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基于超声扩散场的焊接节点疲劳损伤早期检测及剩余寿命评估

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土木工程学报 2024年第9期57卷 22-33,45页

作者：高树灵李宁岳亚男张芮天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法... 详细信息

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法通过计算有损和无损状态下超声能量密度的差异,定义焊接节点疲劳损伤指数;采用对接焊缝和十字形传力角焊缝试件,验证损伤指数对焊接节点疲劳损伤的敏感性和普适性;而后,对早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估与棘轮应变检测结果进行对比。试验结果表明:所提出的损伤指数变化趋势与棘轮应变检测结果吻合度高;焊接节点疲劳裂纹扩展时,损伤指数增长尤为快速;当裂纹萌生时,损伤指数表现出突然增大的趋势,据此定义早期裂纹萌生预警判据,实现对焊接节点疲劳全寿命60%~80%的早期剩余寿命评估;同时,根据损伤指数曲线明显的谷值点,实现焊接节点寿命30%~50%的早期剩余寿命评估。

关键词：超声扩散场焊接节点疲劳损伤检测早期预警剩余寿命评估

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振动台试验饱和机制砂模型土动力特性研究

土木工程学报 2024年第3期57卷 110-122页

作者：韩庆华王永超刘铭劼李浩斌天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

根据饱和砂土-结构相互作用振动台试验的相似性要求,对饱和砂土的相似性要求进行探讨,提出以机制砂作为通用的饱和砂土模型材料。通过动力三轴分级循环加载试验,研究饱和机制砂模型土的最大动剪切模量Gmax、动剪切模量比G/Gmax-γ曲线... 详细信息

根据饱和砂土-结构相互作用振动台试验的相似性要求,对饱和砂土的相似性要求进行探讨,提出以机制砂作为通用的饱和砂土模型材料。通过动力三轴分级循环加载试验,研究饱和机制砂模型土的最大动剪切模量Gmax、动剪切模量比G/Gmax-γ曲线、阻尼比λ-γ曲线、孔压比ru-ΔW曲线的变化范围,得到其动力本构模型参数随有效粒径d10、不均匀系数Cu、曲率系数Cc和相对密度Dr的变化规律和拟合公式,并根据相似要求和拟合公式分不同情况给出饱和机制砂模型土的配制方法。与文献中多种原型砂土的相似性分析表明,饱和机制砂模型土可以对大部分原型砂土有效实现动力特性相似和液化特性相似,证明其广泛适用性。

关键词：饱和机制砂动三轴试验动力特性液化特性相似性模型土配制

考虑地下水位影响的碱渣土地基半埋混凝土内氯离子传输试验研究

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材料导报 2024年第7期38卷 72-78页

作者：王元战杨旻鑫龚晓龙王禹迟郭尚天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津港(集团)有限公司天津300461 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456

关于碱渣土地基环境下钢筋混凝土结构耐久性问题,尚未见相关研究成果,是有待研究的课题。为探究碱渣土地基混凝土内氯离子传输规律,本工作模拟真实碱渣土地基及地下水侵蚀环境,设计了三种地下水位-0.2 m、-0.5 m、-0.8 m,开展半埋于碱... 详细信息

关于碱渣土地基环境下钢筋混凝土结构耐久性问题,尚未见相关研究成果,是有待研究的课题。为探究碱渣土地基混凝土内氯离子传输规律,本工作模拟真实碱渣土地基及地下水侵蚀环境,设计了三种地下水位-0.2 m、-0.5 m、-0.8 m,开展半埋于碱渣土地基的混凝土氯离子自然扩散试验,探究不同地下水位环境下混凝土地表吸附区及地下区域的氯离子分布规律。结果表明,地表吸附区由于其蒸发浓缩及毛细作用,氯离子浓度高于地下区域。氯离子浓度随地下水位的变化呈现较大差异,地表吸附区氯离子浓度随地下水位的升高呈下降趋势,地下区域地下水位的影响主要体现在试件与水位的相对位置,地下水位以下区域氯离子浓度高于地下水位以上区域。在此基础上,探究碱渣土地基半埋混凝土内氯离子传输机理,基于Fick第二定律定量研究了地下水位对表面氯离子浓度及扩散系数的影响,建立考虑地下水位影响的氯离子传输时变模型,通过与实测结果对比印证了模型的正确性,本模型可为实际工程中定量评估不同碱渣土侵蚀环境下混凝土内氯离子浓度以及服役寿命预测提供技术支持。

