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基于深度学习的隔震构造节点检测方法

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 944-951页

作者：党育陈一杰贺一哲何亚兰州理工大学土木工程学院兰州730050

为提高隔震构造节点的检测效率和效果并实现其自动化检测,按构造做法将隔震构造节点分为设置水平隔震缝构造节点、设置竖向隔震缝构造节点和管线设置柔性连接构造节点3类.选取设置水平隔震缝的隔震构造节点,根据其检测要求和缺陷特征,... 详细信息

为提高隔震构造节点的检测效率和效果并实现其自动化检测,按构造做法将隔震构造节点分为设置水平隔震缝构造节点、设置竖向隔震缝构造节点和管线设置柔性连接构造节点3类.选取设置水平隔震缝的隔震构造节点,根据其检测要求和缺陷特征,提出了一种基于深度学习的隔震构造节点检测方法.通过实地拍摄国内128个隔震工程的隔震构造节点图像,建立并标定了隔震构造节点数据集,将深度残差网络模型与迁移学习技术相结合,构建了隔震构造节点检测模型.结果表明,该模型在测试集上的识别准确率达到98.4%,F_(1)分值为0.984,可较好地提取水平隔震缝特征,准确判断隔震构造节点是否存在水平隔震缝缺陷,从而实现设置水平隔震缝构造节点的自动检测.

关键词：深度学习隔震建筑水平隔震缝缺陷检测

高压空气爆破作用下煤体裂纹扩展及振动特性模拟试验研究

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爆破 2024年

作者：严少洋高富强杨小林褚怀保王昌叶红宇洛阳理工学院土木工程学院河南理工大学土木工程学院东北大学资源与土木工程学院

为了探讨高压气体爆破对煤体裂纹扩展和振动特性的影响，采用模拟煤体基于自主研发的高压空气爆破装置开展气体爆破试验，试验过程中利用爆破速度采集仪和爆破振动采集仪分别对表面裂纹扩展速度及质点振动进行测试，分析高压空气爆破作... 详细信息

为了探讨高压气体爆破对煤体裂纹扩展和振动特性的影响，采用模拟煤体基于自主研发的高压空气爆破装置开展气体爆破试验，试验过程中利用爆破速度采集仪和爆破振动采集仪分别对表面裂纹扩展速度及质点振动进行测试，分析高压空气爆破作用诱发的裂纹扩展发育过程及质点振动能量变化特性。运用扫描电镜（SEM）分析气爆前后试件孔裂隙演化规律。试验结果表明：在高压空气爆破设计压力为15 MPa的条件下，诱导试件表面裂纹沿围压加载方向发育扩展，裂纹发育扩展速度有 v双向不等压>v无围压>v双向等压；不同围压条件下裂纹随距致裂孔距离的增加呈快速发育和稳态发育两个阶段发育扩展；诱发质点振动信号分布在0～250 Hz的范围内，振动信号中主频带的能量较其他子频带的能量有明显的区别，振动主频带信号在0～31.25 Hz低频带较为集中。研究成果以期为优化高压气体爆破致裂孔分布和提高瓦斯抽采效果提供理论依据和指导。

关键词：高压空气爆破煤体裂纹扩展振动信号振动能量

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不同剪切历史下结构面的剪切特性和滑移特征

金属矿山 2024年

作者：王斐笠郑鸿康王述红张俊楠孟凡震青岛理工大学理学院东北大学资源与土木工程学院

结构面的剪切特性和滑移特征与滑移型岩爆以及诱发地震等动力灾害密切相关。实验室中的周期性粘滑现象与工程实际中的周期性地震和滑移型岩爆具有相似的发生过程，认为粘滑时产生的应力降和释放的极大能量是产生滑移型岩爆的主要原因，... 详细信息

