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基于参数相关性和混合神经网络的结构随机灵敏度分析方法

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建筑结构学报 2015年第4期36卷 149-157页

作者：董现王湛华南理工大学土木工程系广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

针对进行随机分析时采用蒙特卡罗计算法效率低,未能考虑参数之间相关性,导致在分析参变量对结构力学性能的影响时得到错误的灵敏度系数,以及原有灵敏度计算方法只能考虑局部梯度等问题,采用改进的混沌粒子群算法优化网络寻址结构,利用... 详细信息

针对进行随机分析时采用蒙特卡罗计算法效率低,未能考虑参数之间相关性,导致在分析参变量对结构力学性能的影响时得到错误的灵敏度系数,以及原有灵敏度计算方法只能考虑局部梯度等问题,采用改进的混沌粒子群算法优化网络寻址结构,利用混合神经网络构建复杂结构响应的近似模型,通过相关参数与独立正态参数之间的等效变换建立符合参数相关性的随机序列对结构进行随机性分析,并根据文中提出的灵敏度度量方法计算随机变量的全局灵敏度系数。通过算例验证所提方法的可行性,且考虑参数之间相关关系得到的结构随机响应更符合工程实际情况。同时,利用所提出的随机灵敏度计算方法可以更好地反映各随机变量对结构响应的相关性和敏感性。

关键词：结构分析参数相关性改进混沌粒子群随机性灵敏度分析神经网络

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基坑施工对盾构隧道变形影响的实测研究

岩石力学与工程学报 2008年第A02期27卷 3393-3400页

作者：刘庭金华南理工大学土木工程系广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

利用广州地铁一号线黄沙—长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施... 详细信息

利用广州地铁一号线黄沙—长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施工对区间隧道的变形影响,解析了诱发道床开裂和水沟翻浆冒泥病害的原因。研究结果表明:(1)上行线隧道已朝西北角基坑发生侧向移动,隧道处于不利的扭转受力状态,下行线隧道水平方向变形则呈现明显的腰鼓形态;(2)上、下行线隧道沉降主要集中在离车站北端0～70m区段,沉降曲线均呈现明显的勺子形状,且下行线隧道沉降量明显大于上行线;(3)道床最大沉降量在地铁正常运营控制范围内,但道床与隧道底部间存在一定程度的脱空,导致道床开裂和水沟翻浆冒泥;(4)隧道纵向沉降最小曲率半径为19500m,按等效轴向刚度模型计算,其对应的管片环环缝最大接头张开增量为0.33mm。

关键词：隧道工程基坑施工地铁隧道盾构管片实测数据变形规律

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基于微粒群算法的桁架频率拓扑优化

中山大学学报（自然科学版） 2008年第S2期47卷 22-28页

作者：魏徳敏文星宇华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木工程系广东广州510640

研究桁架结构频率拓扑优化的微粒群算法。采用混合罚函数法分开处理结构固有频率约束和其他约束条件,既保证所有约束能够严格满足,又提高了微粒群算法的收敛速度。由模态识别系数判断出虚节点自由度产生的局部振动模态,排除其对应的频率... 详细信息

研究桁架结构频率拓扑优化的微粒群算法。采用混合罚函数法分开处理结构固有频率约束和其他约束条件,既保证所有约束能够严格满足,又提高了微粒群算法的收敛速度。由模态识别系数判断出虚节点自由度产生的局部振动模态,排除其对应的频率,得到结构真实的固有频率。算例计算结果表明,无论是频率极值优化问题,还是具有频率约束的结构优化问题,联合使用微粒群算法和模态识别系数都可以很方便地获得桁架最优截面和拓扑构型。

关键词：微粒群算法平面桁架频率优化拓扑优化

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基于混合PSO算法的桁架动力响应优化

振动与冲击 2011年第5期30卷 174-178页

作者：魏徳敏文星宇华南理工大学土木工程系广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

针对以结构动力响应为约束,最小重量为目标的桁架拓扑优化问题,提出了一种将微粒群算法和优化准则法结合的混合PSO算法。利用优化准则法的迭代关系找出群体中适应度最好的微粒,将其作为特殊微粒,其他微粒的寻优采用PSO的基本进化规则,... 详细信息

针对以结构动力响应为约束,最小重量为目标的桁架拓扑优化问题,提出了一种将微粒群算法和优化准则法结合的混合PSO算法。利用优化准则法的迭代关系找出群体中适应度最好的微粒,将其作为特殊微粒,其他微粒的寻优采用PSO的基本进化规则,位移响应约束利用特殊微粒的灵敏度信息近似计算。算例的计算结果表明,混合PSO算法适用于受简谐荷载以及脉冲荷载作用桁架结构的拓扑优化。混合PSO的计算效率比PSO算法高,其优化效果比优化准则法好。