关键词：碱渣土地基半埋混凝土氯离子传输地下水位耐久性

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大跨度索穹顶结构半主动振动控制分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 17-24页

作者：韩庆华张晓龙芦燕罗奇星天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

为了实现大跨空间结构半主动振动控制,提出了一种基于模糊控制算法的半主动振动控制方法.以某体育馆大跨度索穹顶屋盖为分析对象,建立了基于台站与地震信息的地震动记录选择集,采用研发的新型压电摩擦阻尼器,开展索穹顶结构被动控制研究... 详细信息

为了实现大跨空间结构半主动振动控制,提出了一种基于模糊控制算法的半主动振动控制方法.以某体育馆大跨度索穹顶屋盖为分析对象,建立了基于台站与地震信息的地震动记录选择集,采用研发的新型压电摩擦阻尼器,开展索穹顶结构被动控制研究.将地面加速度和结构变形量2个指标作为控制参数,进行索穹顶结构半主动振动控制分析.结果表明:被动控制时不同地震动强度下结构峰值加速度、最大相对变形量的最小减振率平均值仅分别为3.7%和-1.6%;半主动控制下的压电摩擦阻尼器能够适应不同强度地震动,有效降低结构的峰值加速度和峰值位移,且峰值加速度减振率平均值为20.0%~41.9%,最大相对变形量减振率平均值为12.0%~19.0%.

关键词：压电摩擦阻尼器索穹顶半主动控制地震响应模糊控制

遥感降水降尺度高精度校正及不确定性分析方法

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水利学报 2024年第2期55卷 226-237,252页

作者：董甲平冶运涛顾晶晶黄建雄关昊哲曹引天津大学建筑工程学院天津300072 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038

为消除降水场同质部分影响,提升统计降水降尺度结果精度,提出了基于贝叶斯高精度曲面建模(Bayes-HASM)算法的遥感降水降尺度高精度校正方法。该方法通过引入模拟精度更高的高精度曲面建模方法,并结合贝叶斯优化算法,实现了模型参数自动... 详细信息

为消除降水场同质部分影响,提升统计降水降尺度结果精度,提出了基于贝叶斯高精度曲面建模(Bayes-HASM)算法的遥感降水降尺度高精度校正方法。该方法通过引入模拟精度更高的高精度曲面建模方法,并结合贝叶斯优化算法,实现了模型参数自动优化选择和高精度降尺度校正,解决了现有降尺度残差校正方法存在的误差和多尺度问题。结果表明:贝叶斯优化使高精度曲面建模的不确定性显著减少;经过Bayes-HASM残差校正后,降尺度结果的散点分布更加接近1∶1线,年、季、月和旬尺度的精度指标均得到了显著的改善,CC和IA指标提高至0.9左右,RMSE下降明显,RB也显著改善。本方法能显著降低模型的不确定性并起到消除降水场同质部分影响的作用,有效提升降水降尺度结果精度。

关键词：数字孪生流域高精度曲面建模贝叶斯优化统计降尺度遥感降水

社区尺度斜入射波场下场地-建筑群耦合作用模拟方法

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振动与冲击 2024年第4期43卷 1-11,37页

作者：巴振宁付继赛王方博梁建文牛嘉琪天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedo... 详细信息

场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedom,MDOF)模型计算量小且可同时模拟大量建筑的优势,同时,结合频率波数域(frequency wave number analysis,FK)方法,以等效地震荷载的方式施加地震波场,建立了FK-SE-MDOF耦合方法,实现了SE-MDOF耦合模型中多种波型(P波、SV波和SH波)的斜入射输入,解决了当前三维SCI效应研究方法中未能同时考虑建筑非线性、频谱特性、地震波波型及入射角度影响的问题。首先对方法原理进行了介绍;然后,通过与振动台试验的对比,验证了方法的正确性;进而,采用该方法建立理想场地-城市建筑群相互作用耦合模型,主要探讨了入射角度和地震波波型对SCI效应的影响,得到了一些有益结论。该方法较为真实地反映SCI效应影响的同时,可反映建筑基础轮廓对地震波场的影响,适用于需考虑建筑轮廓信息的社区尺度SCI效应研究,可为城市规划、抗震设计、风险评估以及震后救援等工作提供定量指导。

