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钢结构工程高强度螺栓微小松动视觉检测方法研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 125-141页

作者：姚志东陈志华刘红波卢佳祁天津大学建筑工程学院天津300072 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对... 详细信息

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对钢结构螺栓连接节点,提出了基于深度学习的螺栓松动视觉检测方法。首先,基于YOLOv5检测螺栓目标。针对螺栓感兴趣区域(RoI),基于鲁棒性较高的Attention U-Net提取螺栓轮廓边缘直线。为了提高螺栓目标检测精度,目标检测模型应设定较低置信度阈值以保证目标无漏检,再通过螺栓RoI提取的边缘直线数量筛除伪螺栓。使用透视变换法对节点图像进行矫正,变换所需的参考点是根据螺栓检测框之间空间移动后的相交关系自动定位的。最后,根据矫正图像中的螺栓轮廓边缘直线计算螺栓角度,通过检测螺栓和基准螺栓之间的角度差异判断松动情况。研究结果表明:螺栓目标检测的AP值为0.97;螺栓轮廓边缘检测的准确率、召回率和F1的均值分别为0.846、0.807与0.825,且在多种复杂背景干扰下具有较高的鲁棒性;伪螺栓筛除法可过滤掉99.82%的伪螺栓目标;提出的图像矫正法适用于常见的多种螺栓排列形式的连接节点;当松动判别阈值仅为2.8°时,螺栓松动检测的准确率可达99.7%。该方法在大型钢结构螺栓连接节点自动化运维方面具有较好的应用前景。

关键词：桥梁工程螺栓微小松动检测计算机视觉与深度学习连接节点目标检测轮廓边缘直线检测透视矫正

铝牺牲电极改性污泥生物炭吸附废水中磷酸盐机理研究

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环境科学学报 2024年第6期44卷 51-60页

作者：祝采莹黄海明欧阳铸陶乐瑶曹露丁丽李林隆东莞理工学院生态环境与建筑工程学院东莞523808 深圳市清蓝工程咨询有限公司深圳518000

采用3种不同Al牺牲电极改性方法,以市政剩余污泥为基质制备可用于磷酸盐吸附的污泥生物炭.研究结果表明,Al牺牲电极改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附容量依次为:碱活化Al牺牲电极改性污泥基生物炭(KEAC600)> Al牺牲电极改性污泥基生物炭(EA... 详细信息

采用3种不同Al牺牲电极改性方法,以市政剩余污泥为基质制备可用于磷酸盐吸附的污泥生物炭.研究结果表明,Al牺牲电极改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附容量依次为:碱活化Al牺牲电极改性污泥基生物炭(KEAC600)> Al牺牲电极改性污泥基生物炭(EAC600)>酸活化Al牺牲电极改性污泥基生物炭(SEAC600).KEAC600最大磷酸盐吸附容量为213.42 mg·g^(-1),是EAC600(96.70 mg·g^(-1))的2.21倍和SEAC600(86.30 mg·g^(-1))的2.47倍.FTIR、XRD、BET、SEM及零点电位等表征分析表明,Al牺牲电极改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附机理主要包括静电吸附、配体交换和化学沉淀.该研究结果可为剩余污泥的处置和磷回收提供技术和理论参考.

关键词：污泥生物炭 Al牺牲电极吸附磷酸盐

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纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数预测

天然气工业 2024年第5期44卷 127-135页

作者：朱建鲁吕浩王鑫周慧刘翠伟李玉星李璐玲段鹏飞任诚中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中国石油技术开发有限公司深圳市燃气集团有限公司中石化湖南石油化工有限公司

纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用... 详细信息

纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用性,搭建了纯氢和掺氢天然气管输调压综合实验平台,开展纯氢和不同比例的掺氢天然气管输流动实验,根据实验采集的流量、温度、压力和管道的长度、管径等参数计算管道的摩阻系数,同时建立了摩阻系数与雷诺数、粗糙度之间的关系,并修正了传统摩阻系数公式,最后利用湖南省巴陵—长岭纯氢气管道的实际运行数据进行了验证。研究结果表明:①由于氢气与天然气物性差异较大,掺氢比会影响流动摩阻系数,相同条件下掺氢比越大摩阻系数越小;②传统摩阻系数计算公式存在30%左右的误差,创新提出的适用于纯氢和掺氢天然气的3段式摩阻系数经验公式,相对误差最大11.84%,能够有效降低误差;③与巴陵—长岭纯氢气管道实际的运行数据相比,修正后摩阻系数预测公式的平均误差为0.62%,该公式可以满足实际工程的误差要求。结论认为,得到的纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数修正公式可应用于纯氢与掺氢天然气管道工程设计,具有重要的工程应用价值和前景。

关键词：管道输送氢气掺氢天然气摩阻系数公式修正管输工艺设计

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烧结底泥-水泥混凝土性能提升机制研究

人民长江 2024年

作者：吴文鑫吕通深圳市水务工程检测有限公司天津大学建筑工程学院

为促进生态环境和建材行业的协同发展，本文创新性地提出了一种采用硫酸钙和氯化钙协同水泥固化烧结底泥的绿色混凝土，并系统地探究了硫酸钙和氯化钙对烧结底泥-水泥混凝土宏观性能、微观结构以及经济与环境效益的综合影响。结果表明... 详细信息