关键词：混合PSO 动力响应优化拓扑优化位移响应约束

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深圳水库高边坡的稳定性分析

岩石力学与工程学报 2004年第6期23卷 906-910页

作者：曹洪房营光华南理工大学建筑学院土木工程系广州510641

对深圳水库高边坡的局部和整体稳定性、边坡滑动位移以及边坡失稳的突变特性进行了分析,并着重分析了地下水及土体水弱化性质对边坡稳定性的影响。边坡失稳突变特性的分析采用突变理论模型。边坡的稳定性分析和位移计算结果表明,边坡失... 详细信息

对深圳水库高边坡的局部和整体稳定性、边坡滑动位移以及边坡失稳的突变特性进行了分析,并着重分析了地下水及土体水弱化性质对边坡稳定性的影响。边坡失稳突变特性的分析采用突变理论模型。边坡的稳定性分析和位移计算结果表明,边坡失稳主要是由地下水的影响及土的水致弱化性质引起的。突变理论模型分析也表明,水的作用使土的强度降低为某一数值时,边坡的滑动位移将突然增大,发生突变性失稳现象。理论分析结果与现场监测结果相符,可为边坡的整治提供科学依据。

关键词：深圳水库高边坡稳定性工程地质应力软化位移突变

基于统一相场理论的早龄期混凝土化-热-力多场耦合裂缝模拟与抗裂性能预测

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力学学报 2021年第5期53卷 1367-1382,I0003页

作者：吴建营陈万昕黄羽立华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510641 华南理工大学土木工程系广州510641 清华大学土木工程系北京100084

受水化反应和热量传输等过程影响,混凝土在养护阶段会发生受约束收缩变形,并由此在结构内引发较大的拉应力,而此时混凝土力学性能往往还处于较低水平,容易导致建造期混凝土结构即出现裂缝等病害.这种早龄期混凝土裂缝对核安全壳、桥梁... 详细信息

受水化反应和热量传输等过程影响,混凝土在养护阶段会发生受约束收缩变形,并由此在结构内引发较大的拉应力,而此时混凝土力学性能往往还处于较低水平,容易导致建造期混凝土结构即出现裂缝等病害.这种早龄期混凝土裂缝对核安全壳、桥梁隧道、地下结构、水工或海工结构等重大土木工程和基础设施的全生命周期完整性、耐久性和安全性造成严重影响.为了准确预测早龄期混凝土抗裂性能并量化裂缝演化对混凝土结构行为的不利影响,亟需开展化-热-力多场耦合环境下的混凝土裂缝建模与抗裂性能分析研究.针对这一需求,本工作在前期提出的固体结构损伤破坏统一相场理论基础上,考虑开裂过程与水化反应、热量传输等之间的相互影响,建立裂缝相场演化特征(包括基于强度的裂缝起裂准则、基于能量的裂缝扩展准则和基于变分原理的扩展方向判据等)与混凝土水化度和温度之间的定量联系,提出混凝土化-热-力多场耦合相场内聚裂缝模型,发展相应的多场有限元数值实现算法并应用于若干验证算例.数值模拟结果表明,上述多场耦合相场内聚裂缝模型合理地考虑了水化反应、热量传输、力学行为以及裂缝演化之间的耦合效应,揭示了早龄期混凝土热膨胀变形和自收缩变形的相互竞争机理,且分析结果不受裂缝尺度和网格大小等数值参数的影响,实现了早龄期裂缝演化全过程准确模拟和抗裂性能定量预测,有望在混凝土结构早龄期裂缝预测和控制方面发挥重要作用.

关键词：混凝土早龄期裂缝多物理场相场理论相场内聚裂缝模型

地层错动引起的上覆砂层变形特性的离心试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第8期29卷 1649-1656页

作者：骆冠勇吴宏伟蔡奇鹏华南理工大学土木工程系广东广州510640 香港科技大学土木与环境工程系中国香港

地层错动引起的基岩上覆土体变形对地表的建筑物、地下管线和隧道的安全带来潜在危险。为减小这种危险给人们的生命财产带来的损失,掌握地层错动引起的上覆土层的变形行为规律,通过土工离心试验,采用PIV图片测距技术,研究不同基岩错动... 详细信息

地层错动引起的基岩上覆土体变形对地表的建筑物、地下管线和隧道的安全带来潜在危险。为减小这种危险给人们的生命财产带来的损失,掌握地层错动引起的上覆土层的变形行为规律,通过土工离心试验,采用PIV图片测距技术,研究不同基岩错动量下竖向正断层错动造成的地表变形特点和断层裂缝在砂层中传播的规律。通过分析试验得到位移和应变场,得到以下几点认识:(1)不均匀沉降地表宽度(剪切区)并不随基岩错动位移的增大而线性增大,尤其在下盘,其宽度增大幅度很小;(2)基岩向下错动给上盘带来的干扰和破坏大于下盘;(3)裂缝传播整体传播方向偏于上盘。主裂缝的总体传播方向与断层平面的夹角约等于土体在土层平均围压下的剪胀角。当裂缝传至土体上部时,传播角会向上盘偏转而变大。

关键词：土力学离心机断层传播变形剪胀