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基于土木工程施工阶段屋面防水施工技术研究

智能城市应用 2024年第9期7卷 34-36页

作者：刘骋湖北承乾建筑工程有限公司湖北孝感432020

建筑工程中,屋面防水作为保护建筑结构的重要组成部分,其质量直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。然而,实际施工过程中,屋面防水技术面临诸多挑战,如材料质量问题以及施工质量管理不到位等,直接影响到屋面防水系统的性能和效果。基于... 详细信息

建筑工程中,屋面防水作为保护建筑结构的重要组成部分,其质量直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。然而,实际施工过程中,屋面防水技术面临诸多挑战,如材料质量问题以及施工质量管理不到位等,直接影响到屋面防水系统的性能和效果。基于此,文中详细阐述施工阶段屋面防水施工技术,并提出具体措施,旨在提升施工阶段屋面防水工程的可靠性和耐久性,为相关领域的专业人士提供实用指导和参考。

关键词：屋面防水土木工程施工技术材料质量施工管理

循环荷载下筋材对桩承式低路堤荷载传递机制的影响试验

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中国公路学报 2024年第6期37卷 66-75页

作者：徐传堡贾亚飞郑俊杰郑烨炜武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

软土地区路基在长期交通荷载作用下,容易出现路面开裂、不均匀沉降等问题。桩承式路堤是软土地区最常用的路基加固方法之一,研究其在循环荷载下的动力特性,对于指导交通荷载下路堤的长期沉降控制具有重要意义。然而,现有的研究主要集中... 详细信息

软土地区路基在长期交通荷载作用下,容易出现路面开裂、不均匀沉降等问题。桩承式路堤是软土地区最常用的路基加固方法之一,研究其在循环荷载下的动力特性,对于指导交通荷载下路堤的长期沉降控制具有重要意义。然而,现有的研究主要集中于静载下的高路堤,对循环荷载下低路堤工作性能的研究较少。为此,开展了2组模型试验探究循环荷载下筋材对桩承式低路堤荷载传递机制的影响,分析了路堤沉降、荷载传递效率、应力应变分布等的变化特征。研究结果表明:桩承式低路堤在动载作用下产生较大的累积变形,筋材的加入有利于减小累积变形的发展。在所提试验条件下,加筋低路堤的累积变形减小了24.5%;在动载作用下,桩承式低路堤荷载传递效率随着循环次数的增加而逐渐降低,随后保持稳定;加筋增大了荷载传递效率,减小了荷载传递效率的降低幅度。在较大的循环次数和动载幅值下,未加筋低路堤的荷载传递效率持续下降,而加筋路堤缓慢增大;未加筋低路堤在静载作用下较早地形成部分土拱,随着动载的施加,土拱逐渐弱化;加筋低路堤的应力重分布现象有所改善。基于试验结果,提出了动载作用下桩承式低路堤的界定方法,并基于荷载传递效率降低系数,对模型试验中低路堤的工作性能进行了评价。

关键词：路基工程土拱演化荷载传递机制桩承式路堤循环荷载土工合成材料

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

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灌浆插筋式模块钢结构连接节点力学性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 311-320页

作者：陈志华孟凡贵刘红波尚静媛崔萌闫翔宇天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056038 天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司天津300130 天津建工科技有限公司天津300403

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结... 详细信息

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结果表明:①在轴向压力作用下,此节点上下两侧空钢管发生屈曲破坏,轴压承载力约为钢管截面屈服承载力的97%,表明此节点具有较好的抗压承载能力;不同钢筋直径试件的荷载-位移曲线基本一致,表明节点的抗压承载力与钢筋直径无关;②在轴向拉力作用下,试件在节点的连接缝隙处发生分离,灌浆料表面呈现了斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的极限抗拉承载力为钢管极限承载力的28%~32%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小;③在弯矩作用下,试件一侧受拉、另一侧受压,在节点的连接缝隙处钢管发生分离,受拉区灌浆料形成斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的抗弯承载力为钢管承载力的37%~47%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小,试件的屈服位移和极限位移均增大.

