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武汉理工大学土木工程与建筑学院

土木工程学报 2013年第5期 153-153页

武汉理工大学是由原武汉工业大学、武汉交通科技大学、武汉汽车工业大学于2000年5月合并组建而成,是国家教育主管部门直属的全国重点大学,是首批列入国家"211工程"重点建设的高校之一。学校学科涵盖工学、理学、文学、管理学、经济学、... 详细信息

武汉理工大学是由原武汉工业大学、武汉交通科技大学、武汉汽车工业大学于2000年5月合并组建而成,是国家教育主管部门直属的全国重点大学,是首批列入国家"211工程"重点建设的高校之一。学校学科涵盖工学、理学、文学、管理学、经济学、建筑学、法学、哲学、史学、教育学、医学、艺术学、等门类,现有本科专业82个。

关键词：土木工程建筑学院武汉理工大学

基于多块体上限法的层状珊瑚砂地基承载力分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 921-928页

作者：徐东升刘洋侯传坦武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

为研究层状珊瑚砂地基承载能力,基于极限分析上限理论,构建了适用于层状砂土的多块体破坏机构,推导了外力功率与内能耗散率的计算公式.采用序列二次规划优化算法,建立了层状珊瑚砂地基极限承载力的上限分析方法.通过与现有研究成果的对... 详细信息

为研究层状珊瑚砂地基承载能力,基于极限分析上限理论,构建了适用于层状砂土的多块体破坏机构,推导了外力功率与内能耗散率的计算公式.采用序列二次规划优化算法,建立了层状珊瑚砂地基极限承载力的上限分析方法.通过与现有研究成果的对比分析,验证了所建立方法的有效性,所构建的破坏机构突破了现有分层地基破坏机构下层必须为黏土的局限.结果表明,当破坏机构穿过不同层状地层时,基于层状地基模型与均质地基模型计算得到的地基承载力和临界破坏机构有显著不同,因此有必要考虑不同分层性质.相比于地基载荷试验,所提出的上限分析方法通过调整不同地层土体参数,能够快速得到地基承载力上限值,为珊瑚砂地基设计提供参考.

关键词：地基承载力极限分析多块体上限解层状珊瑚砂

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暴雨内涝下城市路网抗涝韧性评估

交通运输系统工程与信息 2024年第5期24卷 226-236页

作者：金溪穆延武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

极端降雨给城市路网的正常运行带来了极大挑战,为了评估在应对极端降雨时路网的抗涝韧性,本文采用场景模拟方法分析暴雨内涝灾害对路网的影响;以道路水深是否超过水深阈值为标准,判断道路的连通性,构建以节点强度和不同水深下道路速度... 详细信息

极端降雨给城市路网的正常运行带来了极大挑战,为了评估在应对极端降雨时路网的抗涝韧性,本文采用场景模拟方法分析暴雨内涝灾害对路网的影响;以道路水深是否超过水深阈值为标准,判断道路的连通性,构建以节点强度和不同水深下道路速度的衰减函数为计算指标的综合评价框架;基于降雨—积水过程下道路系统的性能变化曲线和4R特征理论,分析4种暴雨重现期下路网的抗涝韧性;提出通过改造易涝交通枢纽提高路网抗涝韧性的提升策略。结果表明:降雨对路网服务性能的影响要大于对路网结构性能的影响,路网的抗涝韧性随着降雨重现期的增大而减小,道路的淹没程度与道路等级和降雨强度两个方面有关;易涝交通枢纽对路网抗涝韧性有较大影响,降雨重现期越小,影响越大。在实施提升策略后,可以显著提升路网的鲁棒性和快速性,增强路网的抗涝韧性。

关键词：城市交通抗涝韧性洪涝模拟道路网络城市内涝

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砂土中斜桩-承台基础的水平承载特性研究

岩土工程学报 2024年第1期46卷 120-130页

作者：张磊沈健豪陈成罗丹阳武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采... 详细信息

通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采用的有限元分析方法能较好地反映斜桩在水平荷载下的受力和变形特性。为了更好地与工程实际相对应,基于上述数值分析方法开展了原型尺寸的数值参数分析,考虑了桩体的弹塑性力学特性,探究土体弹性模量、桩身刚度以及桩身长度对斜桩-承台系统水平承载能力的影响。计算结果表明,相较于改变桩身的抗弯刚度,土体弹性模量的变化对斜桩-承台系统水平承载能力的影响更为显著;当桩长小于25 m(25倍桩径)时,桩长的增加能较明显降低桩顶水平位移响应,当桩长超过该值时,斜桩水平承载能力的提升效率下降。此外,基于试验数据开展了多元回归分析,获得了斜桩-承台系统桩顶水平位移的半经验预测公式,该公式的预测值与试验实测值及数值参数分析计算值的吻合度均较高,具有良好的适用性,有望能为砂土中斜桩工程的设计和分析提供一定的参考依据。

