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正常固结非饱和黏性土的三剪弹塑性本构模型

工程力学 2022年第1期39卷 164-174页

作者：胡小荣蔡晓锋李春博章志荣瞿鹏南昌大学建筑工程学院南昌330031

基于临界状态土力学框架,采用单应力变量法和双应力变量法非饱和土三剪强度准则,将原饱和土屈服函数中的屈服应力和破坏应力比分别替换成能反映土体饱和度影响的屈服应力和三剪破坏应力比,采用等量代换法和坐标平移法的三剪屈服函数推导... 详细信息

基于临界状态土力学框架,采用单应力变量法和双应力变量法非饱和土三剪强度准则,将原饱和土屈服函数中的屈服应力和破坏应力比分别替换成能反映土体饱和度影响的屈服应力和三剪破坏应力比,采用等量代换法和坐标平移法的三剪屈服函数推导出4种三剪弹塑性本构模型。所提本构模型能反映非饱和土全应力状态下土的强度区间效应、拉压强度差及黏聚力的影响。以南昌非饱和黏性土为研究对象,对所提4种模型分别做了试验参数确定、常规固结排水三轴试验验证和真三轴数值模拟分析。常规三轴试验结果表明,采用双应力变量相对单应力变量法的数值模拟结果相对更接近试验结果,采用坐标平移法相对等量代换法的数值模拟结果相对更接近试验结果。真三轴数值模拟对比结果表明,采用双应力变量法相对单应力变量法所得剪应力和体应变也偏大。随着中间主应力影响系数b增大,4种本构模型的剪应力和体应变也会随之增大;其他条件不变时,基质吸力越大,剪应力也随之变大。

关键词：正常固结非饱和黏性土三剪弹塑性本构模型非饱和土三剪强度准则单应力变量法双应力变量法

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基于双重注意力机制的滑坡识别方法优化

地质科技通报 2022年第2期41卷 246-253页

作者：吴琪周创兵黄发明姚池南昌大学建筑工程学院南昌330031

随着计算机视觉技术的发展,通过卫星图像深度学习进行滑坡识别的研究正在逐步展开。通过引入双重注意力机制,提出了一种基于卷积神经网络的滑坡图像识别优化算法。基于统计的2200张滑坡图像数据集,探讨了10种网络结构及4种注意力机制对... 详细信息

随着计算机视觉技术的发展,通过卫星图像深度学习进行滑坡识别的研究正在逐步展开。通过引入双重注意力机制,提出了一种基于卷积神经网络的滑坡图像识别优化算法。基于统计的2200张滑坡图像数据集,探讨了10种网络结构及4种注意力机制对滑坡识别结果的影响,并通过比例为4∶1的训练集和测试集进行滑坡识别,验证了本文方法的有效性。结果表明:ResNet结构相较于其他网络结构表现更为优秀,就该算例而言,ResNet-101结构具有最高的召回率、精确率和F 1度量。融入了双重注意力机制的卷积神经网络相较于单个神经网络而言,滑坡识别的精确率更大,且滑坡边界分割结果更接近于真实的滑坡边界,其中,ResNet-101+DAN模型为最优模型。相较之下,单个神经网络无法克服图像噪声的影响,图像分割结果不佳。

关键词：滑坡检测卷积神经网络自动识别注意力机制滑坡数据集方法优化

基于证据权和卡方自动交互检测决策树的滑坡易发性预测

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第5期44卷 16-28页

作者：黄发明石雨欧阳慰平洪安宇曾子强徐富刚南昌大学建筑工程学院南昌330031

滑坡与其环境因子间的非线性关联计算影响滑坡易发性预测建模的不确定性。为研究不确定性因素下易发性建模规律,以中国延长县为例,获取82处滑坡和14种环境因子,通过频率比(Frequency Ratio,FR)和证据权(Weight of Evidence,WOE)等关联... 详细信息

