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基于结果导向教育理念的新工科桥梁工程课程建设

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建筑与预算 2024年第2期 43-45页

作者：邓友生董晨辉吴阿龙刘龙刚张世宇西安交通工程学院土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院

近十年来，在传统教育模式下，高等教育培养的人才已经无法满足各行业对专业知识与实践技能的需求。随着高校人才培养与就业需求，各行业的人才培养在保证现行人才质量的基础上试图寻求一种新的教育模式来提升人才的市场竞争性、创新性... 详细信息

近十年来，在传统教育模式下，高等教育培养的人才已经无法满足各行业对专业知识与实践技能的需求。随着高校人才培养与就业需求，各行业的人才培养在保证现行人才质量的基础上试图寻求一种新的教育模式来提升人才的市场竞争性、创新性以及实践操作技能。结果导向教育作为一种相对较新的教育模式，在人才培养的过程中可以锻炼这些能力，已经被各专业教师逐步应用于课程中。以桥梁工程课程为例，通过使用OBE模式对学生培养满足桥梁工程课程要求以及适应实际工程的需要。

关键词： OBE理念教育模式桥梁工程

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过海区间隧道多风机组合排烟性能试验研究

地下空间与工程学报 2024年第3期20卷 888-896页

作者：陈方兴郝小礼陈世强陈永平朱祝龙湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中铁隧道勘测设计院有限公司天津300133

为实现多通风机组合的隧道通风系统高效排烟,建立1:10缩尺试验模型,其工程原型为下穿青岛胶州湾的地铁1号线瓦贵区间隧道。基于试验模型,测定通风机功耗、行车道风速及静压,量化4种通风机组合及其运行参数对隧道内流场参数的影响,呈现... 详细信息

为实现多通风机组合的隧道通风系统高效排烟,建立1:10缩尺试验模型,其工程原型为下穿青岛胶州湾的地铁1号线瓦贵区间隧道。基于试验模型,测定通风机功耗、行车道风速及静压,量化4种通风机组合及其运行参数对隧道内流场参数的影响,呈现出排烟口周边区域的气流滞止现象。气流滞止是惯性力与压差力平衡的表象。为了度量气流滞止效应,应用无量纲准则,推导出Eu数(Euler number)表达式。应用该表达式,比较了4种风机组合的排烟性能而得出,四通风机组合工况2排烟性能最高,三通风机组合工况4、工况3次之,而两通风机组合工况1排烟性能最低,这表明,开启抽出式通风机能显著提升系统通风排烟能力。

关键词：过海区间隧道通风排烟通风机气流滞止欧拉数

铺装层温度效应影响下钢桥面板焊接细节的疲劳性能

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：王达邵育新谭本坤王鸿浩长沙理工大学土木工程学院中南林业科技大学土木工程学院湖南文理学院土木建筑工程学院

为研究沥青铺装层温度效应对正交异性钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响，基于线弹性断裂力学，研究了铺装层温度效应对焊接细节应力及顶板焊趾处疲劳裂纹尖端应力强度因子的影响规律，并基于XGBoost算法建立了裂纹修正系数预测模型。结... 详细信息

为研究沥青铺装层温度效应对正交异性钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响，基于线弹性断裂力学，研究了铺装层温度效应对焊接细节应力及顶板焊趾处疲劳裂纹尖端应力强度因子的影响规律，并基于XGBoost算法建立了裂纹修正系数预测模型。结果表明：沥青铺装层厚度及其温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响不能忽略；高温情况下，顶板焊趾处的疲劳裂纹扩展速率较快，裂纹形态比对有效应力强度因子的影响更大，仅通过应力评估铺装层温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响偏不安全；顶板焊趾处的应力及裂纹尖端的有效应力强度因子与铺装层温度效应呈非线性相关；结合建立的裂纹修正系数预测模型能有效预测疲劳裂纹尖端的有效应力强度因子，便于工程中对温度影响下的焊接细节疲劳性能进行快速评估。

