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基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 529-536页

作者：万华平张梓楠周家伟任伟新浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择... 详细信息

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择最优样本点建立自适应高斯过程模型,提升动力不确定性量化精度.在建立的自适应高斯过程模型框架下,动力特性统计矩的高维积分转化为一维积分,进而进行解析计算.采用2个数学函数来展示自适应高斯模型的拟合过程,高斯过程模型的拟合精度随着迭代次数增加而明显增加.将所提方法应用于柱面网壳的固有频率统计矩计算,计算精度与蒙特卡罗法的结果相当.与传统高斯过程模型对比,所提算法的计算效率优势明显,表明所提方法具有计算精度高和效率高的优势.

关键词：结构动力特性不确定性量化序贯设计高斯过程模型统计矩

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隧道及地下工程低碳可持续发展现状与思考

现代隧道技术 2024年第2期61卷 5-17页

作者：陈湘生何秋凤吴泽洲付艳斌陈坤阳极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室深圳518060 海城市韧性基础设施教育部重点实验室(深圳大学) 深圳518060 深圳大学中澳bim与智慧建造联合研究中心深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院深圳518060

隧道及地下工程是我国工程建设行业的重要部分,厘清我国隧道及地下工程的可持续发展现状和面临的关键挑战,对抓住行业高质量发展的破解点、赋能行业绿色升级具有重要意义。对此,文章首先回顾了隧道及地下工程可持续发展的相关政策和发... 详细信息

隧道及地下工程是我国工程建设行业的重要部分,厘清我国隧道及地下工程的可持续发展现状和面临的关键挑战,对抓住行业高质量发展的破解点、赋能行业绿色升级具有重要意义。对此,文章首先回顾了隧道及地下工程可持续发展的相关政策和发展历程,探索行业可持续发展的关键转折点。其次,基于全寿命周期视角,阐述了我国隧道及地下工程在统筹规划、绿色材料应用、绿色施工工法、智能低碳运维、工程废料资源化利用六个方面的可持续发展现状。最后,提出我国隧道及地下工程可持续发展面临的挑战,并给出相应的建议:(1)借助数字化技术,突破规划信息不全面壁垒;(2)持续研究新材料,增强结构抗扰性和防水性;(3)结合数字孪生技术,提升施工工序智能化水平;(4)基于工程物联网,加强工程监测智能化感知;(5)改良工艺和设备,提高建废利用率和附加值。研究以期为我国工程建设行业实现产业增值和绿色发展的良性循环提供有用的见解。

关键词：隧道及地下工程可持续发展统筹规划绿色建材绿色施工智能运维资源化利用

热损伤花岗岩力学劣化特性及损伤演化规律研究

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矿业科学学报 2024年第3期9卷 351-360页

作者：周韬范永林陈家嵘周昌台深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 香港城市大学建筑学及土木工程学系中国香港999077

深部矿产开采面临的高地温环境导致岩石产生热损伤,易诱发深部工程地质灾害,探究高温后岩石力学性能劣化特性与损伤演化规律对深部高地温环境下的岩体工程具有重要意义。通过将花岗岩进行常温至1200℃范围内的温度处理,采用光学显微镜观... 详细信息

深部矿产开采面临的高地温环境导致岩石产生热损伤,易诱发深部工程地质灾害,探究高温后岩石力学性能劣化特性与损伤演化规律对深部高地温环境下的岩体工程具有重要意义。通过将花岗岩进行常温至1200℃范围内的温度处理,采用光学显微镜观测,探究了花岗岩试样在不同高温处理后杨氏模量和抗压强度的劣化特性,从微观角度分析热损伤花岗岩的内部裂纹和损伤演化规律。试验结果表明,高温处理将显著降低花岗岩的力学性能;岩石抗压强度和杨氏模量随着处理温度的升高而降低,裂纹发育程度随着温度的升高而增大;岩石力学性能与内部裂隙结构的发育程度高度相关,花岗岩在不同温度处理后的裂纹密度同抗压强度之间存在幂函数关系,裂纹密度能很好地反应花岗岩的热损伤程度。

