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基于改进Yolov8算法的桥梁橡胶支座开裂病害检测方法

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北京交通大学学报 2025年

作者：梁栋呼耀宗黄海宾于洋柳延星董姣慧河北工业大学土木与交通学院河北工业大学人工智能与数据科学学院

老化开裂是梁桥板式橡胶支座的常见病害，支座裂缝的参数信息是对支座开裂病害进行定量评估的重要依据.针对梁桥板式橡胶支座背景复杂、位置深入、难以识别和测量的问题，提出了一种基于两次语义分割的自动检测支座裂缝并进行参数计算... 详细信息

老化开裂是梁桥板式橡胶支座的常见病害，支座裂缝的参数信息是对支座开裂病害进行定量评估的重要依据.针对梁桥板式橡胶支座背景复杂、位置深入、难以识别和测量的问题，提出了一种基于两次语义分割的自动检测支座裂缝并进行参数计算的方法.首先，使用改进Yolov8n模型分割并提取出整个支座区域；然后，利用改进Yolov8n模型在分割出的支座区域图像上进一步分割出裂缝区域；最后，利用提取骨架中心线和寻找最大外接矩形法获取裂缝参数信息.实验结果表明：改进的Yolov8n模型对支座区域和支座裂缝的识别在mPA、DSC和IOU等方面，均达到85%以上.在实桥测试中，对采集的支座裂缝图像利用本文方法计算结果与人工实测结果对比，两者最大误差小于0.1mm，满足工程要求.本文所提出的方法在橡胶支座老化开裂病害检测方面可实现自动化的检测流程，为实际工程应用提供了参考.

关键词：桥梁工程板式橡胶支座老化开裂病害语义分割图像处理

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基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析

岩土工程学报 2025年第1期47卷 76-84页

作者：钟军豪 CHIAN Siau Chen 李永鑫刘明芳陈明辉吴振元龙桂华杨小礼周德中南大学土木工程学院湖南长沙410075 新加坡国立大学土木与环境工程系新加坡117576 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 深圳市市政工程总公司广东深圳518000

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。... 详细信息

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。通过与既有文献结果对比,验证所提方法的可靠性。根据反算的应力分布和破坏机构几何特点,探究不同参数条件下T-C对开挖面稳定性的影响。结果表明:(1)在线性条件下,黏聚力较大且内摩擦角较小时,T-C对开挖面临界支护力的影响较大;在非线性条件下,m的增加并不会放大T-C对开挖面稳定性的影响。(2)在抗拉强度较大时,T-C对开挖面稳定性影响较为显著,随着抗拉强度的折减,T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小,且顶部区域明显钝化。

关键词：开挖面稳定性多切线技术 Power-Law准则拉应力截断极限分析

基于离散元法的水泥稳定碎石微裂细观机理研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 196-204页

作者：刘子龙马士宾贺苗梁栋牛宗岳河北工业大学土木与交通学院天津300401

为探究水泥稳定碎石微裂细观演化机理,构建了细观非均质水泥稳定碎石数值模型,结合室内无侧限抗压强度试验和单轴压缩数值试验反演出模型细观参数,引入微裂隙网络研究不同裂隙参数对微裂程度的影响,分析不同裂隙数目下系统能量演化规律... 详细信息

为探究水泥稳定碎石微裂细观演化机理,构建了细观非均质水泥稳定碎石数值模型,结合室内无侧限抗压强度试验和单轴压缩数值试验反演出模型细观参数,引入微裂隙网络研究不同裂隙参数对微裂程度的影响,分析不同裂隙数目下系统能量演化规律。结果表明:数值模拟与室内试验结果基本吻合,构建的水泥稳定碎石离散元模型可较为准确地表征材料细观破坏特征;微裂损伤是二次振动加载后裂隙宽度增大和裂隙数目增多共同作用的结果,裂隙密度对水泥稳定碎石微裂程度起决定性作用;裂隙密度增加,材料储存弹性应变能的能力减弱,峰值点水泥稳定碎石材料的输入总能量降低。验证了早期微裂对于降低收缩应力的积极作用,揭示了水泥稳定碎石材料微裂力学特征和细观机理。

