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基于NSGA-II高性能混凝土配合比的多目标智能优化设计方法研究

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硅酸盐通报 2024年

作者：胡以婵翁贻令池浩胡雷彭浩梁健周富坚黄文胜解威威广西路桥工程集团有限公司

为解决传统配合比设计存在设计参数有限、过度依赖人工调整以及未能充分利用现有试验数据等问题，本文提出了一种新型的高性能混凝土(HPC）配合比智能优化策略，融合了人工智能算法与元启发式搜索技术，可实现考虑HPC多目标需求下的配... 详细信息

为解决传统配合比设计存在设计参数有限、过度依赖人工调整以及未能充分利用现有试验数据等问题，本文提出了一种新型的高性能混凝土(HPC）配合比智能优化策略，融合了人工智能算法与元启发式搜索技术，可实现考虑HPC多目标需求下的配合比设计。首先，构建了大量HPC配合比数据及性能试验资料的数据库；其次，采用XGBoost算法、MLP算法、RF算法三种机器学习算法建立了混凝土抗压强度与材料用量的非线性映射关系，并选择性能最佳的模型作为多目标优化中的强度目标函数及约束；然后，通过建立以抗压强度、经济性和环保性为目标的数学模型，并利用NSGA-II算法求解了Pareto最优前沿；最后，结合理想点法获得了唯一最优解。通过实际工程算例对所提出的方法进行了验证，结果表明，所提出的高性能混凝土配合比的多目标优化方法充分考虑各变量之间的相互影响，极大地减少了试验数量，显著地提高了配合比设计效率，可为HPC多目标配合比优化设计提供参考。

关键词：高性能混凝土强度预测模型 NSGA-II算法多目标优化 XGBoost算法

高速公路工程中清水混凝土施工技术的应用研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第1期 0034-0036页

作者：元健铭河南省同裕路桥工程有限公司河南新乡458030

高速公路在连接各个地区方面发挥着不可取代的作用,是我国重要的基础交通设施。清水混凝土施工技术凭借着优良的承载力、美观度在高速公路工程中逐渐得到推广应用。为了进一步提高清水混凝土施工技术及其在高速公路中的应用价值,本文首... 详细信息

高速公路在连接各个地区方面发挥着不可取代的作用,是我国重要的基础交通设施。清水混凝土施工技术凭借着优良的承载力、美观度在高速公路工程中逐渐得到推广应用。为了进一步提高清水混凝土施工技术及其在高速公路中的应用价值,本文首先简单分析清水混凝土工程特点,然后重点围绕高速公路工程中清水混凝土施工中各个环节技术要点展开细致地探讨。希望通过本文分析可以为相关工作者提供参考。

关键词：高速公路工程清水混凝土施工技术要点分析

不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应研究

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工程抗震与加固改造 2024年第5期 131-140页

作者：张滨洋李艺林中国路桥工程有限责任公司

为探究不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应，首先基于有限元软件建立某跨海大桥三维空间有限元模型，并给出了桥梁的结构自振特性；其次基于桥址处的场地条件选取了多种类型的地震动，作为后续动力响应分析的地震动；最... 详细信息

为探究不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应，首先基于有限元软件建立某跨海大桥三维空间有限元模型，并给出了桥梁的结构自振特性；其次基于桥址处的场地条件选取了多种类型的地震动，作为后续动力响应分析的地震动；最后基于非线性时程分析法，研究了多种复杂地震作用下的结构动力响应，并对阻尼参数进行研究，探究该斜拉桥的阻尼器减震方案。研究表明：纵向+竖向地震下的桥塔内力最大，剪力和弯矩最大分别为2.46×10～4kN和4.53×10～5kN·m;越靠近边索，拉索轴力和应力越大；脉冲地震下的主梁跨中竖向位移振幅最大，约为0.8m,而主梁纵向、塔顶纵向位移相对较小，最大约为199.076mm;当桥塔处采用的液体黏滞阻尼器参数均为α=0.3、C=6000时，可以达到最优的减震效果。相较于无阻尼器状态，塔底弯矩减小了31.8%～42.7%,塔底剪力减小了8.8%～13.5%,塔顶位移减小了39.8%～41.9%。

