套基于深度学习YOLO v5模型的钢轨表面伤损检测算法，旨在进一步提升钢轨伤损识别的速度与精度。以实际铁路环境中采集的高质量图像为数据基础，经过筛选与标注，构建了包含3个类别的共1792张无重复的钢轨表面伤损图像数据集。利用Swin Transformer网络的自注意力机制和移动窗口特性，替换YOLO v5网络的特征提取末端和特征融合尾部结构的C3模块，进一步增强网络的全局感知能力；在Neck端融入轻量级的卷积注意力模块CBAM来细化空间和通道维度的特征响应，聚焦模型注意力于钢轨表面区域。对新算法进行消融实验分析，与原网络YOLO v5s、YOLO v3及Faster RCNN算法进行对比，实验结果表明：基于新算法的鱼鳞裂纹、剥离掉块及接头伤损精度分别达到92.5%、93.7%和99.5%，检测平均速率达到19.2ms/帧。提出的算法在钢轨表面伤损检测方面具有更高的检测精度和更强的特征提取能力，有效抑制了轨面伤损检测存在的错检和漏检问题，实现了速度与精度的平衡，可以满足实际铁路环境中对钢轨表面检测的需求。

关键词：轨面伤损检测深度学习 YOLO v5 Swin Transformer CBAM

节水导向下山区“铁路工程-水资源”系统关键要素识别

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

铁道标准设计 2024年

作者：李引红鲍学英万炳彤贺振霞李亚娟兰州交通大学土木工程学院

为促进山区铁路工程与沿线水资源的协调发展，识别山区铁路工程与水资源系统关键节水要素十分必要。首先，通过问卷调查的方式确定山区铁路工程重点节水专业为隧道、桥梁、路基、站场，从重点专业着手分析山区铁路工程与沿线水资源之间... 详细信息

为促进山区铁路工程与沿线水资源的协调发展，识别山区铁路工程与水资源系统关键节水要素十分必要。首先，通过问卷调查的方式确定山区铁路工程重点节水专业为隧道、桥梁、路基、站场，从重点专业着手分析山区铁路工程与沿线水资源之间的交互影响关系，形成铁路工程与水资源交互影响网络。其次，从铁路工程对水资源胁迫和水资源对铁路工程约束两方面寻找山区铁路工程节水要素和水资源要素，并结合国家法律、法规、行业规范和政府主管部门的相关规定，以节水为目标导向，构建山区铁路工程与水资源要素特征指标体系；在此基础上引入复杂网络理论，构建山区“铁路工程-水资源”要素网络模型。再次，运用双层复杂网络模型计算要素层内综合重要度和层间重要度，层内综合重要度主要考虑要素自身属性重要度、局部要素重要度及全局要素重要度，层间重要度主要考虑层间要素间的影响强度，提取该网络中的关键节水要素。最后，以某山区铁路工程某标段为例，验证了该方法的有效性，计算结果表明，该山区铁路关键节水要素有隧道涌水、隧道施工废水、桥梁钻孔泥浆废水。对关键节水要素提出针对性建议，以期为实现山区铁路工程节水型建设提供理论参考，进而促进山区铁路工程与沿线水资源协调发展。

关键词：山区铁路工程水资源双层复杂网络关键节水要素交互影响

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于G-W理论的轮轨三维粗糙表面摩擦生热

科学技术与工程 2024年第11期24卷 4722-4729页

作者：赵博段志东兰州交通大学土木工程学院兰州730000

为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,通过数值模拟方法研究了粗糙表面轮轨摩擦过程中热的大小及... 详细信息

为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,通过数值模拟方法研究了粗糙表面轮轨摩擦过程中热的大小及温度场和应力场的分布规律。结果表明:微凸体之间的相互作用对摩擦生热有影响,随着球冠状微凸体堆叠度的增大,热区分布面积增加,热源减小;微凸体的数量和排布规律对摩擦生热有影响,微凸体横向排布时,摩擦温升随微凸体数量的增加而减小,微凸体纵向排布时,摩擦温升随微凸体数量增加而增大,热区分布向滑动方向后方集中;不同形貌微凸体对对摩擦温升结果也会产生影响,球冠状微凸体粗糙表面摩擦温升总体高于长方体状微凸体摩擦温升。可见,微观层面粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副热源、热区分布、温度场和应力场分布等都会产生影响,为进一步研究轮轨相互作用,保障列车安全运行提供理论依据。

关键词：摩擦接触粗糙表面数值模拟热机耦合轮轨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

寒旱地区混凝土箱形渡槽湿热耦合效应

科学技术与工程 2024年第17期24卷 7312-7318页

作者：高宗德季日臣兰州交通大学土木工程学院兰州730070

针对冬季渡槽的湿热全耦合效应问题,避免渡槽在冬季输水过程中出现裂缝现象,以寒旱地区引洮工程柳林沟渡槽为工程背景,利用湿热耦合传输理论分析,实测2023年1月5—20日的环境温度、环境湿度及风速,采用Fluent有限元软件建立了不同环境... 详细信息