关键词：斜桩-承台系统水平承载能力有限元分析模型试验

三轴剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎、变形和强度特性的影响

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岩土力学 2024年第2期45卷 375-384页

作者：张季如陈敬鑫王磊彭伟珂武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

钙质砂的颗粒破碎、变形和强度特性与受剪时的排水条件有关。然而当前的研究很少考虑不排水剪切过程对钙质砂颗粒破碎和力学特性的影响。对不同初始相对密实度的钙质砂进行了一系列不同有效围压下的三轴固结排水和不排水剪试验,以研究... 详细信息

钙质砂的颗粒破碎、变形和强度特性与受剪时的排水条件有关。然而当前的研究很少考虑不排水剪切过程对钙质砂颗粒破碎和力学特性的影响。对不同初始相对密实度的钙质砂进行了一系列不同有效围压下的三轴固结排水和不排水剪试验,以研究剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎和力学性质的影响。结果表明:在相同的有效围压下,排水剪试验的颗粒破碎率高于不排水剪试验。在排水剪与不排水剪过程中,钙质砂的应力-应变曲线都表现为应变软化行为,其剪胀趋势受到初始相对密实度和有效围压的影响。钙质砂的临界状态与初始状态无关,与剪切过程中的排水条件有关,对于临界应力比和相变应力比,排水剪试验大于不排水剪试验。钙质砂的峰值有效内摩擦角随初始相对密实度、有效围压和颗粒破碎率的增大而减小,但是临界有效内摩擦角不受初始条件、有效围压和颗粒破碎的影响,两种有效内摩擦角都与剪切过程中的排水条件有关。对于峰值有效内摩擦角和临界有效内摩擦角,排水剪试验大于不排水剪试验。上述结果表明,钙质砂的颗粒破碎、变形和强度特性与剪切过程中的排水条件具有明显的相关性。

关键词：钙质砂颗粒破碎排水条件变形抗剪强度

基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正

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振动与冲击 2024年第9期43卷 204-213页

作者：秦世强李宁宋任贤武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

标准差分进化自适应Metropolis(differential evolution adaptive Metropolis,DREAM)算法需进行多条马氏链并行计算,存在收敛效率低和计算成本高的问题。为此,提出一种基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正(multiple-... 详细信息

标准差分进化自适应Metropolis(differential evolution adaptive Metropolis,DREAM)算法需进行多条马氏链并行计算,存在收敛效率低和计算成本高的问题。为此,提出一种基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正(multiple-try differential evolution adaptive Metropolis with“ZS”,MT-DREAM(ZS))框架。该框架在DREAM的基础上引入历史向量差分采样、斯诺克更新以及多次尝试Metropolis抽样,并利用Kriging模型代替有限元模型进行随机抽样,实现利用极少数并行链便可快速探索多维修正参数后验分布。利用固结钢板梁模型试验,比较了DREAM和MT-DREAM(ZS)的修正效果。结果表明:MT-DREAM(ZS)可实现马尔科夫链的快速收敛,其收敛效率较DREAM提升了3.42倍,且修正结果精度和稳定性有提升;Kriging模型可大幅度降低计算成本。所提框架为解决多参数不确定模型修正中的收敛效率低和计算成本高等问题提供了一种新思路。

关键词：有限元模型修正贝叶斯估计多次尝试Metropolis抽样差分进化自适应Metropolis(DREAM) Kriging模型

波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的统计线性化方法及其在振动控制中的应用

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振动工程学报 2024年第7期37卷 1151-1160页

作者：李书进李逸飞韩仁杰武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

针对海上浮式风机既有分析方法难以高效率地预测其随机动力响应这一问题,提出了一种基于统计线性化算法的波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的随机响应快速计算方法,并对其在浮式风机振动控制中的应用进行了研究。以Spar型海上浮式风机... 详细信息