关键词：跨海大桥近断层脉冲地震结构动力响应非线性时程减震分析

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现浇多跨箱梁用装配式模板支架设计研究

公路 2024年第5期69卷 226-232页

作者：魏华叶志权黄国雄解威威梁厚燃梁铭董宏源广西路桥工程集团有限公司南宁市530200 海南路桥工程有限公司三亚市572000 中山大学土木学院珠海市519082

为克服传统落地满堂支架无法适用于跨越山区、下方交通繁忙等复杂施工环境的缺陷,提出一种利用已建墩台作为支承的现浇多跨箱梁用装配式模板支架。基于大量数据统计建立箱梁构造尺寸数据库,分析模板支架荷载分布规律,并据此研发设计20~3... 详细信息

为克服传统落地满堂支架无法适用于跨越山区、下方交通繁忙等复杂施工环境的缺陷,提出一种利用已建墩台作为支承的现浇多跨箱梁用装配式模板支架。基于大量数据统计建立箱梁构造尺寸数据库,分析模板支架荷载分布规律,并据此研发设计20~30 m跨装配式模板支架,采用Midas Civil建立有限元模型验证模板支架结构的合理性。研究结果表明:设计现浇多跨箱梁用装配式模板支架通过端头段与标准段的组拼和调节,可实现20~30 m跨径内任意整数跨径的装配,对现浇多跨箱梁施工具有较好的通用性。此外,基于Midas Civil有限元分析,装配式模板支架强度、刚度及稳定性均满足规范要求,其中最大组合正应力为187.9 MPa,剪应力为75.2 MPa,均发生在腹杆处;最大挠度值为55 mm,发生在跨中弦杆。

关键词：桥梁工程现浇施工多跨箱梁装配式模板支架通用性

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泡沫沥青水稳拌和站改装技术及工程应用

工程机械 2024年第7期55卷 22-28+8页

作者：李凌云王守闯王士崇河南省光大路桥工程有限公司河南北筑沥青发泡科技有限公司

泡沫沥青冷再生混合料抗车辙性能好，抑制反射裂缝能力优良，具有较好的路用价值。对传统水泥稳定碎石拌和站进行模块化设计，加装过渡转运计量装置、泡沫沥青发泡装置、沥青储存装置、二次拌和装置及智能控制装置，实现了基于水稳拌和... 详细信息

泡沫沥青冷再生混合料抗车辙性能好，抑制反射裂缝能力优良，具有较好的路用价值。对传统水泥稳定碎石拌和站进行模块化设计，加装过渡转运计量装置、泡沫沥青发泡装置、沥青储存装置、二次拌和装置及智能控制装置，实现了基于水稳拌和站具有二次拌和功能的泡沫沥青混合料生产功能，既可以生产泡沫沥青冷再生混合料，又可以生产水泥稳定碎石混合料，实现了一机多用。

关键词：泡沫沥青水稳拌和站改装泡沫沥青冷再生混合料

沥青混合料目标配合比级配优选的灰度模型评价法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 11-18,36页

作者：程郅策纪伦郭宏斌郝晟谭忆秋哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 吉林省路桥工程(集团)有限公司长春130062 天津市政工程设计研究总院有限公司天津300392

沥青混合料目标配合比级配组成设计时有多种选择,存在如何获得最优级配的问题,这关乎配合比设计的质量,直接影响铺面质量和路面的服役寿命,为此需要一种科学方法进行级配优选。基于优选理论,分析混合料性能指标特征,构建非定量指标、常... 详细信息

沥青混合料目标配合比级配组成设计时有多种选择,存在如何获得最优级配的问题,这关乎配合比设计的质量,直接影响铺面质量和路面的服役寿命,为此需要一种科学方法进行级配优选。基于优选理论,分析混合料性能指标特征,构建非定量指标、常规定量指标及路用性能指标3层次优选指标体系;设计3组典型级配,开展典型性能试验和分析,得到各评价指标值;采用德尔斐专家调查法进行隶属度、盲度分析和总体认识度指标赋权;采用灰度模型理论,对评价指标进行归一化处理,对各指标进行关联度分析,逐级对灰度模型体系进行综合评价和排序,根据排序结果最终选出最优的目标配合比级配。研究中,提出了灰度模型分析法的指标体系和流程,并讨论了方法中分辨系数的取值对优选结果的影响。结果表明:该方法可系统全面分析级配组成对应的性能指标体系,可筛选出符合路用性能指标的最优特征,可为沥青混合料目标配合比设计的级配优选提供一种有效技术方法。

