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UHPC-NC槽型组合梁负弯矩区抗弯性能试验研究

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：李立峰肖圭王溪唯田泽东湖南大学土木工程学院湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室

为研究预应力超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）槽型组合结构的负弯矩区抗弯性能。以预应力配筋率作为关键参数设计了两片预应力UHPC-NC槽型组合梁，开展负弯矩区静力试验研究，获得了试验梁的变形特点、开裂荷... 详细信息

为研究预应力超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）槽型组合结构的负弯矩区抗弯性能。以预应力配筋率作为关键参数设计了两片预应力UHPC-NC槽型组合梁，开展负弯矩区静力试验研究，获得了试验梁的变形特点、开裂荷载、裂缝分布规律、破坏荷载和应变等关键试验数据；分析了试验梁开裂荷载、裂缝分布、应变发展规律与极限承载力，基于试验结果、现有研究成果并按照法国规范的UHPC塑性应力-应变关系，推导了UHPC-NC槽型组合梁中内芯NC和UHPC外壳的初裂弯矩计算模式与抗弯承载力计算方法。研究结果表明：2根组合梁均发生负弯矩弯曲破坏，加载点下方出现弯曲主裂缝，加载点与支座间产生少量剪切斜裂缝；预应力UHPC-NC槽型组合梁具有良好变形能力与抗裂性能，UHPC外壳一定程度限制了内芯NC裂缝的开展，裂缝具有多元分布特征；试验梁预应力增大33.3%时，NC和UHPC开裂弯矩分别提高22.9%和28.6%，抗弯承载力提高17.6%，预应力增大对UHPC组合结构开裂荷载及承载力提高明显，增加预应力筋配筋率可显著提高开裂荷载与极限承载力；NC、UHPC开裂弯矩和结构抗弯承载力计算值与试验值吻合良好，建议受拉区均匀应力分布抗拉强度系数k取0.5；针对预应力UHPC槽型组合梁结构负弯矩区提出了一些设计与施工建议。研究结果可为进一步推广UHPC组合结构的应用提供参考。

关键词：组合梁抗裂性能承载力超高性能混凝土负弯矩区

城市富营养化湖泊水质对降雨的响应——以武汉东湖为例

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河南师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：胡胜华李鑫李小辉孙紫童周汉娥熊雄吴辰熙武汉市桥梁工程有限公司中国科学院水生生物研究所武汉航发瑞华生态科技有限公司

降雨是湖泊营养盐输入的重要途径,为了摸清降雨前后城市湖泊水质变化特征,选择典型城市富营养化湖泊武汉东湖为研究对象,在全湖布设27个样点,于2021年9至10月期间采集表层沉积物样品,并对期间降雨前后11个水质指标进行监测,识别表层沉... 详细信息

降雨是湖泊营养盐输入的重要途径,为了摸清降雨前后城市湖泊水质变化特征,选择典型城市富营养化湖泊武汉东湖为研究对象,在全湖布设27个样点,于2021年9至10月期间采集表层沉积物样品,并对期间降雨前后11个水质指标进行监测,识别表层沉积物氮磷污染现状与降雨前后东湖水质变化特征,利用线性回归、主成分分析等方法分析造成降雨前后水质差异的原因.结果表明,武汉东湖表层沉积物全氮、总磷平均含量分别为4 065、683 mg/kg,总体处于重度污染水平.与雨前相比,雨后表层水体浊度、总磷、溶解性总磷、活性磷酸盐显著升高(P0.05).雨后水体磷素的增加可能是由地表径流携带的面源污染物和径流引起沉积物内源磷释放所致,导致雨后总氮含量无明显变化的原因可能是反硝化作用.同时降雨径流携带的有机污染物加剧了微生物对溶解氧的消耗,有机质被分解为有机酸,这也是导致pH下降的重要原因之一.此外降雨能引起光强减弱,溶解氧和pH的降低可能与浮游藻类的光合作用受到抑制相关.