关键词：高温处理热损伤裂纹密度抗压强度

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考虑衬砌截面协调变形约束的既有隧道受盾构下穿施工影响的Fourier能量变分解

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岩土力学 2024年第5期45卷 1397-1411,1422页

作者：张治国沃巍朱正国韩凯航孙苗苗上海理工大学环境与建筑学院上海200093 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061 浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015

目前关于新建盾构开挖诱发既有地铁隧道变形的理论研究,大多将既有隧道简化为不含接头的Euler-Bernoulli梁,而忽视了衬砌截面的剪切变形与管片接头的局部刚度削弱。此外,既有地基模型理论较少考虑衬砌管片与接触土体的协调变形约束。首... 详细信息

目前关于新建盾构开挖诱发既有地铁隧道变形的理论研究,大多将既有隧道简化为不含接头的Euler-Bernoulli梁,而忽视了衬砌截面的剪切变形与管片接头的局部刚度削弱。此外,既有地基模型理论较少考虑衬砌管片与接触土体的协调变形约束。首先,采用Loganathan-Polous公式计算盾构开挖诱发的土体自由位移场,并将既有隧道视为考虑剪切变形的Timoshenko梁,基于沿轴线变化的抗弯与剪切刚度函数来描述管片接头的局部削弱作用;然后,结合能量变分原理与连续弹性体Mindlin解,建立考虑衬砌截面协同变形约束的隧道位移控制方程,将盾构开挖诱发的附加荷载施加于既有隧道,并使用Fourier级数方法求解既有隧道纵向变形;最后,将Fourier能量变分解与3组工程实测数据进行对比验证,取得了较好的一致性。此外,考虑隧道抗弯刚度、剪切刚度、接头刚度削弱作用、土体参数与隧道空间位置等因素的共同影响,使用抗弯系数、剪切系数及接头系数进行敏感性分析。结果表明,考虑截面变形协调约束的理论解更为符合实际,不考虑变形协调约束所得隧道位移结果偏大;衬砌接头局部刚度的削弱作用将造成隧道弯矩沿轴线在接头处发生明显锯齿状突变;抗弯系数与剪切系数的增长均导致隧道结构所受弯矩降低;剪切系数由低到高的增长将导致隧道变形模式发生“弯曲控制-弯剪混合-剪切控制”三阶段变化;隧道变形模式进入“剪切控制”阶段的过程中,抗弯刚度的变化对隧道内力影响逐渐降低;接头系数的增长将造成隧道所受弯矩降低,但隧道抗弯刚度较大时其影响逐渐减弱。

关键词：盾构隧道截面协调变形接头刚度削弱隧道剪切变形 Timoshenko梁 Fourier能量变分

基于语义相似性匹配的bim模型智能审查系统

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建筑科学 2024年第6期 138-145页

作者：黄隆盛林晓东徐盛取熊朝阳丁志坤广东省建筑工程监理有限公司深圳大学土木与交通工程学院中澳BIM与智慧建造研究中心滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室(深圳大学) 人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室

本研究提出了1种基于语义相似度匹配的bim模型智能审查Web系统。采用基于机器学习的自然语言处理技术，自动化提取和分析bim模型的语义信息，并将其与基于IFC标准表达的规范知识图谱本体进行匹配。通过结合Levenshtein距离和Cosine Simi... 详细信息

本研究提出了1种基于语义相似度匹配的bim模型智能审查Web系统。采用基于机器学习的自然语言处理技术，自动化提取和分析bim模型的语义信息，并将其与基于IFC标准表达的规范知识图谱本体进行匹配。通过结合Levenshtein距离和Cosine Similarity余弦相似度2种相似匹配度量算法，对bim模型的语义信息进行相似度匹配审查。此外对精确匹配与相似匹配算法进行比较评价，结果表明，相似匹配在整体审查性能上优于精确匹配，并且匹配准确性得到提高。该智能审查系统具备强大的通用性和适应性，能够支持多种行业规范的模型审查，扩大了bim模型匹配研究的应用范围。研究成果将有助于推动建筑行业更高效地应用bim技术，从而提升工程项目的管理水平和质量。