关键词：钢桥面板铺装层温度效应疲劳裂纹应力强度因子 XGBoost算法

共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元

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建筑结构学报 2024年

作者：白伦华刘耀鹏王涛丁乐扬刘佳亮佛山科学技术学院交通与土木建筑学院西南科技大学土木工程与建筑学院华南理工大学土木与交通学院沈阳建筑大学土木工程学院香港理工大学土木及环境工程学系

为实现复杂薄壁截面钢结构的静力弹塑性高效计算分析，提出一种共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元。以中长薄壁构件为对象，梁单元的刚度矩阵基于欧拉梁理论推导而得。在该单元中，采用一维薄壁单元模拟薄壁截面，可以提... 详细信息

为实现复杂薄壁截面钢结构的静力弹塑性高效计算分析，提出一种共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元。以中长薄壁构件为对象，梁单元的刚度矩阵基于欧拉梁理论推导而得。在该单元中，采用一维薄壁单元模拟薄壁截面，可以提供截面纤维信息，方便考虑材料非线性的影响，并可计算剪切系数，考虑剪切变形的影响。在求解过程中，使用共旋坐标系法扣除单元节点增量位移的刚体位移部分，以加快收敛速度。同时，还提出了材料非线性的数值调整策略，以提高单轴本构模型应用于考虑剪切变形梁单元中的适用性，并开发了专用的计算程序。对弯梁、坦拱、悬臂梁与柱的算例分析验证了所开发程序应对薄壁构件几何非线性、材料非线性计算的准确性；对带肋薄壁钢构件框架的计算分析则表明，该程序可有效预测复杂薄壁截面结构考虑剪切变形后的非线性响应。上述纤维梁单元适用于中长构件的复杂薄壁截面钢结构，具有推广应用价值。

关键词：薄壁钢构件欧拉梁理论共旋坐标系纤维梁模型薄壁截面模型剪切变形材料非线性

基于Sentinel-2影像东北秋季典型湖泊大气校正方法适用性评价

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地理科学 2024年第1期44卷 149-158页

作者：李勇李思佳宋开山徐茂林刘阁辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114000 中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

本文利用6S(Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum)、Acolite DSF(Dark spectrum fitting)、C2RCC(Case 2 Regional Coast Color)、SeaDas(SeaWiFS Data Analysis System)、Sen2Cor(Sentinel 2 Correction)、Polymer(Polynomial based algorithm applied to MERIS)和iCOR(Image correction for atmospheric effects)7种大气校正算法,结合松花湖、月亮泡、小兴凯湖实测遥感反射率数据对“哨兵-2号”(Sentinel-2)数据进行大气校正研究,验证算法性能。整体校正结果显示,相较于实测遥感反射率,上述7种大气校正算法均在可见光波段(400~800 nm)呈现不同程度的低估。除C2RCC算法外,其余6种算法校正后的遥感反射率与实测光谱曲线变化趋势基本吻合,其中Sen2Cor算法与iCOR算法性能最佳,Polymer算法性能最差;在单波段校正精度对比中,Sen2Cor和iCOR算法几乎所有波段的均方根误差和平均绝对百分比误差都低于其余5种算法。Sen2Cor算法在560 nm、665 nm和705 nm处校正精度优于其余6种算法,iCOR算法在443 nm和740 nm处有良好的表现,在490 nm处6S算法校正精度最高,拥有最低的均方根误差(0.0059 sr^(−1))和平均绝对百分比误差(21.40%)。结果表明,这7种大气校正算法均可以在一定程度上去除大气影响,增加影像的可用性,Sen2Cor算法和iCOR算法更适用于本文所研究水体或相似水体。