针对冬季渡槽的湿热全耦合效应问题,避免渡槽在冬季输水过程中出现裂缝现象,以寒旱地区引洮工程柳林沟渡槽为工程背景,利用湿热耦合传输理论分析,实测2023年1月5—20日的环境温度、环境湿度及风速,采用Fluent有限元软件建立了不同环境参数的混凝土箱形渡槽温度场、湿度场、湿热耦合场有限元模型,并分析不同工况对冬季渡槽的非耦合和全耦合状态下的变形影响。分析结果表明,渡槽通水时冬季最不利温差为-14.7℃,不通水时为-6.3℃;渡槽通水时冬季最不利横向温差为-10.2℃,不通水时为-6.2℃;在湿度扩散过程中,沿板厚方向湿度由内向外逐渐减小,且吸水速度随时间的增大而减小;在湿热耦合过程中,全耦合场温度值小于非耦合场温度值,湿热全耦合作用的挠度变化值小于湿热非耦合作用下的挠度变化值,湿热耦合作用的拉应力小于湿热非耦合作用下的拉应力值,因此,湿热全耦合作用对渡槽结构变形有利。

关键词：渡槽温度梯度湿度梯度湿热耦合场裂缝

基于改进Sherwood-Frost模型的钢结构重防腐涂装本构研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铁道科学与工程学报 2024年

作者：蔺鹏臻陈星兰州交通大学土木工程学院

为探究影响钢结构重防腐涂装层单轴拉伸力学行为的关键因素，并据此构建其综合多重因素影响的本构模型。选取底漆、中间漆、面漆结合的三层钢结构重防腐涂装体系为研究对象，使用控制变量法对涂层进行了单轴拉伸试验，记录了各项拉伸力... 详细信息

为探究影响钢结构重防腐涂装层单轴拉伸力学行为的关键因素，并据此构建其综合多重因素影响的本构模型。选取底漆、中间漆、面漆结合的三层钢结构重防腐涂装体系为研究对象，使用控制变量法对涂层进行了单轴拉伸试验，记录了各项拉伸力学性能指标，包括拉伸强度、断裂伸长率等。实验在-20℃至50℃的温度范围内进行，应变率设置在 6.67×10-4s-1至1.67×10-2s-1内，中间漆厚度则在140μm至700μm之间变化。量化分析了各因素对钢结构涂装层力学性能的影响程度，并揭示了各影响规律产生的原因。基于Sherwood-Frost模型理论，结合涂层材料特性及试验结果，确定了本构模型温度项、应变率项及厚度项，构建了多因素钢结构涂装层本构模型。并通过对钢结构重防腐涂装层进行了在应变率恒定，温度和中间漆厚度两种工况耦合的单轴拉伸试验，验证了该模型的可靠性。研究发现，在试验条件范围内，随着温度升高或应变率降低，涂层的拉伸强度减小而断裂延伸率增大。在中间漆厚度方面，当厚度为560μm时，涂层的力学性能响应最为明显。构建的本构模型预测值与试验结果的相关系数r均在0.97及以上，能够描述和预测在各种单因素或多因素耦合影响下涂装层的拉伸力学性能表现。本研究可以为钢结构重防腐涂装层的设计和应用提供理论支持，并为相似结构的防腐设计和研究提供参考。

关键词：钢结构重防腐涂装力学性能影响因素本构模型

植筋UHPC-NC界面直剪试验研究及有限元模拟

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

硅酸盐通报 2024年第6期43卷 2056-2063,2072页

作者：鲜雪蕾林梦凯陈天明王大宁兰州交通大学土木工程学院兰州730070

目前,超高性能混凝土(UHPC)被广泛用于组合构件和普通混凝土(NC)结构的加固。在加固后,由于界面法向拉应力和界面切向剪应力的共同作用,UHPC与NC之间的界面成为最脆弱的部分。植筋处理是连接旧混凝土与新混凝土界面的常见方法。本研究... 详细信息

目前,超高性能混凝土(UHPC)被广泛用于组合构件和普通混凝土(NC)结构的加固。在加固后,由于界面法向拉应力和界面切向剪应力的共同作用,UHPC与NC之间的界面成为最脆弱的部分。植筋处理是连接旧混凝土与新混凝土界面的常见方法。本研究通过直剪试验和有限元模拟综合分析了有无植筋的UHPC-NC试件的抗剪强度以及植筋率对抗剪性能的影响。结果表明,无植筋试件的抗剪强度仅为整体浇筑试件的20%,而植筋试件的抗剪强度为整体浇筑试件的40%~80%。在未植筋试件中,破坏形式呈脆性破坏,而在植筋试件中,界面裂缝得到发展,界面抗剪强度提高,界面滑移量增大,界面呈延性破坏。

关键词： UHPC 新老混凝土植筋加固粘结面剪切性能植筋率

维普期刊数据库博看期刊

铁路轨道工程物化阶段碳排放预测及影响因素研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铁道科学与工程学报 2024年

作者：鲍学英韩通霍雨雨兰州交通大学土木工程学院

在国家“双碳”战略目标下，铁路领域低碳转型势在必行。轨道工程作为铁路工程的重要组成部分，其物化阶段产生的碳排放是铁路工程碳排放的重要来源。为量化铁路轨道工程物化阶段碳排放，并实现智能化分析，建立铁路轨道工程物化阶段碳... 详细信息

