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均质土中考虑溶质蜕变效应的污染物迁移模型的解析解

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东南大学学报（自然科学版） 2012年第6期42卷 1206-1210页

作者：余闯方冬芳杜广印陈樟龙蔡晓庆徐江伟温州大学防灾减灾工程研究所温州325035 东南大学岩土工程研究所南京210096

针对一些有机污染物溶质具有蜕变的性质,建立了均质土中考虑污染物蜕变的一维迁移模型,采用分离变量法获得了模型的解析解.典型算例计算结果表明,上述模型的计算结果与经典的GAEA Pollute分析软件的计算结果基本一致,说明了该方法的正... 详细信息

针对一些有机污染物溶质具有蜕变的性质,建立了均质土中考虑污染物蜕变的一维迁移模型,采用分离变量法获得了模型的解析解.典型算例计算结果表明,上述模型的计算结果与经典的GAEA Pollute分析软件的计算结果基本一致,说明了该方法的正确性和可靠性.通过对该模型的参数进行讨论分析发现:考虑蜕变效应对计算结果有一定影响;随着污染物半衰期的减小,污染程度急剧降低;扩散系数对计算结果存在较大影响,准确获取该参数对提高预测精度至关重要.提出的解析方法可用于预测具有蜕变性质污染物的迁移规律,从而为相关填埋场垫层设计提供参考.

关键词：污染物迁移蜕变解析解

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空心圆柱扭转仪定向剪切试验离散元模拟

岩土力学 2016年第4期37卷 1161-1170页

作者：李博黄茂松同济大学地下建筑与工程系上海200092 温州大学防灾减灾研究所浙江温州325000

为分析砂土在复杂应力条件下的剪切力学特性,采用商业离散元软件PFC3D对单粒组中密砂的空心扭剪试验进行了仿真模拟,分析了数值试样的应力-应变关系,研究了不同剪切方向下离散介质的强度、体积应变特性以及中主应力比对它们的影响,再现... 详细信息

为分析砂土在复杂应力条件下的剪切力学特性,采用商业离散元软件PFC3D对单粒组中密砂的空心扭剪试验进行了仿真模拟,分析了数值试样的应力-应变关系,研究了不同剪切方向下离散介质的强度、体积应变特性以及中主应力比对它们的影响,再现了力链在加载过程中的演化,并对剪切带的倾角做了深入分析。同时,从细观上看,以颗粒接触数和纯转动率变量为中心,观察了试样内部颗粒的运动状态,对比了不同剪切方向下剪切带内外颗粒接触数与纯转动位移的变化。最后,将数值试验结果与已有的室内试验结果进行了对比。此研究实现了复杂应力条件下空心扭剪试样的三维离散元模拟,加深了对空心扭剪试验过程和结果的理解和解释。

关键词：离散元空心圆柱扭剪仪剪切带组构

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人行桥人致振动舒适度高效评估

振动．测试与诊断 2022年第5期42卷 945-951,1036页

作者：朱前坤孟万晨张琼马齐飞兰州理工大学防灾减灾研究所兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050

为克服时程分析耗时和占用巨大计算机资源的缺点,提出一种基于AISC Design Guide 11快速评估人行桥人致振动舒适度的频率响应函数(frequency response function,简称FRF)方法。自建某钢-玻璃简支梁桥,通过对比试验采集和FRF方法计算的... 详细信息

为克服时程分析耗时和占用巨大计算机资源的缺点,提出一种基于AISC Design Guide 11快速评估人行桥人致振动舒适度的频率响应函数(frequency response function,简称FRF)方法。自建某钢-玻璃简支梁桥,通过对比试验采集和FRF方法计算的不同工况跨中峰值加速度,初步验证了FRF方法计算人行桥跨中峰值加速度的准确度。并以某人行悬索桥为例,分别采用时程分析和FRF方法计算21种行人行走工况的跨中峰值加速度并进行舒适度评价。结果表明,FRF方法与时程分析相比在节省94.89%的运算时间和87.2%计算机内存的前提下,计算的峰值加速度比时程分析结果大20%,舒适度评价结果偏保守,故FRF方法能对人行桥人致振动进行高效且保守的舒适度评估。

关键词：人行桥人行荷载人致振动频率响应函数时程分析舒适度评估

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复合衬层中变系数有机污染物迁移规律分析

岩土力学 2015年第S1期36卷 109-114页

作者：徐江伟余闯蔡晓庆杨萌温州大学数学与信息科学学院浙江温州325035 温州大学防灾减灾工程研究所浙江温州325035

土工膜和下伏压实黏土组成的复合衬层已被广泛用作填埋场的防渗屏障系统。有机污染物在复合衬层中迁移时,其主要运移机制是扩散作用。假设有机污染物在土工膜中稳态扩散,并假设在下伏衬层中扩散系数为迁移距离的线性函数,且考虑降解作... 详细信息