关键词：城市湖泊东湖表层沉积物降雨水质差异

性能函数引导的无人机集群深度强化学习控制方法

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自动化学报 2025年

作者：王耀南华和安张辉钟杭樊叶心梁鸿涛常浩方勇纯机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心湖南大学电气与信息工程学院湖南大学机器人学院南开大学机器人与信息自动化研究所南开大学智能技术与机器人系统研究院

针对无人机集群系统,提出了一种性能函数引导的深度强化学习控制方法,同时评估性能函数的示范经验与学习策略的探索动作,保证了高效可靠的策略更新,实现了无人机集群系统的高性能控制.首先,利用领航-跟随集群框架,将无人机集群的控制问... 详细信息

针对无人机集群系统,提出了一种性能函数引导的深度强化学习控制方法,同时评估性能函数的示范经验与学习策略的探索动作,保证了高效可靠的策略更新,实现了无人机集群系统的高性能控制.首先,利用领航-跟随集群框架,将无人机集群的控制问题转化为领航-跟随框架下的跟踪问题,进而提出了基于模型的跟踪控制方法,利用性能函数将集群编队误差约束在给定范围内,实现了无人机集群的模型驱动控制.接下来,为了解决复杂工况下性能函数极易失效难题,将深度强化学习方法和性能函数驱动方法结合,提出了性能函数引导的深度强化学习控制方法,利用性能函数的示范经验辅助训练强化学习网络,通过同时评估探索与示范动作,保证学习策略显著优于性能函数驱动控制方法,有效提高了无人机编队控制精度与鲁棒性.实验结果表明,该方法能够显著提升无人机集群的控制精度,实现了兼顾鲁棒性与飞行精度的高性能集群控制.

关键词：无人机集群深度强化学习引导式学习智能编队控制

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钢管混凝土拱肋徐变研究

工程力学 2007年第6期24卷 79-85页

作者：彭建新邵旭东程翔云黄政宇湖南大学桥梁工程研究所湖南长沙410082

根据钢管混凝土拱桥的特点,从变形协调条件出发,通过引入混凝土换算弹性模量,推导了钢管混凝土拱肋应力重分布计算公式。根据相似比的原则制作了钢管混凝土拱桥节段模型,在正常使用极限状态下,将试验结果与基于现行规范的计算结果比较... 详细信息

根据钢管混凝土拱桥的特点,从变形协调条件出发,通过引入混凝土换算弹性模量,推导了钢管混凝土拱肋应力重分布计算公式。根据相似比的原则制作了钢管混凝土拱桥节段模型,在正常使用极限状态下,将试验结果与基于现行规范的计算结果比较分析证明公式正确可行,同时得出由于徐变导致混凝土承担的荷载逐渐转移为钢管承受的量值,混凝土的应力最大变化量达到52.7%,而钢管应力变化达到27.3%。并对荷载水平、含钢率和矢跨比等参数对结构长期力学性能影响规律进行研究。接着跟踪了钢管混凝土拱肋在承载能力极限状态下的徐变发展规律。

关键词：拱桥钢管混凝土徐变应力重分布试验研究混凝土换算弹性模量

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电力设施多模态精细化机器人巡检关键技术及应用

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自动化学报 2025年第1期51卷 20-42页

作者：张辉杜瑞钟杭曹意宏王耀南湖南大学机器人学院长沙 410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心长沙 410082 湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082

电力设施巡检对于加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设, 提高电力系统互补互济和智能调节能力的需求具有重要作用. 近年来, 智能巡检机器人开始在电力巡检中广泛应用, 在提高电力设施巡检效率和准确性、提升安全性、降低成本和... 详细信息

电力设施巡检对于加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设, 提高电力系统互补互济和智能调节能力的需求具有重要作用. 近年来, 智能巡检机器人开始在电力巡检中广泛应用, 在提高电力设施巡检效率和准确性、提升安全性、降低成本和促进电力智能化发展等方面发挥关键作用. 本文从电力巡检机器人的智能感知和导航技术出发, 重点介绍目标检测、语义分割、自主导航等共性关键技术的国内外发展现状. 然后以可见光红外双光融合、可见光图像和点云数据融合、声纹和可见光融合为例, 阐述电力场景多模态数据融合方式. 并进一步介绍电力部件精准分割和异物检测、线路点云杆塔倾斜检测、输电线路覆冰多模态检测和电力架空线路缺陷分析及台账异常检测等电力设施多模态机器人相关案例. 最后探讨电力设施多模态精细化机器人巡检关键技术的发展趋势和所面临的挑战.