关键词：模块钢结构节点水泥基灌浆料轴压性能轴拉性能抗弯性能

Verhulst反函数预测模型的改进及滑坡时间概率预测

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地球科学 2024年第5期49卷 1692-1705页

作者：陈铭熙陶培捷周创兵姜清辉广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针... 详细信息

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针对这一不足,提出了一种改进的Verhulst反函数模型(MVIF模型),并进行近实时概率预测分析.结果表明:(1)MVIF模型改善了原模型对计算起始时刻选择苛刻的问题;(2)MVIF模型预测精度较高,在滑坡进入中等加速变形阶段之后可进行可靠的预测;(3)预测滑坡时间与破坏概率结合提供了一种新的滑坡预报准则.该研究可为蠕滑型滑坡的预警预报提供有价值的参考.

关键词：滑坡滑坡时间预测 Verhulst反函数模型模型改进概率分析预测决策灾害

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超高性能混凝土三轴受压力学性能及破坏准则

建筑结构学报 2024年第1期45卷 230-242页

作者：王淑楠徐礼华李彪池寅曾彦钦武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉工程大学土木工程与建筑学院湖北武汉430074 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则,考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素,设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验,考察UHPC三轴破坏形态,分析三轴应力-应变关... 详细信息

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则,考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素,设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验,考察UHPC三轴破坏形态,分析三轴应力-应变关系全曲线,揭示强度和变形性能指标变化规律,提出考虑纤维特征参数的UHPC多轴破坏准则。结果表明:三轴应力状态下UHPC的破坏形态均呈剪切型,围压对裂缝形成与分布影响显著;UHPC三轴受压全过程曲线分为线弹性段、非线性硬化段和应变软化段三部分;施加围压和掺入钢纤维均能显著改善UHPC三轴受压力学性能,当围压从0 MPa增至40 MPa时,峰值应力和峰值应变分别最大增加161.7%和224.7%,当钢纤维体积掺量由0%增至3%以及长径比由30增至80时,峰值应力和峰值应变分别最大增加24.6%和68.6%;聚丙烯纤维可有效提升UHPC的变形能力;围压对UHPC三轴受压力学性能的影响最大,钢纤维的影响次之,聚丙烯纤维的影响最小。基于Willam-Warnke五参数模型建立了UHPC破坏准则,模型预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：超高性能混凝土三轴受压混杂纤维应力-应变关系破坏准则

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埋入式后压浆管桩竖向抗拔破坏模式研究

铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 602-612页

作者：邹志炎卢继忠张逸博傅旭东武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

埋入式后压浆管桩作为一种新型桩基础,集钻孔灌注桩和预应力管桩的优点于一体,可以解决灌注桩桩身质量不可靠和预应力管桩沉桩困难等问题。对埋入式后压浆管桩的竖向抗拔试验进行CT扫描,得到不同位移状态下模型桩的CT扫描图像,直观地揭... 详细信息

埋入式后压浆管桩作为一种新型桩基础,集钻孔灌注桩和预应力管桩的优点于一体,可以解决灌注桩桩身质量不可靠和预应力管桩沉桩困难等问题。对埋入式后压浆管桩的竖向抗拔试验进行CT扫描,得到不同位移状态下模型桩的CT扫描图像,直观地揭示破坏面的发展规律,并建立破坏面方程。对其他学者提出的抗拔桩破坏面方程进行优化,通过静力平衡方程,获得优化后破坏面方程对应的埋入式后压浆管桩抗拔极限承载力函数,并采用遗传算法确定优化后破坏面方程的参数。将多种理论假定破坏面与试验获得的破坏面进行对比分析,验证所得破坏面方程的准确性。研究发现:埋入式后压浆管桩在上拔位移到达0.45倍桩径时发生破坏,此时灌浆层与土体紧密结合,两者之间未出现明显位移,破坏仅发生在灌浆层之外的桩周土体中;破坏面从桩底向桩顶延伸,越靠近桩顶,破坏面距离桩身越远,破坏面在桩底与混凝土侧壁相切,在地面与水平面的夹角接近42°,呈喇叭形破坏;本文的理论假定破坏面与试验获得的破坏面的相关指数R^(2)=0.97,前人的理论假定破坏面与试验获得的破坏面的相关指数R^(2)=0.91,本文的破坏面方程更加贴近试验获得的破坏面。研究成果对埋入式后压浆管桩的设计计算具有重要的参考价值。