土工膜和下伏压实黏土组成的复合衬层已被广泛用作填埋场的防渗屏障系统。有机污染物在复合衬层中迁移时,其主要运移机制是扩散作用。假设有机污染物在土工膜中稳态扩散,并假设在下伏衬层中扩散系数为迁移距离的线性函数,且考虑降解作用的影响,建立了有机污染物在复合衬层中的一维扩散模型,针对零浓度下边界条件,获得了模型解析解。基于该解析解,分析讨论了相关参数的敏感性。结果表明,相关参数对计算结果影响很大,降解半衰期对污染物运移同样存在较大影响。该解析模型仅适用于有机污染物在两层复合衬垫中的迁移问题,可为填埋场的初步设计提供参考。

关键词：复合衬层有机污染物变系数降解解析解

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双向人群流疏导的人行桥减振控制研究

湖南大学学报:自然科学版 2023年第9期50卷 176-185页

作者：朱前坤卫晓妮杜永峰兰州理工大学防灾减灾研究所甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

提出了通过布置障碍物进行双向人群流的疏导来控制结构振动的方法.利用考虑行人自停和减速避让的改进后的社会力模型对双向人群运动进行仿真模拟,将每个行人视为MSD模型建立人-结构相互作用的耦合系统以及振动控制方程,计算结构的振动响... 详细信息

提出了通过布置障碍物进行双向人群流的疏导来控制结构振动的方法.利用考虑行人自停和减速避让的改进后的社会力模型对双向人群运动进行仿真模拟,将每个行人视为MSD模型建立人-结构相互作用的耦合系统以及振动控制方程,计算结构的振动响应.以实验室人行桥为算例,研究布置障碍物对行人步行特性的改变和对结构振动的影响,并从能量的角度解释了减振机理.算例结果表明,当双向人群密度超过0.6人/m^(2)时引起的结构振动会导致行人产生不适感,在人行桥上布置4个障碍物后,双向分别有1人和2人的工况下减振率达到12.4%和13.1%,且输入结构的能量大幅降低,结构输出的质量动能、粘滞阻尼能和弹性应变能降低率分别达到38.46%、67.48%和50.68%.研究内容可为大跨人行桥的减振方法提供思路.

关键词：人行桥减振社会力模型障碍物能量

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利用计算机视觉识别人行桥时变模态参数

振动工程学报 2023年第1期36卷 52-61页

作者：朱前坤崔德鹏张琼杜永峰兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育工程研究中心甘肃兰州730050

人行桥健康监测及状态评估需解决的关键性问题是如何根据实测响应信号准确估计桥梁阻尼比及自振频率等时变模态参数。为此提出了一套方案,采用基于HS光流法的分段光流法获取桥梁振动全场位移响应,通过重新定义目标函数,利用自适应遗传... 详细信息

人行桥健康监测及状态评估需解决的关键性问题是如何根据实测响应信号准确估计桥梁阻尼比及自振频率等时变模态参数。为此提出了一套方案,采用基于HS光流法的分段光流法获取桥梁振动全场位移响应,通过重新定义目标函数,利用自适应遗传算法优化变分模态分解(VMD),对各个位移时程进行分解,结合希尔伯特变换(HT)曲线拟合VMD分解得到的单模态信号求出瞬时频率和阻尼比。在人行桥模型上利用此方案测试不同行人在控制步频、自由行走下的结构响应,得到多组有效的结构位移响应并与激光位移计作对比验证,VMD⁃HT分解得到的行人⁃结构相互作用下的瞬时频率和阻尼比与941B传感器作对比验证。结果表明:采用分段光流法的视觉非接触式测量方法对结构响应具有较高的测量精度,与激光位移计的对比误差为0.85%。根据实测信号,利用VMD⁃HT可有效估计结构的时变模态参数。在行人⁃结构相互作用下,结构自振频率随人数和位移的增加而减小,最大减幅为14.12%,阻尼比随人数和位移的增加而增大,最大增幅为398.33%,控制步频行走相比于自由行走对时变模态参数的影响更大。

关键词：参数识别人行桥计算机视觉时变结构 VMD

多层磁场旋转式电涡流惯容阻尼器力学性能研究

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振动与冲击 2023年第19期42卷 89-95,109页

作者：夏婉秋鲁亮同济大学结构防灾减灾工程系上海200092

为提高电涡流阻尼器输出的阻尼力,提出一种多层磁场旋转式电涡流惯容阻尼器(multilayer magnetic field rotary eddy current inertial damper,MMF-RECID),对其力学性能进行试验研究和有限元仿真。首先,介绍MMF-RECID的构造,建立MMF-RE... 详细信息