关键词： bim模型合规性审查自然语言处理本体语义映射相似匹配

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不同垫层下煤矸石桩网复合路基承载特性

岩土力学 2024年

作者：邓友生姚志刚冯爱林李龙孟丽青肇慧玲西安交通工程学院轨道交通工程安全与智能控制重点实验室西安科技大学桩承结构研究中心西安科技大学建筑与土木工程学院

为综合利用固体废弃物煤矸石，将其取代部分传统细骨料制备煤矸石混凝土桩。开展了土工格栅和土工格室加筋垫层下煤矸石桩网复合路基室内模型试验，分析路堤顶面荷载-沉降曲线、加筋垫层传荷能力和桩身应力分的差异性。同时，建立有限... 详细信息

为综合利用固体废弃物煤矸石，将其取代部分传统细骨料制备煤矸石混凝土桩。开展了土工格栅和土工格室加筋垫层下煤矸石桩网复合路基室内模型试验，分析路堤顶面荷载-沉降曲线、加筋垫层传荷能力和桩身应力分的差异性。同时，建立有限元计算模型，研究不同加筋材料应力和变形规律，揭示土工格室应用于加筋垫层作用机理。结果表明：在本次试验中，同土工格栅相比，土工格室加筋垫层显著减小路堤顶面沉降约29.71%。土工格室加筋垫层下桩顶和桩间处土压力衰减量分别约61.51%、56.35%，充分发挥了筏板效应和应力扩散效应。采用土工格室加筋垫层，路堤荷载能够被有效传递至煤矸石桩身，在路基中心处和沿路基横断方向桩身应力极值分别是采用土工格栅加筋垫层的1.78、1.80倍。土工格室和土工格栅应力分布规律分别呈“V”型和“U”型变化特征，且其应力最大值为土工格室的大于土工格栅的。土工格室特有的蜂窝状结构对路堤填料产生侧向环箍和肋条摩阻力作用，通过自身张拉变形有效地扩散路堤荷载。

关键词：桩网复合路基煤矸石桩土工格室加筋垫层荷载传递桩身应力

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冻结立井井筒机械化掘进现状及发展趋势

煤炭科学技术 2024年

作者：陈湘生王恒宋朝阳陈汉青陈曦丁航王磊煤炭科学研究总院矿山深井建设技术国家工程研究中心深圳大学土木与交通工程学院煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室

针对我国“富煤贫油少气”的能源赋存结构及煤炭未来一段时间将长期占据能源消耗主导地位的特点，回顾了我国煤炭井工开采领域冻结立井井筒机械化掘进发展历程。钻爆法凿井作为我国立井井筒施工的主要工法，炸药的应用大幅提高了冻结井... 详细信息

针对我国“富煤贫油少气”的能源赋存结构及煤炭未来一段时间将长期占据能源消耗主导地位的特点，回顾了我国煤炭井工开采领域冻结立井井筒机械化掘进发展历程。钻爆法凿井作为我国立井井筒施工的主要工法，炸药的应用大幅提高了冻结井筒的掘进效率，配套的伞钻打孔、抓岩机装岩、大型井架及设备提升、大模板砌壁等大型机械化设备的应用，大幅提高了井筒成井速度；竖井钻机、反井钻机及竖井掘进机作为特殊地层条件下立井井筒特殊凿井方式，也有各自应用范围。面对我国西部富水弱胶结地层特点及智慧矿山发展趋势，采用冻结+钻爆法施工难以满足千米级弱胶结岩层立井井筒智能化无人化的建设需求，而采用冻结+竖井掘进机钻井是未来超深立井井筒技术发展方向之一。结合国外冻结+竖井掘进机凿井工程案例，针对我国西部富水弱胶结岩层立井井筒建设，提出了冻结+竖井掘进机凿井在冻结壁厚度和强度设计理论、双层钢筋混凝土井壁永久支护、低温环境下竖井掘进机掘进破岩形式以及分级上排渣方式等冻-掘-支-运协同作业方面提出了合理化建议；明确了井壁结构与弱胶结围岩相互作用机理，优化双层井壁结构方法，构建竖井掘进机掘-支-运同步作业模式等，提升井筒建设综合效率，提高信息化水平，推动立井井筒向机械化、绿色化和智能化发展。