在国家“双碳”战略目标下，铁路领域低碳转型势在必行。轨道工程作为铁路工程的重要组成部分，其物化阶段产生的碳排放是铁路工程碳排放的重要来源。为量化铁路轨道工程物化阶段碳排放，并实现智能化分析，建立铁路轨道工程物化阶段碳排放计算模型，并提出一种基于机器学习算法的碳排放预测及影响因素分析模型。首先，界定物化阶段研究边界，分解铁路轨道工程，以主要工序为基本计算单元，采用碳排放因子法建立碳排放计算模型；其次，运用梯度提升树算法（Light Gradient Boosting Machine, LigtGBM）构建碳排放预测模型，并引入可解释机器学习模型（Shapley Addictive Explanation, SHAP）分析影响因素对碳排放量的贡献。以某西南山区铁路轨道工程为例，选取其中典型单元轨节计算碳排放量，结果显示1km长度碳排放总量为1274.94t，物化阶段中材料生产阶段碳排放占比最大，约为76.04%；分项工程中铺轨和铺道床的碳排放占比较高，分别为47.62%和43.93%。提取该轨道工程碳排放相关特征作为影响因素，对LigtGBMSHAP模型进行验证，各项评估指标的数值表明模型具有较好的预测效果，影响因素重要度由大到小依次为轨道结构形式、线路地段、轨枕类型或轨道板、施工天数、区段坡度、区段运输距离，并在结果分析中通过单因素特征依赖图明晰各影响因素的分类变量或数值变化对碳排放量产生的影响。研究成果为铁路轨道工程碳排放计算、预测及分析提供了一个更加智能、全面的研究模型，为铁路工程建设进行碳减排工作提供参考。

关键词：物化阶段碳排放预测影响因素梯度提升树算法可解释机器学习

极端降雨对黄土沟壑区隧洞施工力学效应影响分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

科学技术与工程 2024年第15期24卷 6388-6397页

作者：尚凯陶虎方自刚樊娜娜万宇兰州交通大学土木工程学院兰州730070

黄土地区输水隧洞的建设中,降雨入渗极大影响着输水隧洞围岩稳定性。利用非饱和渗流理论和数值模拟方法研究了极端降雨条件入渗与黄土沟壑区隧洞的开挖扰动耦合影响下围岩的变形和渗流场演变规律,通过Plaxis3D模型对降雨入渗下新奥法施... 详细信息

黄土地区输水隧洞的建设中,降雨入渗极大影响着输水隧洞围岩稳定性。利用非饱和渗流理论和数值模拟方法研究了极端降雨条件入渗与黄土沟壑区隧洞的开挖扰动耦合影响下围岩的变形和渗流场演变规律,通过Plaxis3D模型对降雨入渗下新奥法施工过程中围岩力学特性、初期支护过程进行流固耦合分析。结果显示,降雨等级越高,围岩孔隙水压力变化幅度越大,对围岩的稳定性越不利;降雨入渗与开挖扰动会加速土层中渗流场和应力场的重分布过程;基于沟道的汇水特性,隧洞围岩含水率在最初5~10 d呈台阶式增长,拱顶、拱腰和拱趾处的最大变形为17.8、28.2、24.6 mm,最大剪切应力为150.6、182.5、175.3 kPa,降雨结束约15~20 d围岩变形速率逐渐减小收敛至特定值,但围岩的应力持续增加,为避免围岩发生塑性变形,故可在15~20 d进行二次衬砌支护。本次研究结果可对极端降雨期黄土沟壑地区隧洞施工安全控制提供参考。

关键词：极端降雨黄土沟壑区隧洞开挖力学响应时效性

Taylor-Couette波状涡的周期性特征研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 113-120页

作者：毛玉红陈超王敏兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态数值模拟,研究了波状涡流场中不同旋转雷诺数下环隙子午面上涡流场特征随时间的变化情况,分析了波状涡流场的周期性变化规律.结果表明:Taylor-Couette波状涡流场内的涡旋大小、形... 详细信息

采用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态数值模拟,研究了波状涡流场中不同旋转雷诺数下环隙子午面上涡流场特征随时间的变化情况,分析了波状涡流场的周期性变化规律.结果表明:Taylor-Couette波状涡流场内的涡旋大小、形态及涡心位置存在周期性变化规律,相邻涡旋的形态与特征呈现相反的变化趋势;涡旋、涡核的变化周期几乎完全相同,当转速为20 r/min时,涡旋和涡核的周期变化时间分别为6.80 s和6.83 s,当转速为40 r/min时,涡旋和涡核的周期变化时间分别为1.49 s和1.50 s,但涡核的变化趋势在周期变化过程中处于主导地位;随着旋转雷诺数的增大,波状涡的变化周期逐渐减小,说明周期的数值变化一定程度上可以反映并衡量Taylor-Couette涡流场形态的转变过程.

关键词：大涡模拟 Taylor-Couette涡流场波状涡周期性特征

同方期刊数据库