为提高电涡流阻尼器输出的阻尼力,提出一种多层磁场旋转式电涡流惯容阻尼器(multilayer magnetic field rotary eddy current inertial damper,MMF-RECID),对其力学性能进行试验研究和有限元仿真。首先,介绍MMF-RECID的构造,建立MMF-RECID轴向力计算公式;然后,详细介绍了MMF-RECID试验样机,并考察在轴向反复荷载作用下MMF-RECID的惯容效应和耗能滞回性能,对MMF-RECID的轴向力组成进行分析,通过ANSOFT Maxwell软件对MMF-RECID的电涡流阻尼进行三维瞬态数值仿真,最后对一个设置MMF-RECID单自由度结构的减震效果进行分析。结果表明:MMF-RECID的滚珠丝杠传动系统实现了惯性质量和电涡流阻尼力的双重增效,多层磁场输出的电涡流阻尼力符合磁场线性叠加的规律,滞回曲线稳定、饱满;加载频率会改变MMF-RECID滞回曲线主轴方向的斜率以及轴向力的组成比例;ANSOFT Maxwell三维瞬态仿真结果与试验结果具有一致性;MMF-RECID具有良好的减震效果,且耗能密度高,具有工程应用可行性。

关键词：电涡流阻尼惯性质量多层磁场试验研究瞬态仿真

基于无人机的支挡结构三维重建及全场位移监测

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工程力学 2023年

作者：朱前坤周叙霖杜永峰兰州理工大学防震减灾研究所兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心

支挡结构的位移监测可以为评估其工作状态、病害检测、灾害预警提供分析依据。为解决传统方法监测效率低、成本较高、危险系数大等缺点，本文提出基于无人机的支挡结构三维重建及全场位移监测方法。首先采用无人机拍摄支挡结构表面多视... 详细信息

支挡结构的位移监测可以为评估其工作状态、病害检测、灾害预警提供分析依据。为解决传统方法监测效率低、成本较高、危险系数大等缺点，本文提出基于无人机的支挡结构三维重建及全场位移监测方法。首先采用无人机拍摄支挡结构表面多视角图像，利用Colmap算法计算每张照片所对应的位姿并计算三维稀疏点云；再利用基于深度学习的Patchmatchnet算法进行三维稠密点云重建；最后将不同时期的两期点云配准后利用M3C2算法进行点云对比，获得支挡结构的全场位移数据及位移云图。为验证本方法的准确性，在验证试验中应用了基于物理的图形模型(PBGM)，首先建立目标结构的Abaqus有限元模型，在有限元模型中施加荷载，计算模型的响应；将得到的变形后模型与未变形模型导出至Blender虚拟空间中，进行纹理贴图后设置无人机飞行航线，将3种工况下由本方法计算得到的全场位移与有限元计算得到的位移进行对比，验证了本方法在PBGM模型试验中，模型长度、宽度及位移监测方向上的误差均小于1cm。在工程应用方面，将本方法应用于兰州市某框架复合锚杆土钉墙，成功监测到了其全场位移，证明本方法适用于人员不易到达、较为陡峭、危险性较高的支挡结构位移监测，可为支挡结构的安全性和稳定性评估提供依据。

关键词：深度学习位移监测 PBGM 三维重建支挡结构 M3C2

基于物理驱动深度迁移学习的薄板力学正反问题

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同方期刊数据库

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工程力学 2023年第8期40卷 1-10页

作者：唐和生何展朋廖洋洋谢丽宇同济大学结构防灾减灾工程系上海200092

随着计算机技术的快速发展,深度学习在工程领域的应用越来越广泛。在实际应用中,用于训练的数据集往往具有“小样本”、“高维度”、“稀疏”等特征,这导致传统深度学习模型的适用范围十分有限。该文建立了一种基于迁移学习增强的物理... 详细信息

随着计算机技术的快速发展,深度学习在工程领域的应用越来越广泛。在实际应用中,用于训练的数据集往往具有“小样本”、“高维度”、“稀疏”等特征,这导致传统深度学习模型的适用范围十分有限。该文建立了一种基于迁移学习增强的物理信息神经网络模型,用于解决数据稀疏的力学正、反问题。结合迁移学习策略,利用源模型中已有知识来加强目标任务中的学习,从而提高学习的效率,实现不需要大量数据就能得到较好预测性能的目标。该方法在薄板(两端简支+两端固支)的数据集上训练源模型,基于深度迁移学习从源模型上提取神经网络特征;利用目标任务中稀疏数据集实现源模型的微调,进而对不同边界的薄板响应预测(正问题)和边界识别(反问题)的目标任务进行验证。研究结果表明,该方法在小样本的目标任务上具有良好的精度和泛化能力。相比数据驱动的深度学习模型,物理信息神经网络模型可以有效避免数据生成带来的成本和网格独立性等问题。

关键词：物理信息神经网络深度迁移学习薄板偏微分方程力学正反问题