关键词：电力设施巡检机器人智能感知多模态输电线路

基于结构可靠度的劣化桥梁维护方案成本优化研究

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工程力学 2008年第9期25卷 149-155,197页

作者：邵旭东彭建新晏班夫湖南大学桥梁工程研究所湖南长沙410082

在桥梁管理系统中劣化桥梁结构的现有状态的评估和将来状态的预测是非常重要的内容。在预测过程中一方面应计算时变荷载和抗力,另一方面需考虑维持桥梁安全和服务水平的维护策略,这使得桥梁将来状态的预测变的十分复杂和困难。在劣化结... 详细信息

在桥梁管理系统中劣化桥梁结构的现有状态的评估和将来状态的预测是非常重要的内容。在预测过程中一方面应计算时变荷载和抗力,另一方面需考虑维持桥梁安全和服务水平的维护策略,这使得桥梁将来状态的预测变的十分复杂和困难。在劣化结构寿命评估和预测过程中要考虑各种参数的不确定性。在改进的结构劣化模型基础上,推导了在各种维护策略下的可靠指标评估公式,研究了维护方案与结构可靠指标的相互关系。提出了在分析寿命周期内的总成本中各单项成本的计算公式。根据寿命周期内成本现值最小的原则,在满足结构性能要求和预算限制约束下,决策出在分析周期内成本和性能都满足要求的维护方案。最后,以劣化的水泥混凝土桥面铺装为数值算例,证明了该方法的可靠性。

关键词：劣化桥梁可靠指标维护策略寿命周期成本优化

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使用概率模型的桥梁维护成本计算方法研究

湖南大学学报（自然科学版） 2009年第4期36卷 13-18页

作者：彭建新邵旭东晏班夫湖南大学桥梁工程研究所湖南长沙410082

基于改进的事件树模型,考虑维护活动的相关性以及维护时间的不确定性,建立了桥梁的维护成本计算公式;推导了在维护过程中由于交通耽搁、交通堵塞以及改线所造成的燃油消耗成本、收费损失等用户成本以及社会成本的评估公式.由于桥面铺装... 详细信息

基于改进的事件树模型,考虑维护活动的相关性以及维护时间的不确定性,建立了桥梁的维护成本计算公式;推导了在维护过程中由于交通耽搁、交通堵塞以及改线所造成的燃油消耗成本、收费损失等用户成本以及社会成本的评估公式.由于桥面铺装属易损结构,其维护对交通流将产生很大的干扰,本文通过一座桥梁桥面的维护进行实例计算,验证了该计算方法的有效性.同时对折现率、分析基准年等参数进行了分析,得出其对成本分析的影响规律.该方法适用于新建的或既有的桥梁劣化结构,同时该方法适用于在可预见的维护策略下的一座或一组桥梁的成本计算.该方法和结果对桥梁基于全寿命成本设计、维护和管理具有一定的参考价值.

关键词：劣化桥梁维护成本用户成本社会成本改进的事件树模型不确定性

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基于D-DADA数据增广与DBE-YOLO网络的电表异常检测方法

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计算机工程 2025年

作者：张蓬鹤杨艺宁王璧成易云齐唐忠瑞刘敏中国电力科学研究院有限公司计量研究所湖南大学电气与信息工程学院

目前用户侧智能电表的维护与检测主要依赖专业人员上门排查，存在现场检验效率低、周期检定任务繁重、严重依赖人工经验等问题。文中基于电网巡检图片构建了电表异常图像数据集，针对电表图像背景复杂、目标尺寸不一、异常接线隐蔽遮挡... 详细信息