关键词：沥青混合料目标配合比级配优选灰度模型关联度

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震陷土层变化下变截面单、群桩动力响应差异

上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1086-1096页

作者：冯忠居王伟张聪朱继新王逸然孟莹莹长安大学公路学院西安710064 厦门路桥工程投资发展有限公司福建厦门361000 河南交院工程技术集团有限公司郑州451460

为研究地震动作用下震陷土层厚度不同时大直径变截面单桩与群桩基础的动力响应差异,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台模型试验,开展震陷土层厚度30、40、50 cm时,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩动... 详细信息

为研究地震动作用下震陷土层厚度不同时大直径变截面单桩与群桩基础的动力响应差异,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台模型试验,开展震陷土层厚度30、40、50 cm时,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩动力响应差异研究.结果表明:随着震陷层厚度增大,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩均逐渐增大,且加速度及弯矩在变截面处突变;同一震陷层厚度下,群桩基础桩周土震陷量较单桩大,但群桩基础加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均小于单桩.震陷场地桩基础设计时,应着重考虑变截面单桩与群桩动力响应差异,保证桩基础抗震性能.

关键词：桥梁工程大直径变截面桩震陷土层振动台试验动力响应差异

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地震作用下液化场地大直径变截面单桩基础动力响应特性

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工程科学与技术 2024年

作者：冯忠居李德张聪徐博熙赵瑞欣赖德金长安大学公路学院厦门路桥工程投资发展有限公司

为研究不同类型地震波作用下液化场地大直径变截面单桩的动力响应，依托厦门第二东通道翔安大桥，通过振动台试验，选取强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波和El-Centro波，分析了饱和砂土层的孔压比响应及大直径变截面单桩的桩身加速... 详细信息

为研究不同类型地震波作用下液化场地大直径变截面单桩的动力响应，依托厦门第二东通道翔安大桥，通过振动台试验，选取强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波和El-Centro波，分析了饱和砂土层的孔压比响应及大直径变截面单桩的桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩等动力响应特性。结果表明：饱和砂土层液化后对地震波具有放大效应，且桩顶加速度响应相对于变截面处和桩底出现明显的滞后现象；4种类型地震波作用下桩顶均产生永久侧向位移；桩身弯矩由桩底至桩顶呈先增后减的趋势，在变截面位置处弯矩出现陡增现象；1004波作用下的桩身加速度、桩身弯矩峰值达到最大，Kobe波作用下的桩顶水平位移峰值最大，表明大直径变截面桩基动力响应特性对不同类型地震波的敏感程度存在较大差异。因此，进行大直径变截面桩基的抗震设计时，可选取不同类型地震波对桩基动力响应特性进行验算。

关键词：液化场地大直径变截面桩饱和砂土动力响应抗震设计

基于数字钻探与多尺度模型融合的隧道岩体完整性自动解译技术研究及应用

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 396-405页

作者：梁铭彭浩解威威韩玉宋冠先朱孟龙黄能豪周邦鸿卢振龙广西路桥工程集团有限公司广西南宁530000 广西大学土木与建筑工程学院广西南宁530004

在多岩性与多指标钻探数据收集的基础上,综合考虑解译精度与预报效果,借助机器学习工具,提出一种基于数字钻探与多尺度模型融合的隧道岩体完整性自动解译技术。首先,对原始钻探数据有针对性的进行降噪与等距分割(0.5,1,2 m)等预处理,形... 详细信息

在多岩性与多指标钻探数据收集的基础上,综合考虑解译精度与预报效果,借助机器学习工具,提出一种基于数字钻探与多尺度模型融合的隧道岩体完整性自动解译技术。首先,对原始钻探数据有针对性的进行降噪与等距分割(0.5,1,2 m)等预处理,形成多尺度、高质量机器学习数据集;然后,进行模型参数自动寻优、训练、评估与可解释性等操作,验证模型的准确性与可靠性;最后,采用加权平均的方法进行多尺度模型解译结果的融合,以增强该技术的工程实用效果。为方便实际工程应用,以上述技术为核心开发轻量化数字钻探智能解译平台,经多条灰岩与砂岩隧道应用结果表明:对比地质雷达与常规钻探解译,多尺度模型融合解译在解译效率、预测效果等方面总体表现优异,可为隧道施工的开挖与支护提供可靠的岩体完整性信息。

关键词：隧道工程超前钻探预报岩体质量评价机器学习模型可解释性

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