滑坡与其环境因子间的非线性关联计算影响滑坡易发性预测建模的不确定性。为研究不确定性因素下易发性建模规律,以中国延长县为例,获取82处滑坡和14种环境因子,通过频率比(Frequency Ratio,FR)和证据权(Weight of Evidence,WOE)等关联法与卡方自动交互检测(Chi-squared Automatic Interaction Detector,CHAID)决策树相耦合进行建模,并用原始环境因子(称为“原始因子数据”)作为输入变量的单独CHAID决策树进行对比。使用精度、易发性指数均值、标准差和平均秩等评价易发性建模的不确定性。结果表明:WOE-CHAID模型预测的滑坡易发性不确定性低于FR-CHAID模型,可见WOE具有较优秀的非线性关联性能;单独CHAID决策树预测的易发性精度整体略低于WOE-CHAID和FR-CHAID模型,但其建模效率较高;在体现滑坡与其环境因子空间关联性方面,考虑FR和WOE关联法的CHAID决策树模型优势显著。WOE是更优秀的关联分析法,CHAID决策树预测性能好且预测效率高,WOE-CHAID决策树模型的易发性预测不确定性较低且更符合实际滑坡概率分布特征。

关键词：滑坡易发性预测关联分析 CHAID决策树证据权环境因子

考虑线状环境因子适宜性和不同机器学习模型的滑坡易发性预测建模规律

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地质科技通报 2022年第2期41卷 44-59页

作者：黄发明李金凤王俊宇毛达雄盛明强南昌大学建筑工程学院南昌330031

对于滑坡易发性预测中的水系、公路和断层等线状环境因子,现有研究大多采用缓冲分析提取距离线状因子的距离。但缓冲分析得到的线距离属于离散型变量,带有大小不等的随机波动性且对点或线要素的误差较为敏感,导致滑坡易发性建模精度下... 详细信息

对于滑坡易发性预测中的水系、公路和断层等线状环境因子,现有研究大多采用缓冲分析提取距离线状因子的距离。但缓冲分析得到的线距离属于离散型变量,带有大小不等的随机波动性且对点或线要素的误差较为敏感,导致滑坡易发性建模精度下降。提出了使用水系和公路的空间密度等连续型变量改进线状环境因子的适宜性。以江西省安远县为例,选取高程、地形起伏度、距水系和公路距离等14个环境因子(原始因子),再将距水系和公路距离2个线状因子改进为水系密度和公路密度(改进因子);之后采用逻辑回归、多层感知器、支持向量机和C5.0决策树等机器学习模型,分别构建了基于原始因子和改进因子的机器学习模型以预测滑坡易发性;最后利用ROC曲线和易发性指数分布特征等来研究建模规律。结果表明:①改进因子机器学习预测精度均高于原始因子机器学习模型,表明空间密度对于易发性预测的适宜性更好;②在4类机器学习模型中C5.0模型对于滑坡易发性预测性能最好,其次是SVM、MLP和LR;③水系和公路两类环境因子的重要性较高且使用改进因子机器学习后这两类环境因子重要性排名依然非常靠前。

关键词：滑坡易发性预测线状环境因子空间密度机器学习地理信息系统

非饱和黏性土的广义有效应力三剪弹塑性本构模型

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工程力学 2023年

作者：胡小荣路祥蔡晓锋南昌大学建筑工程学院

将非饱和土广义有效应力原理与三剪强度准则相结合，提出了非饱和土广义有效应力三剪强度准则。将所提准则作为破坏准则，分别采用等量代换法和坐标平移法推导出新的破坏应力比，并将其与非饱和土修正剑桥模型相结合得到了新的屈服函数... 详细信息