目前用户侧智能电表的维护与检测主要依赖专业人员上门排查，存在现场检验效率低、周期检定任务繁重、严重依赖人工经验等问题。文中基于电网巡检图片构建了电表异常图像数据集，针对电表图像背景复杂、目标尺寸不一、异常接线隐蔽遮挡等问题，提出了一种基于D-DADA数据增广与DBE-YOLO网络的电表异常检测方法。首先，提出改进的双分支特征增强网络DBE-YOLO（Dual-Branch Feature Enhancement YOLO），通过引入级联空洞卷积增强模型对全局上下文信息与多尺度特征的提取，设计双分支聚合结构弥补了原始模型感受野受限、卷积特征捕捉模式固定的缺陷；其次，提出一种多样性感知的可微分自动数据增广算法D-DADA（Diversity-Driven Differentiable Automatic Data Augmentation），设计了搜索策略多样性约束条件促进对更广泛数据增强策略的自动搜索，从而帮助模型学习到不同场景、角度、光照等情况下的检测目标特征和模式，解决数据类内差异较大导致的模型识别性能不足等问题。实验结果表明，改进后的YOLOv8模型对八类电表异常的平均检测精度可达到79.6%，相对于改进前提高了3.4%。

关键词：电表 YOLOv8 异常检测 DBE-C2f 自动数据增广

基于反应气混合物的ICP-MS/MS测定原油中的钒和镍

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 101-106页

作者：蔡松韬黄莹秀袁亮代宇宣莫垚坤黄建华湖南工学院材料科学与工程学院湖南衡阳421002 湖南省中医药研究院中药研究所湖南长沙410013

原油中金属元素钒和镍(V和Ni)的含量和比值可为深入了解原油的沉积环境特征和有机质类型发挥重要作用。在原油炼制过程中,V和Ni作为原油催化裂化过程中的有害金属元素,会降低催化剂的活性,严重时会导致催化剂中毒,会严重腐蚀设备,在精... 详细信息

原油中金属元素钒和镍(V和Ni)的含量和比值可为深入了解原油的沉积环境特征和有机质类型发挥重要作用。在原油炼制过程中,V和Ni作为原油催化裂化过程中的有害金属元素,会降低催化剂的活性,严重时会导致催化剂中毒,会严重腐蚀设备,在精炼之前必须对原油中的V和Ni进行脱除处理。V和Ni具有致突变性和致癌性,识别或监测原油中V和Ni进入环境的潜在危险变得越来越重要,对原油中V和Ni的含量进行高灵敏精准测定具有重要意义。采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定原油中V和Ni的新策略。原油样品经航空煤油简单稀释后直接采用ICP-MS/MS进行分析,针对V和Ni受到的质谱干扰,在MS/MS模式下,采用由NH_(3)/He(He为缓冲气)和H_(2)组成的反应气混合物(NH_(3)/He/H_(2))作为反应气,基于V^(+)与NH_(3)/He/H_(2)不发生反应,而V^(+)的干扰离子与NH_(3)/He/H_(2)发生反应,采用原位质量法消除干扰,选择V^(+)进行测定;基于Ni^(+)与NH_(3)/He/H_(2)发生反应,采用质量转移法消除干扰,选择无干扰团簇离子Ni(NH_(3))_(3)^(+)进行测定。通过与NH_(3)/He反应模式进行对比研究发现,对于V的测定,加入H_(2)为反应气能快速去除氩基离子的干扰,并能协同NH_(3)消除氧化物离子的干扰;对于Ni的测定,加入H_(2)为反应气能促进全氢加合物(-NH_(3))的形成,从而提高生成Ni(NH_(3))_(3)^(+)的产率。在NH_(3)/He/H_(2)反应模式下,V和Ni的背景等效浓度(BEC)更低,Ni的灵敏度更高,V和Ni的检出限(LOD)分别低至0.83和3.76 ng·kg^(-1),定量限(LOQ)分别为2.77和12.5 ng·kg^(-1)。通过分析标准参考物质NIST SRM 1634c并进行加标回收实验评价方法的准确度和精密度,结果显示,方法的测定结果与标准参考物质的认证值基本一致,V和Ni的加标回收率分别为97.7%和103%,相对标准偏差(RSD)分别为1.8%和1.9%。所建立的分析方法避免了繁琐的样品预处理过程,具有操作简单快速、灵敏度高、准确度和精密度好的特点,适用于原油中V和Ni的检测,能为原油深加工中V和Ni的脱除提供理论依据。

关键词：原油电感耦合等离子体串联质谱钒(V) 镍(Ni) 氨气/氦气/氢气(NH_(3)/He/H_(2))

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