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三角形布置圆柱体群绕流特性与流动机理研究

船舶力学 2024年第3期28卷 354-367页

作者：涂佳黄吕海宇胡刚王贯宇湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 重庆市城市建设发展有限公司重庆400014

基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩... 详细信息

基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩涡、单漩涡体向双漩涡过渡、不规则的双漩涡、规则的双漩涡、双漩涡向三漩涡过渡、不规则的三漩涡和规则的三漩涡模式,在α=30°时流场下游涡街更加规则,尾流模式转变更快。三圆柱所受的时均流体力系数受间隙流流速影响较大,各来流角度下随间距比(除小间距比外)的变化趋势基本一致,尾流模式转变会导致三圆柱群的流体力系数均方根值发生显著变化,在Kd≥3.5后上游圆柱流体力系数均方根值有较大起伏。除α=0°工况外,在Kd≥2.5后中游圆柱的涡脱落频率受α和Kd影响较小,数值相对稳定。

关键词：浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法等边三角形布置尾流模式流体力系数流动机理

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附着式升降防护平台避让装置设计与应用

机械设计与制造 2024年第1期395卷 270-273,279页

作者：郑辉徐洪广李占福黄霞中建海峡建设发展有限公司福州福建350015

为解决现有附着式升降防护平台在施工流水作业时存在干涉问题,提出一种带有避让装置的新型附着式升降防护平台,平台底部桁架采用“吊桥式”结构,并分析此结构的技术难点,提出技术创新点及施工要点。为验证空间桁架结构的安全性能,采用... 详细信息

为解决现有附着式升降防护平台在施工流水作业时存在干涉问题,提出一种带有避让装置的新型附着式升降防护平台,平台底部桁架采用“吊桥式”结构,并分析此结构的技术难点,提出技术创新点及施工要点。为验证空间桁架结构的安全性能,采用理论计算、有限元分析和试验检验互为校核验证底部桁架结构的强度与挠度。挠度计算值与挠度试验值误差均在15%以内,且在最大施工荷载下的最大挠度值小于10mm,误差值与挠度最大值均符合现行国家规范要求。计算结果表明该避让装置可有效解决防护平台在升降过程中与其他器械及局部凸出结构产生干涉的问题,保障施工安全,提高施工效率。

关键词：升降式施工安全防护平台干涉避让装置三维设计有限元分析

基于改进自适应多种群遗传算法的结构-控制系统一体化优化

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 799-809页

作者：梅真龚嘉诚高毅超魏琳李海锋华侨大学土木工程学院福建厦门361021 中建四局建设发展有限公司福建厦门361006

提出一种改进的自适应多种群遗传算法,以更好地解决建筑结构-主动控制系统一体化优化问题,即同时对被控结构参数、控制算法参数、主动作动器布置位置进行优化。该遗传算法对编码方法、初始种群生成、选择策略、交叉概率和变异概率的自... 详细信息

提出一种改进的自适应多种群遗传算法,以更好地解决建筑结构-主动控制系统一体化优化问题,即同时对被控结构参数、控制算法参数、主动作动器布置位置进行优化。该遗传算法对编码方法、初始种群生成、选择策略、交叉概率和变异概率的自适应调整、多种群协同进化中移民策略等进行改进。研究结果表明:改进的自适应多种群遗传算法和改进的基本遗传算法优化结果总体一致,表明前者分析结果是正确的,并且具有较高的精度;改进的自适应多种群遗传算法和改进的基本遗传算法首次得到优化分析最优解的平均进化代数分别为320与730,表明前者比后者收敛速度更快;改进的自适应多种群遗传算法每次能达到或接近最优解,可有效克服基本遗传算法优化结果随机性较强的缺点;经改进的自适应多种群遗传算法优化的主动控制系统取得明显减振效果,E1 Centro波输入时,主动控制结构层间位移角峰值和绝对加速度峰值较无控时分别平均减小54.5%与46.7%。算例结果表明了改进的自适应多种群遗传算法的有效性,实现了对建筑结构-主动控制系统的一体化优化。

关键词：主动控制结构-控制系统一体化优化自适应遗传算法多种群

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清林隧道围岩段洞身CD法施工分析

交通科技与管理 2024年第19期 78-80页

作者：曾明亮深圳高速建设发展有限公司

该文依托清林隧道里程Z K52+905.895～Z K53+250段工程，通过数值软件建立隧道模型全过程模拟隧道CD法施工，对隧道不同施工步下隧道不同部位的竖向位移、弯矩以及轴力进行了研究。研究表明：先行侧导洞上台阶、后行侧导洞上台阶和中隔... 详细信息