将非饱和土广义有效应力原理与三剪强度准则相结合，提出了非饱和土广义有效应力三剪强度准则。将所提准则作为破坏准则，分别采用等量代换法和坐标平移法推导出新的破坏应力比，并将其与非饱和土修正剑桥模型相结合得到了新的屈服函数。相比于原来修正剑桥模型中的破坏应力比为定值，新的屈服函数可以更好地反应土体全应力状态、中间主应力效应和拉压不等效应。在弹塑性理论的框架下，建立了非饱和土的广义有效应力三剪弹塑性本构模型。以江西正常固结非饱和重塑红黏土作为试验研究对象，进行室内土工试验、土水特征曲线试验、压缩回弹试验、非饱和土常规三轴固结排水试验。将该本构模型计算结果与非饱和土三轴固结排水试验结果进行对比验证。结果表明，数值模拟结果与试验结果吻合较好，验证了该本构模型的正确性。在轴向应变较小时，等量代换法和坐标平移法模拟结果比较接近，随着轴向应变增大直至偏应力达到平稳状态的过程中，等量代换法计算结果要大于坐标平移法计算结果，且更接近于试验值。真三轴计算预测结果表明，在固结排水条件下，初始压实度、净围压、基质吸力相同，中间主应力影响系数越大，则剪应力和体应变越大。b值相同的情况下，轴向应变较小时，等量代换法计算结果和坐标平移法计算结果比较接近，随着轴向应变的增大，二者之间的差值也越来越大。

关键词：非饱和黏性土本构模型广义有效应力三剪强度准则江西红黏土

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不同城市化程度对内涝弹性的影响研究

长江流域资源与环境 2022年第6期31卷 1402-1412页

作者：傅春黄金燕付耀宗邓俊鹏王乐志裴伍涵南昌大学建筑工程学院江西南昌330031

近年来,城市内涝问题威胁了越来越多的城市安全,利用耦合雨洪模型模拟了南昌市朝阳新城在遭遇1、3、5、10及20 a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程,结合弹性分析法研究了南昌市朝阳新... 详细信息

近年来,城市内涝问题威胁了越来越多的城市安全,利用耦合雨洪模型模拟了南昌市朝阳新城在遭遇1、3、5、10及20 a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程,结合弹性分析法研究了南昌市朝阳新城片区对洪灾的抵御及其恢复能力。同时,分析了研究区3种不同年份的土地利用情况,探究城市化的发展对于研究区在遭受降雨袭击后防御与恢复能力的影响。结果表明:城市化的发展以及降雨重现期的增加都会导致研究区对洪灾的抵御及恢复能力降低。该研究结果有助于在以后的防洪排涝工作中更快更准确地制定出科学合理的抗灾策略,同时使人们更直观地了解城市化进程对于区域防御内涝灾害及其恢复能力的影响。

关键词： MIKE FLOOD模型城市内涝弹性分析不同城市化

关于工程管理专业工程力学课程教学质量提升的思考——以贵州民族大学建筑工程学院为例

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创新创业理论研究与实践 2023年第12期6卷 65-67页

作者：苏恒瑜王舒腾菲菲胡洪森贵州民族大学建筑工程学院贵州贵阳550025

工程力学是贵州民族大学建筑工程学院一门重要的专业课,涉及大量的学科,学生能够在这门课程中培养动手能力。工程管理专业在工程力学课程教学方面存在一些问题,包括学生学习积极性不高;教学内容较多,课时较少;教材内容不够丰富,学生学... 详细信息

工程力学是贵州民族大学建筑工程学院一门重要的专业课,涉及大量的学科,学生能够在这门课程中培养动手能力。工程管理专业在工程力学课程教学方面存在一些问题,包括学生学习积极性不高;教学内容较多,课时较少;教材内容不够丰富,学生学习知识有局限性。为提高工程力学课程教学质量,要制定合理的教学方案;注重理论教学与实践教学相结合;采用多种教学手段,改革考核方式,提高学生的综合能力。