关键词：水泥稳定碎石无侧限抗压强度离散元法微裂技术细观机理

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钢纤维增强碱矿渣再生骨料混凝土的力学性能

土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 188-195页

作者：陈庞王政轩张健新王辉史朝悦河北工业大学土木与交通学院天津300401

碱矿渣再生混凝土是以碱激发胶凝材料替代水泥、再生骨料取代天然石子制备而成的新型混凝土,能有效降低波特兰水泥用量,提高废弃混凝土利用率,但尚未见对其力学性能的相关研究。为研究碱矿渣再生混凝土的基本力学性能,以钢纤维取代率和... 详细信息

碱矿渣再生混凝土是以碱激发胶凝材料替代水泥、再生骨料取代天然石子制备而成的新型混凝土,能有效降低波特兰水泥用量,提高废弃混凝土利用率,但尚未见对其力学性能的相关研究。为研究碱矿渣再生混凝土的基本力学性能,以钢纤维取代率和再生骨料取代率为主要试验参数,进行抗压试验、劈裂抗拉试验和抗折试验。研究结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,碱矿渣再生混凝土的抗压强度f_(cu)、劈裂抗拉强度f_(t)和抗折强度f_(w)均降低,再生粗骨料取代率为100%时的降低幅度分别为30%、10%、15%;碱矿渣再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随钢纤维体积取代率增加先提高后降低,钢纤维体积取代率为0.6%时,抗压强度和抗折强度达到最大值;碱矿渣再生混凝土抗折强度随钢纤维体积取代率增加而增加。

关键词：再生骨料混凝土抗压强度抗拉强度抗折强度钢纤维体积取代率

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工程类专业融入应急安全教育的思考与探索——以给排水科学与工程专业为例

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高教学刊 2025年第2期 94-97+102页

作者：杜星蒋树贤柳君侠李斌广东工业大学土木与交通工程学院

“5·1”鲁西化工双氧水设备爆炸着火事件等安全事故不断提醒着人们，安全和质量始终是工程等领域生产过程中永恒的两大主题，在新工科背景下，促进安全应急教育与各工科专业理论知识的融合非常必要。该文以给排水科学与工程专业为例，... 详细信息

“5·1”鲁西化工双氧水设备爆炸着火事件等安全事故不断提醒着人们，安全和质量始终是工程等领域生产过程中永恒的两大主题，在新工科背景下，促进安全应急教育与各工科专业理论知识的融合非常必要。该文以给排水科学与工程专业为例，调研18所高等院系的专业安全应急教育现状，从培养方案、课程教学大纲、授课方式和教学评价体系4个方面，提出专业知识模块和应急安全教育的全过程交叉融合方案，为多元化、创新型现代卓越工程技术人才的培养提供思路和途径。

关键词：新工科教育交叉融合给排水科学与工程应急安全教育 OBE教学理念

坑底隆起对抗浮锚杆作用下既有隧道变形影响的计算

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浙江工业大学学报 2025年第01期 1-7页

作者：王哲周烨波魏纲翁家华韩凯航浙江工业大学岩土工程研究所浙大城市学院土木工程系深圳大学土木与交通工程学院

考虑基坑坑底隆起对下卧隧道的影响，建立坑底隆起引起带抗浮锚杆的盾构隧道位移计算模型。基于影像源法，推导得到坑底隆起引起下卧带抗浮锚杆盾构隧道的纵向变形公式。结合工程实例，对比工程实际测量值、理论计算值和三维有限元模拟... 详细信息

考虑基坑坑底隆起对下卧隧道的影响，建立坑底隆起引起带抗浮锚杆的盾构隧道位移计算模型。基于影像源法，推导得到坑底隆起引起下卧带抗浮锚杆盾构隧道的纵向变形公式。结合工程实例，对比工程实际测量值、理论计算值和三维有限元模拟值，验证计算模型的准确性，研究抗浮锚杆数量对隧道变形的影响。研究结果表明：隧道隆起主要发生在强影响区内，环间转角和错台发生在弱影响区内；隧道隆起主要受基坑尺寸影响，假设基坑开挖长度为L,安装抗浮锚杆可以减小隧道隆起量、环间转角和错台量，环间转角和错台量主要受基坑开挖尺寸的影响，始终在±3L/5处达到极值；在一定范围内增加抗浮锚杆数量可以有效减小隧道变形量，抗浮锚杆超出一定数量后控制效果提升不明显。

关键词：基坑工程盾构隧道影像源法抗浮锚杆隧道变形

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基于湿接缝应力控制的横隔梁设计方法研究

东南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：彭卫兵王智越林帮军黄晨露徐静敏浙江工业大学土木工程学院温州市泰顺县交通运输局