该文依托清林隧道里程Z K52+905.895～Z K53+250段工程，通过数值软件建立隧道模型全过程模拟隧道CD法施工，对隧道不同施工步下隧道不同部位的竖向位移、弯矩以及轴力进行了研究。研究表明：先行侧导洞上台阶、后行侧导洞上台阶和中隔壁拆除3个施工阶段对隧道竖向位移的影响显著；拆除中隔壁之前左右拱肩的竖向位移均大于隧道拱顶的竖向位移；隧道边墙底容易产生集中现象，在施工过程中该部位弯矩较大，易导致支护开裂问题；当隧道施工完成后，隧道各个位置的竖向变形和受力均在设计值范围内，隧道整体处于安全状态。

关键词：隧道围岩 CD法施工受力变形有限元分析

基于力学性能指标与耐久性能指标联合的夯土改性配比优化设计方法

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土木工程学报 2024年第5期57卷 1-14页

作者：沈圣孙宇王耀姜绍飞张鹰付绪峰王鸣福州大学福建福州3501082 上海市建筑装饰工程集团有限公司上海2000403 中建海峡建设发展有限公司福建福州350015

素土强度低、耐久性差且各改性材料掺量往往由工匠凭经验大致确定,导致夯土表面时常容易开裂剥落,故应根据现场土质状况以及合理试验方法来设计夯土改性配比。现有研究大都局限于单一性能指标最优的配比,而现实中夯土既要考虑针对多项... 详细信息

素土强度低、耐久性差且各改性材料掺量往往由工匠凭经验大致确定,导致夯土表面时常容易开裂剥落,故应根据现场土质状况以及合理试验方法来设计夯土改性配比。现有研究大都局限于单一性能指标最优的配比,而现实中夯土既要考虑针对多项力学性能指标与耐久性能指标的同步优化,还要考虑不同地域与气候条件下各指标的重要性不同。另外,现有研究仅能确定若干预设配比中的最优组,而非改性材料预设掺量范围内的最优配比。为此,文章提出一种基于力学性能指标与耐久性能指标联合的夯土改性配比优化设计方法,其包括:(1)土料选用原则与土质鉴定方法;(2)考虑夯土多性能指标的综合赋权方法;(3)基于加权评分和回归分析的夯土改性配比综合比选与优化方法。文章方法通过调整指标权重筛选出适应指标重要性不同时的夯土改性配比,并通过优化设计获得各改性材料预设掺量范围内的最优配比。最后通过设计实例证明了文章方法的确可得到最优的夯土改性配比。

关键词：夯土配比多性能指标权重系数优化设计

考虑墩-梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性与概率地震风险性分析

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 147-159页

作者：郑国足焦应乾石岩王文仙朱惠强兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 中建海峡建设发展有限公司福建福州350015

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑... 详细信息

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型,采用Hertz-damp接触模型考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入,通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理;采用增量动力分析法,建立考虑桥墩和支座权重系数的全桥复合系统易损性曲线,并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比,将场地危险性函数与易损性函数卷积,建立概率地震风险曲线,考察桥梁系统易损性、概率地震风险性及墩梁碰撞效应的影响。结果表明,若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应,将会低估过渡墩的位移反应3~5倍,低估其地震风险性概率120%;当地震动强度为0.2g~0.6g时,轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%~80%;地震动强度为0.6g~1.5g时,严重破坏和完全破坏分别被低估13%~68%和15%~59%。

关键词：连续刚构桥碰撞效应内力状态脉冲地震动系统易损性地震风险性分析

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考虑多因素影响的柔性挡墙主动土压力解析

建筑结构学报 2024年

作者：乔世范陈道龙蔡子勇刘屹颀孟非檀俊坤中南大学土木工程学院中湘海外建设发展有限公司

复杂环境下深基坑施工影响因素多，现有的主动土压力理论往往考虑不够全面，计算结果很难贴近围护结构实际受力变形特征。以多层内支撑式地连墙围护结构深厚软土基坑施工为研究对象，考虑基坑开挖深度效应、土体非极限状态、土体强度发... 详细信息

