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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

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

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陆地风电空心锥形基础水平循环承载特性研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 306-314页

作者：梁昊吴宇旗李大勇中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580

通过开展砂土中等幅值和变幅值循环加载模型试验,针对空心锥形基础累积位移、转角和水平刚度进行研究。等幅值加载过程中,空心锥形基础沿加载方向减速移动,最终达到稳定状态;基础尺寸和荷载幅值对累积水平位移和转角影响显著,当荷载幅值... 详细信息

通过开展砂土中等幅值和变幅值循环加载模型试验,针对空心锥形基础累积位移、转角和水平刚度进行研究。等幅值加载过程中,空心锥形基础沿加载方向减速移动,最终达到稳定状态;基础尺寸和荷载幅值对累积水平位移和转角影响显著,当荷载幅值δ_(b)为0.2和0.5时,位移量和倾角随底板直径的增大而增大,而当δ_(b)为0.8时,位移量和倾角随底板直径的增大先减小后增大;当δ_(b)为0.2、0.5和0.8时,水平刚度随底板直径的增大分别降低39%、59.7%、43.9%。变幅值加载过程中,空心锥形基础在幅值逐级增加时沿加载方向加速移动,水平刚度随基础底板直径的增大先增大后减小,在幅值逐级递减时沿加载方向减速移动,水平刚度随基础底板直径的增大先减小后增大;位移量和倾角在幅值逐级递增时最大,逐级递减次之,等幅值加载最小。通过对无量纲化累积转角拟合,提出等幅值累积转角计算公式,经验证,计算公式与模型试验结果吻合较好。

关键词：陆地风电场基础循环荷载等幅值循环变幅值循环累积位移

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T形钢制耗能铰阻尼器抗震性能及力学模型研究

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地震工程与工程振动 2024年第4期44卷 136-147页

作者：徐秀凤孔子昂孙伟于征范晓鹏青岛黄海学院建筑工程学院山东青岛266427 gad杰地设计·浙江绿城建筑设计有限公司青岛分公司山东青岛266071

为了提高装配式框架结构的抗震性能,提出了不同类型的钢制耗能铰阻尼器,即将预制梁、柱用钢制铰进行连接,在铰的上、下或两侧安装软钢耗能元件。对几种耗能铰阻尼器的构造形式、抗震性能进行总结,选取一种构造简单、抗震性能较好的T形... 详细信息

为了提高装配式框架结构的抗震性能,提出了不同类型的钢制耗能铰阻尼器,即将预制梁、柱用钢制铰进行连接,在铰的上、下或两侧安装软钢耗能元件。对几种耗能铰阻尼器的构造形式、抗震性能进行总结,选取一种构造简单、抗震性能较好的T形耗能铰阻尼器进行抗震性能和力学模型研究。采用ABAQUS软件对T形耗能铰阻尼器的试验进行数值模拟,在此基础上建立了24个有限元模型对T形耗能元件的翼缘削弱程度和T形截面尺寸进行参数分析,并对不同影响因素进行量化得到耗能铰阻尼器的骨架曲线计算公式,最后,对公式的正确性进行了验证。结果表明,该T形耗能铰阻尼器具有良好的承载力、延性和耗能能力,所提出的骨架曲线准确率较高,可为该类阻尼器的设计提供参考。

关键词：抗震性能 T形耗能铰阻尼器力学模型参数分析骨架曲线

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钻井废弃泥浆固化土力学特性试验分析

材料导报 2024年第7期38卷 120-125页

作者：吕絮刘俊伟高嵩孟鋆国振青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 中石化石油工程设计有限公司山东东营257026 浙江大学建筑工程学院杭州310000

石油开采过程中产生大量钻井废弃泥浆,直接排放会造成环境污染,对钻井废弃泥浆进行处理势在必行。针对钻井废弃泥浆采用固化处理方法,并对固化土的力学特性进行系统试验分析。研究结果表明:固化土的应力应变曲线为应变软化型,发生脆性破... 详细信息

石油开采过程中产生大量钻井废弃泥浆,直接排放会造成环境污染,对钻井废弃泥浆进行处理势在必行。针对钻井废弃泥浆采用固化处理方法,并对固化土的力学特性进行系统试验分析。研究结果表明:固化土的应力应变曲线为应变软化型,发生脆性破坏;曲线峰值随着围压的增加和养护龄期的延长而升高;随冻融循环次数的增加而降低,6—8次后趋于稳定,冻融循环对固化土的强度影响明显。固化土发生刚度软化现象,E-ε曲线整体呈下降趋势,刚度随着围压的增加和养护龄期的延长而增加,随冻融循环次数的增加而降低,无量纲化割线模量与无量纲化主应力差的关系曲线由两部分组成,呈现倒C型。对固化土力学性能的研究有利于废弃泥浆的资源化再利用。

关键词：钻井废弃泥浆固化剂静力特性冻融循环

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碳纤维圆管增强超弹多孔结构振动特性研究

振动与冲击 2024年第11期43卷 111-117页

作者：樊永乐杨金水李爽刘彦佐哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266000

随着船舶工业技术的快速发展,对动力系统隔振装置提出了更加苛刻的要求,现有的橡胶阻尼材料虽然具备良好的减振效果,但仍然存在着质量大、力学承载性能和吸能性能不足等问题,针对上述背景,将橡胶阻尼材料与力学性能优异的碳纤维圆管相... 详细信息