关键词：工程管理专业工程力学课程教学方式教学质量理论与实践考核方式

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低裂隙密度条件下三维裂隙岩体的有效渗透性

清华大学学报（自然科学版） 2021年第8期61卷 827-832页

作者：何忱姚池邵玉龙黄帆周创兵南昌大学建筑工程学院南昌330031

裂隙岩体的渗透性是许多地下工程的重要参数之一。低裂隙密度下岩体渗透性特征与目前广泛研究的高裂隙密度显著不同,并且具有强烈的不确定性。该文首先提出了一种裂隙多孔介质渗流数值方法,该方法建立在等效离散裂隙网络模型之上,采用... 详细信息

裂隙岩体的渗透性是许多地下工程的重要参数之一。低裂隙密度下岩体渗透性特征与目前广泛研究的高裂隙密度显著不同,并且具有强烈的不确定性。该文首先提出了一种裂隙多孔介质渗流数值方法,该方法建立在等效离散裂隙网络模型之上,采用二维三角形单元网络等效描述三维岩体的孔隙基质和裂隙,推导了等效单元导水系数的解析表达式。该方法自然考虑了裂隙与基质之间的流量交换,且无需添加额外的参数。随后,对不同裂隙密度、不同研究尺度的裂隙岩体渗透性进行了Monte-Carlo模拟。结果表明:裂隙网络是否贯通研究区域对有效渗透性影响巨大;裂隙岩体的有效渗透性在低密度区间内存在独有的尺度效应;将岩体的渗透性依据网络是否贯通分类后,两类渗透性平均值依据样本尺度呈现规律变化,该规律能够用帮组建立不同尺度下岩体有效渗透性之间的关系。

关键词：岩石力学裂隙岩体等效离散裂隙网络渗流低裂隙密度

基于分层模型的溶液除湿谷物就仓干燥系统性能及能耗

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农业工程学报 2021年第14期37卷 274-282页

作者：彭冬根聂江涛陈文华南昌大学建筑工程学院南昌330031

为实现安全、高效且节能的粮食干燥过程,发展就仓干燥新型技术,该研究提出一种基于分层模型的热泵驱动溶液除湿谷物就仓干燥系统,建立并验证系统中各部件数学模型,模拟了粮堆高度3m、初始水分0.2的稻谷采用通风量为120 m^(3)/(h·t)在... 详细信息

为实现安全、高效且节能的粮食干燥过程,发展就仓干燥新型技术,该研究提出一种基于分层模型的热泵驱动溶液除湿谷物就仓干燥系统,建立并验证系统中各部件数学模型,模拟了粮堆高度3m、初始水分0.2的稻谷采用通风量为120 m^(3)/(h·t)在空气温度20~32℃,相对湿度55%~80%的不同室外天气参数下干燥致顶层稻谷达到安全水分的过程,对干燥完成时间、干燥后顶层稻谷干物质损失(Dry Matter Loss,DML)和白度值(Whiteness)、以及系统单位能耗和总耗能进行研究,并将系统与其他干燥方式进行性能对比分析。结果表明:完成干燥所需时间整体范围为194~358 h,以粮温20和25℃为例完成干燥时间均满足安全干燥期要求,确定了干燥时间规范上的可行性;干燥后的顶层稻谷干物质损失为0.33%~0.52%,大部分天气参数满足规范要求而稻谷不发生霉变,白度值为51.331~51.452,干燥后整体白度值降低较小;室外空气经除湿换热后以接近于室外空气温度、低含湿量状态进入粮仓,进而验证了热平衡模型以及薄层干燥方程选取的恰当性;系统单位能耗范围为2.09~3.25 kW·h/(%·t),总耗能为6930~9530 kW·h,室外空气温度较高的时更利于降低系统单位能耗和总能耗,提高干燥的效能;系统与热泵加热干燥相比速率快、能耗少、稻谷相关品质较优,具有优越性。系统在特定天气条件下干燥的时效、稻谷相关品质指标及能耗等方面表现良好,所建立模型适当且准确,可为实现安全、高效且节能的谷物就仓干燥提供一种选择。

关键词：谷物干燥溶液除湿分层模型就仓干燥