关键词：特殊凿井机械破岩冻结井壁竖井掘进机

一种Wi-Fi RTT/数据驱动惯性导航行人室内定位方法

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测绘通报 2024年第4期 76-82页

作者：周宝定胡超孙超刘旭吴鹏杨钧富深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 深圳大学建筑与城市规划学院广东深圳518060 中石化石油工程地球物理有限公司北斗运营服务中心江苏南京210000

为了研究基于智能手机的行人室内定位方法,并提高其精度,本文提出了一种基于Wi-Fi往返时间(RTT)、惯性测量单元(IMU)的定位系统。该方法主要包括3部分:(1)使用扩展卡尔曼滤波融合测距信息的Wi-Fi RTT室内定位方法;(2)适用于多手机使用... 详细信息

为了研究基于智能手机的行人室内定位方法,并提高其精度,本文提出了一种基于Wi-Fi往返时间(RTT)、惯性测量单元(IMU)的定位系统。该方法主要包括3部分:(1)使用扩展卡尔曼滤波融合测距信息的Wi-Fi RTT室内定位方法;(2)适用于多手机使用模式的航位推算方法,该方法基于长短时记忆模型(LSTM)建立神经网络模型,预测行人运动速度及航向;(3)基于误差状态卡尔曼滤波的Wi-Fi RTT/数据驱动惯性导航融合定位方法,进一步提高定位精度。试验结果表明,与单一的基于Wi-Fi RTT方法和数据驱动惯性导航方法相比,本文方法的平均定位精度提升了10%~20%。

关键词：智能手机数据驱动惯性导航 Wi-Fi RTT 行人航迹推算融合定位

基于建筑信息模型(bim)的余泥渣土源头减量管理信息系统研究

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科技管理研究 2024年第9期44卷 178-184页

作者：黄桐寇世聪周英武邢锋广州大学土木工程学院广东广州510145 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

日益增长的建筑废弃物已成为中国大中城市可持续发展面临的棘手问题。国际上已有不少先进的建筑废弃物处理技术,但国外建筑废弃物的成分与中国的有很大不同,目前并没有一套符合中国国情的建筑废弃物回收利用技术与方案可以借鉴。因此,... 详细信息

日益增长的建筑废弃物已成为中国大中城市可持续发展面临的棘手问题。国际上已有不少先进的建筑废弃物处理技术,但国外建筑废弃物的成分与中国的有很大不同,目前并没有一套符合中国国情的建筑废弃物回收利用技术与方案可以借鉴。因此,为解决中国建筑产业发展中余泥渣土所带来的诸多问题,综合考虑余泥渣土挖掘、运输、回收利用3个环节的协同管理,结合国际上有关标准制定出以黏粒含量与砂粒含量为判断基准的余泥渣土综合利用分类标准,基于建筑信息模型(bim)技术,运用计算机图形技术、数据库技术、物联网技术等,开发一套过程、对象、平台都协同的余泥渣土源头减量管理信息系统。该系统包含访问层、业务应用层、应用支撑层、数据层和基础设施层5个层次,具有综合管理应用与项目管理应用两大部分6个功能模块,在实际工程应用中可以有效解决余泥渣土“挖掘—运输—回收利用”过程中的信息不对称问题,既可以在基坑开挖施工过程中指导渣土分类,又可以为建筑废弃物的源头减量制定方案,为中国建筑废弃物智能化管理提供技术支撑参考。

关键词：建筑废弃物渣土分类源头减量管理信息系统建筑信息模型(bim) 建筑废弃物智能化管理