随着船舶工业技术的快速发展,对动力系统隔振装置提出了更加苛刻的要求,现有的橡胶阻尼材料虽然具备良好的减振效果,但仍然存在着质量大、力学承载性能和吸能性能不足等问题,针对上述背景,将橡胶阻尼材料与力学性能优异的碳纤维圆管相结合设计出了一种兼具轻质、抗冲、隔振的碳纤维圆管增强超弹多孔结构,并在前期的研究中已验证了该结构具有优异的抗冲吸能表现。在此基础上,通过试验结合数值表征的方法研究了该结构的振动行为和减振性能,揭示碳纤维圆管对结构固有振动特性和减振性能的影响规律。结果发现,相比无增强结构,填充碳纤维圆管的超弹多孔结构可在增强结构整体刚度的同时实现减振性能的显著提升;试验结果验证了所建立结构数值模型的可靠性,对比不同增强结构的仿真与试验发现随着碳纤维圆管厚度的增加,结构固有频率呈现先增大后减小的趋势;研究结果可为设计新型轻质高刚度高阻尼结构提供参考。

关键词：多孔结构碳纤维圆管聚氨酯振动阻尼

关于机制砂絮凝剂残留值对混凝土性能影响以及其测定和处置方法的研究

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混凝土 2024年第4期 183-186,191页

作者：王进文李振宝臧金源唐海华张峻然青岛市建筑工程管理服务中心山东青岛266071 北京工业大学北京100124 青岛中硅拓创科技有限公司山东青岛266100 青岛青泰建筑科技有限公司山东青岛266000

通过对机制砂中絮凝剂残留值的检测及清除方法以及絮凝剂残留值对混凝土性能影响的系列研究,提出了机制砂絮凝剂使用浓度的控制方法,使制砂企业能够合理有效使用絮凝剂,做到科学使用,精细控制。同时,经系列研究提出利用臭氧离心搅拌分... 详细信息

通过对机制砂中絮凝剂残留值的检测及清除方法以及絮凝剂残留值对混凝土性能影响的系列研究,提出了机制砂絮凝剂使用浓度的控制方法,使制砂企业能够合理有效使用絮凝剂,做到科学使用,精细控制。同时,经系列研究提出利用臭氧离心搅拌分离法清除机制砂中的絮凝剂(即,机制砂的“二次分拣”),从而根除机制砂絮凝剂残留值对混凝土性能的影响,进一步规范和提高混凝土骨料生产质量。

关键词：絮凝剂臭氧二次分拣一次分拣抗压强度坍落度扩展度

渗流条件下滨海地层人工冻结多场耦合理论模型

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 171-176页

作者：朱紫义任磊高国耀郭伟任宇晓冯守中祝显鹏天津大学建筑工程学院天津300072 安徽滁宁高速公路股份有限公司安徽滁州239000 滁州学院土木与建筑工程学院安徽滁州239000

采用Navier-Stokes方程考虑流体动量守恒对渗流过程的影响,建立了考虑渗流对滨海砂土地层人工冻结过程影响的水-盐-热-力学理论模型。理论模型的计算结果与试验吻合良好,验证了所提模型的准确性。通过参数分析,探讨了渗流速度对冰、盐... 详细信息

采用Navier-Stokes方程考虑流体动量守恒对渗流过程的影响,建立了考虑渗流对滨海砂土地层人工冻结过程影响的水-盐-热-力学理论模型。理论模型的计算结果与试验吻合良好,验证了所提模型的准确性。通过参数分析,探讨了渗流速度对冰、盐空间分布的影响。研究发现,渗流削弱了冻结效果,随着渗流速度从0 m/d增加到10 m/d,冻结管左右两侧的土体位移降低了23.1%;冻结管左右两侧的结冰范围缩减了37.8%;冻结管左右两侧的盐分的析出范围缩减了42.7%;砂层上游的吸附盐突变位置向下游移动了52%,下游的吸附盐突变位置向下游移动了32%。

关键词：人工冻结冻结管渗流砂地层多场耦合

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鳞片桶壁吸力基础抗拔承载特性及破坏模式

岩土工程学报 2024年第9期46卷 1928-1935页

作者：梁昊李大勇吴宇旗中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

鳞片桶壁吸力基础是一种从仿生角度提出的新型吸力基础,能够有效提升基础的抗拔能力,可用于锚固系泊漂浮结构及海上光伏。通过倾斜单调加载模型试验,研究了不同系泊深度处鳞片吸力基础的抗拔承载力、破坏模式。鳞片吸力基础抗拔承载力... 详细信息

鳞片桶壁吸力基础是一种从仿生角度提出的新型吸力基础,能够有效提升基础的抗拔能力,可用于锚固系泊漂浮结构及海上光伏。通过倾斜单调加载模型试验,研究了不同系泊深度处鳞片吸力基础的抗拔承载力、破坏模式。鳞片吸力基础抗拔承载力随加载角度θ增加而减小,随系泊深度增加先增大后减小,当θ=20°,40°,60°,80°时,极限抗拔承载力较传统吸力基础增长8.4%,13.6%,41.2%和28.6%;当系泊深度位于0~0.58倍基础高度时,随着加载角度增加,鳞片吸力基础由前倾逐渐过渡为后倾转动破坏,而系泊深度为0.75~1倍基础高度时,基础发生后倾转动破坏,与传统吸力基础相比,鳞片吸力基础周围土体隆起与沉陷区域范围明显扩大,由此证明:鳞片吸力基础能够调动更多土体抵抗外荷载。基于Liu建立的理论计算模型,提出了最优系泊点处鳞片吸力基础抗拔承载力计算公式,并采用模型试验结果验证方法的准确性。

关键词：鳞片吸力基础模型试验抗拔承载力破坏模式