结构面的剪切特性和滑移特征与滑移型岩爆以及诱发地震等动力灾害密切相关。实验室中的周期性粘滑现象与工程实际中的周期性地震和滑移型岩爆具有相似的发生过程，认为粘滑时产生的应力降和释放的极大能量是产生滑移型岩爆的主要原因，所以粘滑特征的研究有助于揭示工程中滑移型岩爆、诱发地震等动力灾害的诱发机理。但断层或结构面在实际采矿过程中会经历不同的剪切历史。为研究结构面在经历不同剪切历史后的剪切滑移特征，对锯切花岗岩结构面开展了不同应力路径（1→3→5 MPa和5→3→1 MPa）和速率路径（0.1→0.3→0.6 mm/min和0.6→0.3→0.1 mm/min）下的直剪试验。结果表明：① 高应力下的剪切应力、应力降幅值以及滑移速率均大于相应低应力下的数值，但在不同应力路径中呈现出了不同的变化规律；② 在变速率加载过程中，剪切应力差异性很小，但应力降幅值和滑移速率存在速率依赖性（加载速率大，应力降幅值和滑移速率均减小）并受速率路径的控制。上述分析有助于进一步探讨天然地震、诱发地震、断层滑移型岩爆等与断层或结构面不稳定剪切破坏有关的动态地质灾害的发生机理。

关键词：岩石力学结构面剪切历史直剪试验粘滑抗剪强度滑移速率

磁场作用下水基磁流体对TC4与Si3N4摩擦学性能影响的实验研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 174-183页

作者：王优强徐莹莫君何彦赵涛倪陈兵青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室青岛266520

钛合金(TC4)是一种航空航天中广泛应用的材料,其具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,但其摩擦学性能限制了其进一步的应用。近年来水基磁流体作为一种智能环保型润滑剂在解决极端工况条件下的润滑问题发挥着巨大优势。利用摩擦磨损... 详细信息

钛合金(TC4)是一种航空航天中广泛应用的材料,其具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,但其摩擦学性能限制了其进一步的应用。近年来水基磁流体作为一种智能环保型润滑剂在解决极端工况条件下的润滑问题发挥着巨大优势。利用摩擦磨损实验机研究了磁场作用下水基磁流体对钛合金摩擦学性能的影响。首先实验研究了水基磁流体的磁学性能。采用超声清洗机对原磁流体进行稀释,获得质量分数分别为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、10%、20%、36%稳定的水基磁流体。利用振动样品磁强计(VSM)、场发射透射电镜(TEM)和静态接触角测量仪分别测试了磁性颗粒的大小和形貌,研究了不同质量分数的水基磁流体的润湿性,探讨了水基磁流体的磁学性能。实验结果表明:Fe3O4颗粒呈球形,平均粒径为14 nm,具有良好的顺磁性。水基磁流体的润湿性随质量分数的增大而增大。其次,研究了水基磁流体的摩擦学性能。以TC4钛合金与Si3N4陶瓷球为试件,利用UMT-3往复摩擦磨损试验机测定了不同磁场强度下不同质量分数水基磁流体润滑时钛合金表面的摩擦因数,并用高精度粗糙度仪对磨损量进行测量。结果表明,通过与基液实验结果进行对比发现,不同质量分数的水基磁流体都表现出一定的减摩效果,其中质量分数为1.2%的磁流体减摩效果最好,摩擦因数降低了16.99%。但在施加外磁场时,不同质量分数的水基磁流体的磨损量都会比基液水润滑时有所增加。但是,随着颗粒质量分数和磁场强度的增大,磨损量逐渐减少。最后,通过实验数据对不同磁场作用下不同质量分数水基磁流体的摩擦学性能的作用机理进行分析,为水基磁流体将来在润滑领域的应用提供了实验依据。