关键词：大气校正 Sentinel-2卫星内陆湖泊水体遥感反射率

悬浮隧道支撑锚索在管体运动状态下的动频率与湿模态

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振动与冲击 2024年第2期43卷 271-279页

作者：朱灿刘炎易壮鹏长沙理工大学土木工程学院长沙410114

悬浮隧道(submerged floating tunnel,SFT)是一种潜力巨大的水下交通结构,其支撑锚索频率、模态的精确获取对识别结构动力性能至关重要。该研究提出了一种管体运动状态下求解锚索“动频率”和“湿模态”的新颖方法,将锚索等效为梁或弦... 详细信息

悬浮隧道(submerged floating tunnel,SFT)是一种潜力巨大的水下交通结构,其支撑锚索频率、模态的精确获取对识别结构动力性能至关重要。该研究提出了一种管体运动状态下求解锚索“动频率”和“湿模态”的新颖方法,将锚索等效为梁或弦建立了四类考虑锚索抗弯刚度、湿重等因素的力学模型。在对运动悬浮隧道结构进行拟静态处理,及通过静平衡时锚索顶张力与该索支撑范围内净浮力相等的原则确定结构基本参数的前提下,研究了管体竖向周期运动过程中锚索动频率与湿模态的分布规律。获取了锚索动频率带及其上限、下限与管体浮重比、锚索倾角、竖向高度及管体运动幅值之间的对应关系与参数敏感区间,得到了锚索湿模态对湿重展向效应、竖向高度等因素的敏感程度,可为进一步深入研究锚索涡振频率锁定、参数振动提供新的处理思路。

关键词：悬浮隧道(SFT) 支撑锚索管体运动动频率湿模态

检修车轨道对窄幅流线型箱梁涡振性能影响研究

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桥梁建设 2024年第1期54卷 88-94页

作者：段青松马存明西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 西南交通大学桥梁工程系四川成都610031

为给窄幅流线型箱梁抗风设计提供参考,以某窄幅流线型钢箱梁悬索桥为背景,进行节段模型风洞试验,考虑风攻角,分析检修车轨道对箱梁涡振性能的影响;通过数值模拟,研究检修车轨道及其位置对箱梁绕流特性的影响机理及抑振措施的有效性。结... 详细信息

为给窄幅流线型箱梁抗风设计提供参考,以某窄幅流线型钢箱梁悬索桥为背景,进行节段模型风洞试验,考虑风攻角,分析检修车轨道对箱梁涡振性能的影响;通过数值模拟,研究检修车轨道及其位置对箱梁绕流特性的影响机理及抑振措施的有效性。结果表明:窄幅箱梁在+3°、0°风攻角时的竖向涡振最大振幅较-3°风攻角时分别增大348%、189%;0°风攻角时,检修车轨道布置于箱梁底板内侧1/6底板宽度位置,窄幅箱梁竖向涡振最大无量纲振幅减小60.8%;在此基础上,检修车轨道内侧布置导流板后,箱梁竖向涡振最大无量纲振幅减小79.9%;检修车轨道布置于箱梁底板且布置导流板时,与检修车轨道布置于斜腹板相比,窄幅箱梁竖向涡振最大振幅大幅减小,箱梁周围的流动结构更加稳定,改善了箱梁涡振性能;将检修车轨道向箱梁底板内侧移动或布置导流板是抑制检修车轨道引起窄幅箱梁涡振的有效措施。

关键词：悬索桥窄幅流线型箱梁检修车轨道涡振绕流特性风洞试验数值模拟

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倾斜溜井内的矿岩运动特征及其影响因素研究

矿业研究与开发 2024年第4期44卷 62-68页

作者：马强英梁凯歌马驰路增祥秦然辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山市114051 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 海南矿业股份有限公司海南昌江黎族自治县572700

溜井是矿岩运输的重要工程,因卸矿冲击造成的井壁损伤是制约溜井使用年限的主要问题。为分析倾斜溜井内矿岩的运动过程,通过PFC2D数值模拟试验,结合物理相似试验验证,模拟倾斜溜井卸矿过程,分析倾斜溜井内矿岩运动形式及速度变化特征,... 详细信息