传统横隔梁设置常考虑对主梁横向荷载分布的影响，却忽略梁间湿接缝受力，且横向荷载分布效应无法成为设置横隔梁的直接依据。以典型25～40 m的装配式T梁桥为研究对象，提出了一种考虑湿接缝空间受力状态的横隔梁设计准则，并通过精细... 详细信息

传统横隔梁设置常考虑对主梁横向荷载分布的影响，却忽略梁间湿接缝受力，且横向荷载分布效应无法成为设置横隔梁的直接依据。以典型25～40 m的装配式T梁桥为研究对象，提出了一种考虑湿接缝空间受力状态的横隔梁设计准则，并通过精细化三维有限元分析进行验证，系统研究横隔梁的布置方式与湿接缝受力性能之间的关系；进一步探讨了横隔梁数量及位置对湿接缝在运营期内受力性能的影响。结果表明：在车道荷载作用下，相对于主梁受力，湿接缝的峰值应力对横隔梁的设计起控制性作用；横隔梁的设置可以有效降低湿接缝的应力，当桥梁跨径L在25～40 m时，至少需在跨中布置一道横隔梁；此外，跨中横隔梁对降低湿接缝应力的效果优于L/4和3L/4位置的横隔梁。

关键词：桥梁工程横隔梁湿接缝有限元分析

基于轻量化卷积神经网络的桥梁斜拉索PE护套损伤识别方法

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 167-178页

作者：刘啸宇黄永徐峰李惠上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

深度神经网络和计算机视觉技术近年来在结构健康监测中发挥了越来越重要的作用。利用无人机航拍采集的桥梁斜拉索损伤图像数据,研究基于深度学习技术的斜拉索PE护套损伤识别方法。为实现在较低运算能力设备上对大跨度桥梁斜拉索表面局... 详细信息

深度神经网络和计算机视觉技术近年来在结构健康监测中发挥了越来越重要的作用。利用无人机航拍采集的桥梁斜拉索损伤图像数据,研究基于深度学习技术的斜拉索PE护套损伤识别方法。为实现在较低运算能力设备上对大跨度桥梁斜拉索表面局部损伤的智能快速识别,解决传统深度卷积神经网络的运算效率相对较低、模型参数规模较大的问题,提出轻量化处理的区域推荐型卷积神经网络模型。介绍区域推荐网络与其轻量化改进方法的理论基础,分析轻量化模型处理的必要性,其能在保证识别精度的前提下降低模型训练与预测的设备性能需求,达到节约计算资源与时间的目的;通过数据增广等多手段解决损伤样本数据量不足的问题,设置对比试验,统计分析结果,验证了轻量化神经网络模型的优越性。结果表明,轻量化网络在牺牲少量识别准确度的前提下,能够在较大程度上实现对模型复杂度与计算量的改进,在工程应用中能有效拓展神经网络的实用性。

关键词：桥梁斜拉索智能损伤识别轻量化神经网络计算机视觉深度学习

圆钢管约束混凝土柱钢管轴压刚度贡献及时效作用影响分析

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西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李甜甜郭云龙耿悦北京交通职业技术学院路桥系四川大学土木工程系哈尔滨工业大学土木工程学院

本文进行了钢管约束混凝土徐变性能试验,分析了时效作用对构件轴向变形的影响;建立并验证了钢管约束混凝土长期性能Abaqus实体有限元分析模型.通过参数分析,系统研究了圆钢管约束钢筋混凝土轴压构件中钢管轴压刚度贡献,以及收缩徐变对... 详细信息

本文进行了钢管约束混凝土徐变性能试验,分析了时效作用对构件轴向变形的影响;建立并验证了钢管约束混凝土长期性能Abaqus实体有限元分析模型.通过参数分析,系统研究了圆钢管约束钢筋混凝土轴压构件中钢管轴压刚度贡献,以及收缩徐变对不同参数钢管约束混凝土构件钢管轴压刚度贡献的影响,确定了关键影响参数.研究结果表明,钢管约束混凝土轴压构件中,钢管对组合构件轴压刚度贡献显著,其占截面总刚度的比例最高分别可达15.9%.长细比的提高会显著增大钢管轴压刚度,且该影响在低含钢率构件中更为显著.收缩徐变会增大小长细比构件、减小大长细比构件钢管轴压刚度,且影响幅度在高应力水平或高强度混凝土构件中更为显著.

关键词：圆钢管约束钢筋混凝土长期持荷轴压刚度有限元