关键词：纳米添加剂水基磁流体磁场强度摩擦学减摩润滑性能

Fe3+与碳量子点共修饰TiO2复合催化剂微结构调控及可见光下降解双酚A

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2057-2067页

作者：高博史焕鑫薛怡然陈柠邢玉鲁张留科赵璇马丙瑞赵宝秀刘杰青岛理工大学环境与市政工程学院吉林建筑大学材料科学与工程学院

针对TiO2光谱响应范围较窄、光生载流子易复合的缺点，本研究采用溶胶–凝胶共混法成功制备了微结构可控的Fe3+与碳量子点（CDs）共修饰TiO2的复合催化剂Fe3+/CDs–TiO2。结果表明，Fe3+与CDs共修饰不仅拓宽了TiO2光谱响应范围，而且形... 详细信息

针对TiO2光谱响应范围较窄、光生载流子易复合的缺点，本研究采用溶胶–凝胶共混法成功制备了微结构可控的Fe3+与碳量子点（CDs）共修饰TiO2的复合催化剂Fe3+/CDs–TiO2。结果表明，Fe3+与CDs共修饰不仅拓宽了TiO2光谱响应范围，而且形成的界面化学键为光电子转移提供通道，抑制载流子的复合，提高光电子转移效率，当Fe3+与CDs的负载量为0.5%（质量分数）和1.5%时，复合材料对双酚A的降解效果最佳，可见光下光照120 min,BPA降解率可达92.8%,Fe3+/CDs–TiO2循环使用7次后，去除率保持在86%以上。Fe3+/CDs–TiO2降解双酚A光催化反应符合一级反应动力学方程，反应速率常数为0.02216 min–1，自由基捕获实验证实空穴是降解BPA的主要物种，光催化降解产物毒性逐渐消减。

关键词：铁离子/碳量子点–二氧化钛光催化降解双酚A

覆膜方法对纳米纤维膜除尘滤料动态过滤性能的影响

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中国环境科学 2024年第4期44卷 1995-2002页

作者：郭颖赫赫伟东柳静献沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究... 详细信息

为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料、PPS滤料以及PTFE覆膜滤料的动态过滤性能,结果表明,与PTFE覆膜滤料相比,3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料均表现出优异的过滤性能.稳定过滤阶段,一步共纺覆膜法制备的PET/TPU纳米纤维膜滤料完成单个周期所需时间是PTFE覆膜滤料的2倍,粉尘剥离率为99.79%,其阻力增长速率低、完成单个周期所需时间平稳,降低能耗并减少了气流对膜造成的磨损,在工业除尘领域具有较大应用潜力.

关键词：工业除尘过滤材料覆膜纳米纤维膜动态过滤性能

基于双层梁理论的隧道下穿诱发无砟铁路变形计算方法

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 646-652,669页

作者：雷鸣张丙强刘海黄志斌长沙学院土木工程学院湖南长沙410022 福建理工大学土木工程学院福建福州350118 中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司福建福州350013

为研究隧道下穿无砟铁路轨道时板底部脱空对轨道变形的影响,提出一种改进的隧道下穿引起无砟铁路变形的计算方法.首先,将无砟铁路轨道结构简化为双层地基梁模型,建立隧道下穿施工引起无砟铁路变形的控制方程;然后,将无砟铁路分为中间脱... 详细信息

为研究隧道下穿无砟铁路轨道时板底部脱空对轨道变形的影响,提出一种改进的隧道下穿引起无砟铁路变形的计算方法.首先,将无砟铁路轨道结构简化为双层地基梁模型,建立隧道下穿施工引起无砟铁路变形的控制方程;然后,将无砟铁路分为中间脱空段和两端接地段共三部分,推导隧道下穿施工诱发无砟铁路变形的计算式,对比路基不均匀沉降引起无砟轨道变形的理论计算值与数值模拟结果,验证了理论计算方法的正确性;最后,探讨了新建隧道埋深、隧道下穿施工引起周围地层的损失率,以及既有铁路与隧道间的水平夹角对无砟铁路轨道变形的影响.研究结果表明:当隧道从铁路下方6 m处垂直穿越既有铁路时,轨道中点变形将达到最大值;隧道施工引起周围地层损失率从0.25%增大到2.50%时,轨道中点变形和轨道板底部脱空区宽度将分别增大4.0倍和2.2倍.