为促进生态环境和建材行业的协同发展，本文创新性地提出了一种采用硫酸钙和氯化钙协同水泥固化烧结底泥的绿色混凝土，并系统地探究了硫酸钙和氯化钙对烧结底泥-水泥混凝土宏观性能、微观结构以及经济与环境效益的综合影响。结果表明：氯化钙和硫酸钙的掺加均显著提升了混凝土的力学性能，特别是在二者复掺下，抗压、抗折和劈裂强度提升分别可达46.96%、34.38%和48.46%。抗冻性能方面，二者复掺有效降低了混凝土在冻融循环过程中质量和相对动弹性模量的损失，降低程度最高分别可达62.63%和93.32%，使得最大冻融循环经受次数增加25组。硫酸钙和氯化钙的协同工作会促进烧结底泥-水泥浆体的微观结构由疏松多孔转变为致密堆积，这是钙矾石膨胀和Friedel盐填充孔隙结构相结合导致的结果。另外，上述混凝土提供单位强度所需成本和碳排放分别降低了20.86%和21.81%，是一种有前景的绿色高性能建材。

关键词：水库底泥硫酸钙氯化钙混凝土碳排放

大管径Y型过滤器流动阻力特性数值模拟及实验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 462-472页

作者：朱春光王朝晖田喆许健旷金国胡优彬天津大学环境科学与工程学院天津300072 深圳市前海能源科技发展有限公司深圳518066 深圳市前海建设投资控股集团有限公司深圳518066

大管径Y型过滤器是区域供冷和供热领域常用的过滤装置,设计师在选型时往往仅关注滤网目数,而忽略对过滤器阻力损失的关注.为了探究大管径Y型过滤器阻力损失的影响因素,首先,采用数值仿真计算的方法,分别建立不同特征尺寸的三维Y型过滤... 详细信息

大管径Y型过滤器是区域供冷和供热领域常用的过滤装置,设计师在选型时往往仅关注滤网目数,而忽略对过滤器阻力损失的关注.为了探究大管径Y型过滤器阻力损失的影响因素,首先,采用数值仿真计算的方法,分别建立不同特征尺寸的三维Y型过滤器模型,并利用深圳市前海区域供冷系统中的过滤器实验平台验证模拟的准确性;其次,研究了不同特征尺寸对于改善大管径Y型过滤器阻力损失的影响情况,并针对特征尺寸进行灰关联度排序,结果表明,影响程度由大到小依次为:腔体出口尺寸>滤网透过率>腔体入口尺寸>腔体与管道轴线夹角>腔体中心筒径>腔体长度;最后,根据灰关联度排序,通过将过滤腔体筒径扩大至管道直径的1.25倍,将过滤腔体的长度延长至管道直径的1.20倍,将腔体出口尺寸扩大至管道直径的1.125倍,将腔体与管道轴线夹角扩大至55°,滤网透过率提高至43.83%,新设计了流动阻力特性更优的大管径Y型过滤器,CFD计算结果显示,新设计的过滤器与原过滤器相比,阻力损失下降了73.23%,可大幅降低流体输配能耗.针对CFD优化设计方法,利用尺寸相近的Y型过滤器开展了阻力特性对比实验验证.本研究为大管径Y型过滤器的优化设计及技术改造提供了理论依据.

关键词：大管径Y型过滤器数值模拟对比实验阻力特性影响因素灰关联度

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注浆黏结锚杆荷载试验判稳方法的综合研究

岩土工程学报 2024年第4期46卷 694-704页

作者：付文光杨立冯栋栋天津大学建筑工程学院天津300350 深圳市地质环境研究院有限公司广东深圳518063 广东省岩土与地下空间工程技术研究中心广东深圳518063 付文光创新工作室广东深圳518063 深圳市房屋安全和工程质量检测鉴定中心广东深圳518052 深圳市工勘岩土集团有限公司广东深圳518063

对注浆黏结锚杆各种荷载试验的位移稳定判定方法研究表明:(1)锚固体与地层界面蠕变遵循蠕变机理,判断锚头位移稳定本质上就是判定界面蠕变是否稳定;(2)荷载较小时界面发生稳定蠕变,超过临界荷载后发生蠕变破坏,完整破坏过程可分为初始... 详细信息