复杂环境下深基坑施工影响因素多，现有的主动土压力理论往往考虑不够全面，计算结果很难贴近围护结构实际受力变形特征。以多层内支撑式地连墙围护结构深厚软土基坑施工为研究对象，考虑基坑开挖深度效应、土体非极限状态、土体强度发挥、土层间剪应力、土拱效应、墙土相互作用等诸多因素影响，基于水平层分法，推导了复合型简化变位模式下墙后非极限主动土压力作用点和土压力合力，以及土压力作用挡土墙弯矩的理论计算公式，并将所得结果与试验数据、已有文献及经典土压力理论进行比较分析，验证了本文解的合理性。进一步参数分析表明：主动土压力系数随土体内摩擦角的增大而减少，随墙土摩擦角的增大而增大；主动土压力曲线随墙深变化整体呈下凸状，在距墙顶0.7H～0.8H处最大；主动土压力合力随土体内摩擦角的增大而减小，其作用点随土体内摩擦角的增大而增加、随黏聚力的增大而减少。研究成果对基坑柔性挡墙支护设计与施工具有理论参考价值。

关键词：柔性挡墙主动土压力变形模式深度效应水平层分法

典型藻型湖湾中溶解有机质及其生物可降解性的时空变化

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环境科学 2024年

作者：吴元强金伟化柯仓紫晨刘新南京林业大学生态与环境学院南京高科建设发展有限公司

溶解有机质(DOM)及其生物可降解性是评估内陆湖库有机碳收支和生态系统平衡的重要参数，与区域水文特征和生物化学过程密切相关。选取太湖北部的藻型湖湾为研究对象，结合紫外吸收、三维荧光光谱表征和生物培养实验，分析了雨季-藻华期... 详细信息

溶解有机质(DOM)及其生物可降解性是评估内陆湖库有机碳收支和生态系统平衡的重要参数，与区域水文特征和生物化学过程密切相关。选取太湖北部的藻型湖湾为研究对象，结合紫外吸收、三维荧光光谱表征和生物培养实验，分析了雨季-藻华期和旱季-藻华后期水体中DOM的浓度、结构组成和生物可降解溶解有机碳(BDOC)的时空变化。藻华期间，藻源性有机物的释放导致梅梁湾和贡湖湾的DOM浓度显著升高，以酪氨酸和色氨酸等类蛋白组分为主(>70%)，但芳香物含量(SUVA254)、相对分子质量和腐殖化程度(HIX)较低。相比较，竺山湾的DOM吸光度(SUVA350)、SUVA254、HIX、相对分子质量和腐殖质类组分含量较高，这与雨季地表径流输入更多的陆源性腐殖质有关，从而导致平均BDOC(31.6%)低于其他两个湖湾(38.8%)。在旱季-藻华后期，随着蓝藻水华衰退和陆源输入减少，原位微生物降解占据主导作用，导致3个湖湾中DOM的SUVA254升高、类蛋白组分减少、及类腐殖组分增加，同时平均BDOC显著下降至28.1%。运用偏最小二乘回归分析，发现DOM光学指数可以较好地预测BDOC(R2=0.81)，其中荧光峰T/C和SR指数是最有效的正向预测因子，SUVA254为最有效的负向预测因子。以上结果表明蓝藻水华和原位降解是影响湖泊水体中DOM生物可降解性的关键过程，并提出了一种BDOC的预测方法。

关键词：蓝藻水华溶解性有机质(DOM) 生物可降解性三维荧光-平行因子偏最小二乘分析

地铁车站侧墙混凝土早期温度场与应力变化规律研究

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都市快轨交通 2024年第5期 93-100页

作者：陈卫文厦门轨道建设发展集团有限公司

为实现对地铁车站侧墙混凝土裂缝的有效控制，通过预埋温度和应力传感器的方法，对侧墙施工过程进行监测，并将实测数据和Midas civil有限元模型的模拟结果进行比较分析，总结侧墙施工过程中温度场和应力场的规律。现场监测和数值分析... 详细信息

为实现对地铁车站侧墙混凝土裂缝的有效控制，通过预埋温度和应力传感器的方法，对侧墙施工过程进行监测，并将实测数据和Midas civil有限元模型的模拟结果进行比较分析，总结侧墙施工过程中温度场和应力场的规律。现场监测和数值分析表明：早期混凝土水化热反应较快，浇筑完成后仅用20 h即达到最大值，夏季温度较高，降温速率较缓慢，约为–0.40℃/h，且中间层降温速率相对较快；压应力达到最大值的时间与温度达到最大值的时间较接近；进入收缩变形阶段，拉应力在出现0应力的临界情况后随温度的继续下降逐渐增大，在浇筑后50h，各测点的拉应力基本趋于稳定；利用有限元模型计算得到的模拟结果与现场监测数据相差较小，验证了方法在预测裂缝产生方面的有效性。研究成果可以为实际工程中的裂缝控制提供参考。

关键词：地铁车站侧墙混凝土现场监测温度场应力有限元分析