关键词：场地-城市相互作用(SCI) 频率波数域-谱元-多自由度模型(FK-SE-MDOF)方法斜入射建筑群社区尺度

媒体情绪与企业风险承担——基于机器学习和文本分析的证据

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系统工程理论与实践 2024年第6期44卷 1869-1895页

作者：宫晓莉徐小惠熊熊青岛大学经济学院青岛266071 天津大学复杂管理系统实验室天津300072 天津大学管理与经济学部天津300072

媒体舆论作为企业运营过程中与外界信息交互的重要渠道,能够通过信息加工和反馈潜移默化地影响企业决策.基于优化机器学习方法测量得到的媒体情绪得分,本文发现媒体情绪会抑制企业风险承担,这一结论经过充分稳健性检验后仍然成立.机制... 详细信息

媒体舆论作为企业运营过程中与外界信息交互的重要渠道,能够通过信息加工和反馈潜移默化地影响企业决策.基于优化机器学习方法测量得到的媒体情绪得分,本文发现媒体情绪会抑制企业风险承担,这一结论经过充分稳健性检验后仍然成立.机制分析表明,媒体情绪主要通过影响信息不对称程度、感染投资者情绪和加剧分析师羊群行为实现对企业风险承担的抑制效应.异质性分析表明相比于负面媒体情绪,正面媒体情绪在这一过程中起主导作用.除此之外,这一抑制效应在行业竞争程度更激烈、外部监督程度更严格时显著性降低,且在融资约束更高、金融化程度更高、高管在职消费现象更严重时更加明显.本文的研究不仅有助于厘清媒体情绪对企业风险承担的影响方式和途径,对于如何利用媒体力量助力企业风险决策和价值提升,促进实体经济高质量发展也有一定的政策启示.

关键词：媒体情绪机器学习企业风险承担信息不对称投资者情绪

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海上风电三筒导管架基础的湿拖耦合动力响应研究

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 92-103页

作者：张浦阳梁迪生齐喜玲天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300050

[目的]为提高海上风电多筒导管架基础的湿拖运输安全性,需探究其湿拖运输过程的稳性和动态响应问题。[方法]基于海工分析软件MOSES构建水动力模型,对湿拖运输过程分别进行频域和时域分析,并定量分析波浪载荷、拖航方式等参数对三筒导管... 详细信息

[目的]为提高海上风电多筒导管架基础的湿拖运输安全性,需探究其湿拖运输过程的稳性和动态响应问题。[方法]基于海工分析软件MOSES构建水动力模型,对湿拖运输过程分别进行频域和时域分析,并定量分析波浪载荷、拖航方式等参数对三筒导管架基础拖航特性的影响。[结果]计算结果表明,三筒导管架具有良好的湿拖稳性,在吃水深度8~10 m范围内的正浮态均可满足完整稳性校核;三筒导管架基础的拖缆力、纵摇角、垂荡加速度、筒气压的幅值与波高呈正比关系,与吃水深度呈线性变化关系但影响较小;拖缆力和筒气压的幅值与波浪周期无明显关系,但波浪周期将影响该基础的纵摇和垂荡响应幅值;拖缆力与航速的平方近似呈正比关系;顺浪条件下三筒导管架基础的纵摇运动比逆浪条件更为剧烈。[结论]研究成果对于提高多筒导管架基础的湿拖运输安全性具有重要的指导意义。

关键词：海上风电三筒导管架基础水动力模型湿拖稳性 MOSES软件

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化工过程中的电子传递、质子传递和分子传递

化工学报 2024年第3期75卷 1052-1064页

作者：李诗浩吴振华赵展烽吴洪杨冬石家福姜忠义天津大学化工学院天津300072 天津大学环境科学与工程学院天津300072

随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递... 详细信息

随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递、热量传递与质量传递为基础,揭示了物质、能量传递与化学反应的协同强化规律,对化工领域的发展具有重要和深远意义。近年来,由于光能、电能等清洁能源以及绿色生物制造、光电化学工程等新学科引入化工反应过程中,以电子传递、质子传递和分子传递为代表的三类传递现象得到了广泛关注和大量研究,为“三传一反”理论注入了新的活力。在此背景下,尝试将电子传递、质子传递和分子传递三类现象进行分析和介绍,针对不同化学反应的特点,初步总结了通过电子传递、质子传递和分子传递过程的单独或协同强化,以实现传递过程与化学反应过程的高度匹配,进而实现化学反应效率的显著提升。

关键词：电子传递质子传递分子传递化工过程化学反应生物催化太阳能

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