对注浆黏结锚杆各种荷载试验的位移稳定判定方法研究表明:(1)锚固体与地层界面蠕变遵循蠕变机理,判断锚头位移稳定本质上就是判定界面蠕变是否稳定;(2)荷载较小时界面发生稳定蠕变,超过临界荷载后发生蠕变破坏,完整破坏过程可分为初始、持续及加速3个阶段,判稳不能采用初始阶段数据、应主要依据持续阶段的蠕变特性;(3)蠕变破坏形式约2/3锚杆为突变型,1/3为缓变型,对应着3类蠕变曲线形态;(4)用于判稳的位移阈值不应小于0.1 mm,单元时长不应短于10min,位移增量不能直接用于判稳;(5)判稳应定性判断蠕变速率总体上在减速,应确定定量指标使速率维持在较低水平从而使位移收敛;(6)主要应依据具有位移与时间双重属性的参数判稳,单元时长位移增量的判稳准确度较高,而蠕变率2.0 mm任何情况下都适用;(7)以蠕变率2.0 mm为内在原则的推荐判稳方法,适用于各种应用场合及各种类型的注浆黏结锚杆,适用于各种荷载试验及快速法等试验加卸载方法。

关键词：判稳蠕变率位移增量位移阈值稳定蠕变蠕变破坏蠕变机理快速法

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紧邻基坑群坑开挖相互影响三维数值模拟

地下空间与工程学报 2024年第S1期20卷 283-289页

作者：冯仲文杨红坡温科伟深圳市岩土工程有限公司广东深圳518028

随着城市化的发展,基坑施工条件日趋复杂,特别是基坑群开挖面临着复杂的相互影响问题。本文以国内某基坑群工程为例,基于小应变硬化土(HSS)模型,采用三维数值模型对基坑群的开挖进行模拟,并结合实测数据对基坑群开挖的相互影响进行了分... 详细信息

随着城市化的发展,基坑施工条件日趋复杂,特别是基坑群开挖面临着复杂的相互影响问题。本文以国内某基坑群工程为例,基于小应变硬化土(HSS)模型,采用三维数值模型对基坑群的开挖进行模拟,并结合实测数据对基坑群开挖的相互影响进行了分析。结果表明:数值模拟计算结果与实测结果趋势基本吻合,说明HSS模型适用于基坑工程的数值分析;随着相邻基坑的开挖,后开挖基坑会引起已开挖基坑周边土体产生附加沉降、支护结构产生附加变形;对于已开挖至坑底的基坑,邻近基坑的开挖相当于坑外卸土,会引起先挖开基坑的支护结构产生向后开挖基坑方向的附加侧向变形。因此,群坑基坑设计中,考虑群坑之间的相互影响是必要的。

关键词：基坑群小应变硬化土模型数值分析相互影响

基于夹层氮化硅波导的可见-中红外超连续谱特性研究

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 293-299页

作者：孙嘉浩程如敏郭凯尹金德卿笃安李玲闫培光深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060 军事科学院系统工程研究院北京100141 深圳市诺安智能股份有限公司广东深圳518107

提出一种低厚度氮化硅-蓝宝石-氮化硅夹层波导结构。利用其色散波辐射现象和中红外相位匹配条件,结合波导脉冲传输模型,讨论了夹层波导不同物理尺寸对相位匹配点和光谱展宽的影响,数值模拟获得了0.5~4μm的超连续谱展宽,并且在-40 dB水... 详细信息

提出一种低厚度氮化硅-蓝宝石-氮化硅夹层波导结构。利用其色散波辐射现象和中红外相位匹配条件,结合波导脉冲传输模型,讨论了夹层波导不同物理尺寸对相位匹配点和光谱展宽的影响,数值模拟获得了0.5~4μm的超连续谱展宽,并且在-40 dB水平下具有更远中红外色散波产生。通过该模型,详细解释了非线性波导脉冲传输的潜在机制。理论模型分析表明,通过优化氮化硅及蓝宝石夹层的物理尺寸,进而改变相位匹配条件,可以在较宽的波长范围内控制色散波的位置。

关键词：非线性光学超连续谱中红外色散工程氮化硅

基于多参数自适应VMD的GNSS形变监测序列分解

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中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 97-106页

作者：高旺龚舒宁潘树国倪江生李慧生东南大学仪器科学与工程学院南京210096 深圳市北斗云信息技术有限公司深圳518057

针对结构健康监测场景下,全球导航卫星系统(GNSS)形变监测序列中各类特征相互混叠,难以进行特征提取与独立分析的问题,提出一种基于多参数自适应变分模态分解(MA-VMD)的时间序列分解算法。首先对变分模态分解(VMD)算法中多项参数对分解... 详细信息

针对结构健康监测场景下,全球导航卫星系统(GNSS)形变监测序列中各类特征相互混叠,难以进行特征提取与独立分析的问题,提出一种基于多参数自适应变分模态分解(MA-VMD)的时间序列分解算法。首先对变分模态分解(VMD)算法中多项参数对分解结果的影响进行了综合分析;然后从原始序列以及分解结果的频域特性出发,自适应调整分解模态数、惩罚因子、初始中心频率及拉格朗日乘子四组参数,建立MA-VMD算法。仿真序列实验表明,MA-VMD算法的序列分解结果与真实值之间的互相关系数为98.77%、均方根误差为0.1365 mm,均接近全局最优,并显著优于经验模态分解、奇异谱分析、改进变分模态分解等算法。最后基于实测GNSS变形监测数据验证了所提算法在工程应用上的有效性。

关键词： GNSS形变监测变分模态分解多参数优化