关键词：铁路电力工程埋入式后压浆管桩 CT扫描破坏面抗拔极限承载力遗传算法

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三维土工网边坡防护水土保持能力研究

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 149-157页

作者：李时亮曾长贤王亚飞李立吴昊郑烨炜中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

路基边坡防护工程可减轻降雨对坡面土体的侵蚀作用,为深入研究坡面防护材料水土保持能力的定量表征方法,通过室内人工降雨边坡侵蚀模型试验,分析不同降雨强度和不同三维土工网防护下路基边坡的降雨侵蚀规律,提出三维土工网水土保持能力... 详细信息

路基边坡防护工程可减轻降雨对坡面土体的侵蚀作用,为深入研究坡面防护材料水土保持能力的定量表征方法,通过室内人工降雨边坡侵蚀模型试验,分析不同降雨强度和不同三维土工网防护下路基边坡的降雨侵蚀规律,提出三维土工网水土保持能力的试验测定方法及相关系数计算公式。研究结果表明:三维土工网防护边坡泥沙流失干质量明显小于相同条件下不设防边坡泥沙流失干质量,土工网防护在减少边坡侵蚀量的同时,有利于边坡侵蚀进程的快速稳定,但土工网的水土保持能力随雨强增大急剧下降。泥沙流失速度随着降雨的持续而逐渐减小,后期趋于收敛稳定,侵蚀历程采用指数函数拟合具有较好的相关性。建议设防边坡的试验降雨时间不少于70 min,不设防的边坡试验降雨时间不小于100 min。水土保持能力系数随雨强的增大呈对数函数关系减小,雨强超过100 mm/h时水土保持能力系数实测值与对数函数拟合值差异较大,建议在测定材料水土保持能力系数时雨强取20~100 mm/h,可取50 mm/h作为标准试验雨强。泡面类三维土工网水土保持能力显著优于普通三维土工网,而双泡面的三维土工网优于单泡面三维土工网。试验条件下凹凸泡面三维土工网的水土保持能力系数主要分布在1.71~3.03,建议50 mm/h雨强三维土工网水土保持能力系数不应小于1.5。

关键词：降雨侵蚀边坡防护三维土工网模型试验水土保持能力系数

基于DNN和属性数学的岩溶隧道突涌水风险预测

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中国公路学报 2024年第7期37卷 82-99页

作者：吴志军戴骞储昭飞刘泉声陈结尤伟军武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国建筑第三工程局有限公司湖北武汉430072

突涌水是岩溶隧道施工最常见的灾害,不仅会造成大面积涌泥塌方,支护设备等损毁破坏,甚至会造成大量人员伤亡,开展岩溶隧道突涌水灾害后果预测评估对保证隧道施工安全具有重要意义。为此,提出一种基于深度神经网络(DNN)和属性数学理论的... 详细信息

突涌水是岩溶隧道施工最常见的灾害,不仅会造成大面积涌泥塌方,支护设备等损毁破坏,甚至会造成大量人员伤亡,开展岩溶隧道突涌水灾害后果预测评估对保证隧道施工安全具有重要意义。为此,提出一种基于深度神经网络(DNN)和属性数学理论的岩溶隧道突涌水灾害预测方法,首先基于对国内外103条岩溶突涌水隧道的调查和总结,筛选了7个岩溶致灾因素和3个灾害后果特征指标,建立了包含489组岩溶隧道突水灾害信息数据库;其次,引入K均值聚类算法,根据致灾因素聚类结果和灾害后果将岩溶突涌水灾害划分为4个等级,并进一步分析了不同岩溶突涌水灾害等级对应的各致灾因素的分布区间;在此基础上,采用深度神经网络(DNN)、随机森林(RF)、K近邻(KNN)和AdaBoost四种算法进行岩溶隧道突涌水灾害等级预测,并根据属性数学理论实现了岩溶隧道突涌水灾害等级的概率预测;最后,对所提方法在湖北鸡公岭隧道等工程中进行了应用验证,将预测结果与实际情况进行对比分析,验证了所提方法的准确性和可靠性。相比以往岩溶突涌水灾害等级预测方法,所提出的结合深度神经网络和属性数学理论的岩溶隧道突涌水灾害预测方法不仅可实现对岩溶隧道突涌水灾害等级的自动划分,还可同时获得灾害等级发生的概率,对实际岩溶隧道突涌水灾害预测更为客观全面。

关键词：隧道工程灾害预测深度神经网络突涌水岩溶

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