溜井是矿岩运输的重要工程,因卸矿冲击造成的井壁损伤是制约溜井使用年限的主要问题。为分析倾斜溜井内矿岩的运动过程,通过PFC2D数值模拟试验,结合物理相似试验验证,模拟倾斜溜井卸矿过程,分析倾斜溜井内矿岩运动形式及速度变化特征,研究溜井倾斜角度对矿岩运动规律及撞击井壁位置的影响,讨论垂直溜井与倾斜溜井中矿岩运动方式的差异性。研究发现,(1)当溜井倾斜角度为60°时,两次撞击位置高度分别距离卸矿口1.36 m、3.30 m,撞击速度分别为9.53 m/s、5.47 m/s,矿岩到达溜井底板时速度达到峰值16.17 m/s;矿岩运动过程可简化为5个阶段,在分支溜槽内做匀加速的滑动或滚动,脱离溜槽以一定初速度作斜抛运动,与井壁发生两次撞击,沿着井壁做匀加速的滑动或滚动运动,最后到达溜井底板。(2)溜井倾斜角度对矿岩运动过程的影响非常显著,随着溜井倾斜角度的增加,矿岩两次撞击井壁位置距离卸矿口高度呈增加趋势;倾斜角度超过60°后,第2次撞击位置距离卸矿口高度和撞击速度急剧增大。(3)与垂直溜井相比,倾斜溜井中矿岩运动过程受井壁边界限制作用更显著,落体运动时长较短,矿岩与井壁存在较长距离的相对接触、滑动过程,对井壁造成摩擦损伤。

关键词：倾斜溜井矿岩运动特征溜井倾斜角度数值模拟

基于改进Sherwood-Frost模型的钢结构重防腐涂装本构研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：蔺鹏臻陈星兰州交通大学土木工程学院

为探究影响钢结构重防腐涂装层单轴拉伸力学行为的关键因素，并据此构建其综合多重因素影响的本构模型。选取底漆、中间漆、面漆结合的三层钢结构重防腐涂装体系为研究对象，使用控制变量法对涂层进行了单轴拉伸试验，记录了各项拉伸力... 详细信息

为探究影响钢结构重防腐涂装层单轴拉伸力学行为的关键因素，并据此构建其综合多重因素影响的本构模型。选取底漆、中间漆、面漆结合的三层钢结构重防腐涂装体系为研究对象，使用控制变量法对涂层进行了单轴拉伸试验，记录了各项拉伸力学性能指标，包括拉伸强度、断裂伸长率等。实验在-20℃至50℃的温度范围内进行，应变率设置在 6.67×10-4s-1至1.67×10-2s-1内，中间漆厚度则在140μm至700μm之间变化。量化分析了各因素对钢结构涂装层力学性能的影响程度，并揭示了各影响规律产生的原因。基于Sherwood-Frost模型理论，结合涂层材料特性及试验结果，确定了本构模型温度项、应变率项及厚度项，构建了多因素钢结构涂装层本构模型。并通过对钢结构重防腐涂装层进行了在应变率恒定，温度和中间漆厚度两种工况耦合的单轴拉伸试验，验证了该模型的可靠性。研究发现，在试验条件范围内，随着温度升高或应变率降低，涂层的拉伸强度减小而断裂延伸率增大。在中间漆厚度方面，当厚度为560μm时，涂层的力学性能响应最为明显。构建的本构模型预测值与试验结果的相关系数r均在0.97及以上，能够描述和预测在各种单因素或多因素耦合影响下涂装层的拉伸力学性能表现。本研究可以为钢结构重防腐涂装层的设计和应用提供理论支持，并为相似结构的防腐设计和研究提供参考。

关键词：钢结构重防腐涂装力学性能影响因素本构模型