针对海上浮式风机既有分析方法难以高效率地预测其随机动力响应这一问题,提出了一种基于统计线性化算法的波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的随机响应快速计算方法,并对其在浮式风机振动控制中的应用进行了研究。以Spar型海上浮式风机为对象,基于拉格朗日方程建立了其4-DOF的波浪耦合作用下的非线性模型,并验证了所建模型的准确性。在所建立的非线性模型基础上,提出了基于统计线性化算法的Spar型浮式风机随机振动分析方法,并从多方面对该方法进行了验证,结果表明该方法能将计算效率提升4,5个数量级,且具有足够精度。将该方法应用于浮式风机振动控制中,高效率地实现受TMD控制下的风机的控制参数优化和性能分析,得到了TMD的最优控制参数,发现TMD对浮式风机的振动控制效果有随海况等级的提高逐步降低的趋势。所提出方法兼具高精度、高效率和在不同海况下的普适性,同时也为海上浮式风机的设计优化、疲劳分析、可靠性验算等基于统计特性的研究提供了一种高效的分析方法。

关键词：随机响应非线性耦合模型海上浮式风机统计线性化振动控制

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节理分布形式对交叉节理岩体动态力学特性与破坏模式影响研究

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 90-102页

作者：刘婷婷曾乐乐张超李新平杨婷张腾胜武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 武汉理工大学三亚科教创新园海南三亚572024

为揭示交叉节理对岩体动态强度及破坏模式的影响机制,对不同节理分布形式下含交叉节理岩体动态力学行为进行研究,考虑交叉节理夹角、贯通度、主节理贯通度及应变率等参数的影响,开展分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,同时设置高速摄像... 详细信息

为揭示交叉节理对岩体动态强度及破坏模式的影响机制,对不同节理分布形式下含交叉节理岩体动态力学行为进行研究,考虑交叉节理夹角、贯通度、主节理贯通度及应变率等参数的影响,开展分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,同时设置高速摄像实时记录试样破坏过程,分析交叉节理岩体动态力学特性、能量耗散、起裂‐破坏规律。研究结果表明:(1)随节理夹角、(主)节理贯通度增大,交叉节理岩体动态抗压强度与弹性模量呈下降趋势,且具有明显率相关性。(2)试样的主裂纹总沿主节理面产生,随贯通度增大由翼裂纹转变为翼裂纹和共面裂纹,不同节理分布形式起裂情况与连通方式有所差异,主要为3种破坏模式:沿加载方向的劈裂拉伸破坏、沿预制节理面的拉伸破坏、沿预制节理面的拉剪复合破坏。(3)随着主节理贯通度和夹角的增加,入射波波阵面节理面长度增加,可通过节理面的透射能降低,试样破损程度加剧导致耗散能骤增。

关键词：岩石力学交叉节理岩体 SHPB 破坏模式能量耗散

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半封闭式车站列车风压极值分布规律研究

振动与冲击 2024年第12期43卷 1-8页

作者：郑华冬郑浩东王贞谢伟平吴斌武汉理工大学海南研究院海南三亚572025 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

为了研究半封闭式车站内风压极值的分布规律,对高速列车通过高铁站时引起的列车风压进行数值模拟,并通过现场实测数据验证数值模型的准确性。基于验证的数值模型,研究列车分别以250 km/h、300 km/h和350 km/h的速度通过高铁站时,两个典... 详细信息

为了研究半封闭式车站内风压极值的分布规律,对高速列车通过高铁站时引起的列车风压进行数值模拟,并通过现场实测数据验证数值模型的准确性。基于验证的数值模型,研究列车分别以250 km/h、300 km/h和350 km/h的速度通过高铁站时,两个典型区域(临近站台区Ⅰ、远离站台区Ⅱ)的风压(头波、尾波的正压和负压)极值分布规律,并提出相应的风压极值经验公式。研究结果表明:风压极值与列车速度之间呈非线性关系;相同的车速下,区域Ⅰ和区域Ⅱ内列车风压极值随着水平距离的增加呈指数函数形式衰减,而衰减的速度与高度成反比;当水平距离小于15 m时,相同高度下区域Ⅰ的头波正压极值总是比区域Ⅱ的大,而区域Ⅰ的头波负压极值的绝对值又总比区域Ⅱ的小;当水平距离超过15 m时,车站内的风压极值逐渐趋于稳定,并且区域Ⅰ内趋于稳定的风压极值要强于区域Ⅱ;所提经验公式能够较为准确地描述半封闭式高铁站内列车风压极值分布规律。研究成果可为半封闭式车站的结构设计提供参考。

关键词：半封闭式高铁站现场实测列车风压力极值滑移网格