关键词：轨道变形隧道下穿双层梁模型 Winkler地基理论方法

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可回收锯齿锚杆抗拔承载力计算方法

应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 238-257页

作者：连博董建华马连生吴晓磊兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 兰州理工大学理学院甘肃兰州730050

为了解决基坑可回收锚杆普遍存在的锚杆承载头不可回收、回收效率低等问题,提出一种可完全回收的锯齿锚杆新型支护结构,阐明其结构构成和工作机理,并对其承载能力进行了分析.首先根据锯齿锚杆的结构特性,建立剪叉式锚固机构的扩张模型,... 详细信息

为了解决基坑可回收锚杆普遍存在的锚杆承载头不可回收、回收效率低等问题,提出一种可完全回收的锯齿锚杆新型支护结构,阐明其结构构成和工作机理,并对其承载能力进行了分析.首先根据锯齿锚杆的结构特性,建立剪叉式锚固机构的扩张模型,采用弹性力学平面问题的复变函数法及Tresca塑性屈服准则,求解了剪叉式锚固机构扩开时周围土体的弹塑性解及剪叉臂的极限转角,并推导出该新型锚杆的抗拔承载力和转动单元转角阈值计算公式.然后采用有限元法对该新型锚杆的扩张过程和抗拔特性进行了分析,并将理论解与数值解进行对比验证.结果表明:(1)剪叉式锚固机构对土体应力的影响范围为其扩开宽度的2~3倍,锚固机构周围土体的塑性变形区边界呈椭圆状,且长短轴半径比值在锚固机构扩开过程中保持不变;(2)在不超过极限转角的范围内,锚固机构转角的增大能够提升可回收锯齿锚杆的抗拔性能;(3)相比普通锚杆,锯齿锚杆具有更强的抗拔承载能力.

关键词：可回收锯齿锚杆复变函数法 Tresca屈服准则有限元分析扩张过程抗拔承载力

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钢纤维间距对UHPC双丝拉拔性能的影响

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 161-169页

作者：袁明朱楠萱颜东煌吴晓娟黄练长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 广西民族大学建筑工程学院广西南宁530006

通过双根钢纤维拉拔试验,研究超高性能混凝土(UHPC)中钢纤维间距(2 mm、4 mm、6 mm、8 mm、10 mm和12 mm)对钢纤维在UHPC中拉拔性能的影响,采用0.2 mm的镀铜直圆形钢纤维,制作6组双丝试件和1组单丝试件进行拉拔试验.通过拉拔荷载-滑移... 详细信息

通过双根钢纤维拉拔试验,研究超高性能混凝土(UHPC)中钢纤维间距(2 mm、4 mm、6 mm、8 mm、10 mm和12 mm)对钢纤维在UHPC中拉拔性能的影响,采用0.2 mm的镀铜直圆形钢纤维,制作6组双丝试件和1组单丝试件进行拉拔试验.通过拉拔荷载-滑移曲线、平均黏结强度、钢纤维最大拉拔应力等参数,并结合扫描电子显微镜(SEM),观察了拔出后钢纤维的微观外貌、UHPC基体的隧洞微观形态和破坏部位的微观形态,全面分析了钢纤维的间距对UHPC基体-钢纤维拉拔性能的影响.试验结果表明:钢纤维拉拔结果具有一定的离散性;双丝拉拔试验的最大拉拔荷载小于相应单丝结果的两倍;钢纤维和UHPC基体隧洞有着不同程度的损伤,双丝试件中的钢纤维表面划痕和基体隧洞的孔洞破坏较单丝严重,单丝试件的隧洞内壁则相对完整.

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 钢纤维双丝拉拔黏结性能 SEM微观形貌