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基于CEL方法的瓷砖智能化铺贴质量数值分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 268-278页

作者：吴楷张艳荣孔祥明张浩楠李大林雷霆北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学土木工程系北京100084

基于耦合的欧拉-拉格朗日方法(CEL方法)建立瓷砖-瓷砖胶-混凝土流固耦合施工模型,模拟研究机器人的布料方式、布料管数和荷载类型对瓷砖回弹量、接触面积、缺陷分布等铺贴质量指标的影响规律和机理。研究结果表明:与垂直布料相比,水平... 详细信息

基于耦合的欧拉-拉格朗日方法(CEL方法)建立瓷砖-瓷砖胶-混凝土流固耦合施工模型,模拟研究机器人的布料方式、布料管数和荷载类型对瓷砖回弹量、接触面积、缺陷分布等铺贴质量指标的影响规律和机理。研究结果表明:与垂直布料相比,水平布料瓷砖胶的塑性变形较小,胶条形态保持稳定且呈等间距分布。布料管数增加对瓷砖回弹量与接触面积均无影响,但会使瓷砖-瓷砖胶的界面缺陷明显变窄且分布更加均匀。相较于单一的直压荷载,耦合垂直振动荷载引起的不均匀塑性变形导致瓷砖回弹量和瓷砖-瓷砖胶接触面积同时降低;而耦合剪切振动荷载既有利于消除瓷砖回弹量又能显著增大瓷砖-瓷砖胶接触面积,有效减少界面缺陷。

关键词： CEL方法智能化施工铺贴质量数值分析

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起讫点建成环境对轨道交通高峰时段网络客流的作用机制分析

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地理科学进展 2024年第9期 1785-1797页

作者：庞磊任利剑姜宇逍运迎霞天津大学建筑学院香港城市大学建筑与土木工程系

建成环境与轨道交通客流之间联系密切。然而既有研究主要致力于探究建成环境对轨道交通站点客流的影响，对网络客流的影响分析较少。与站点客流不同，网络客流的矢量性受起讫点建成环境的双重作用。论文基于多源地理空间数据构建“5D+N... 详细信息

建成环境与轨道交通客流之间联系密切。然而既有研究主要致力于探究建成环境对轨道交通站点客流的影响，对网络客流的影响分析较少。与站点客流不同，网络客流的矢量性受起讫点建成环境的双重作用。论文基于多源地理空间数据构建“5D+N”维度的建成环境指标体系，采用可解释轻量级梯度提升机机器学习模型(LightGBM-SHAP)从特征贡献度、单变量非线性关系、双变量交互效应三个方面解析起讫点建成环境对高峰时段网络客流的影响。针对天津的案例研究表明：(1)对早高峰网络客流重要度排序前5位的建成环境因素综合贡献达到13.22，其中讫点距市中心距离贡献度最大，从起讫点双重视角来看，讫点建成环境贡献度(20.86)大于起点建成环境贡献度(18.30)；(2)建成环境因素与早高峰网络客流的非线性关系差异显著，存在非线性正相关、非线性负相关等多种关系，阈值效应也存在单端阈值、多段阈值等多种情况；(3)对于早高峰网络客流，起点或讫点公交站点密度分别与讫点中介中心性有显著交互作用，公交站点密度在两者交互效应中处于主导地位。研究结果对引导站域建成环境更新及提升轨道交通客流效能提供了精准有效的策略指引。

关键词：城市轨道交通早高峰网络客流建成环境 LightGBM-SHAP 非线性交互效应天津

基于历史桥检数据的既有桥梁技术状况退化模型更新

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工程力学 2024年

作者：崔猛孙一城李卫华邱念领李阿雷李全旺中国铁建投资集团有限公司天津大学土木工程系清华大学土木工程系

对运营状态下的桥梁，预测其未来的技术状况对全寿命管养十分重要，但目前已有的退化预测方法对检测数据的完备性有较高要求。针对我国桥梁检测数据保存不系统、不完善的现状，本文结合状态停留时间的概念，提出了基于历史桥检数据的既... 详细信息

对运营状态下的桥梁，预测其未来的技术状况对全寿命管养十分重要，但目前已有的退化预测方法对检测数据的完备性有较高要求。针对我国桥梁检测数据保存不系统、不完善的现状，本文结合状态停留时间的概念，提出了基于历史桥检数据的既有桥梁技术状况退化模型的更新方法，该方法假设桥梁各技术状况的停留时间服从独立正态分布，给出贝叶斯更新似然函数表达式，利用历史桥检数据对停留时间模型进行更新，并结合马尔科夫模型进一步推导出基于当前状况、停留时间和后续服役时间的状态转移概率表达式。利用数值算例验证了本文方法的准确性，并探讨了桥检数据的数据量、完备性、检测精度对更新结果的影响。最后，结合某城市185座钢筋混凝土梁式桥上部结构的历史检测数据对本文方法的应用进行了展示，得到了不同技术状况的停留时间模型，并对这些桥梁的未来退化趋势进行了预测。

关键词：桥梁退化模型技术状况贝叶斯更新状态停留时间检测数据

面向月面原位建造的模拟月壤太阳聚光熔融试验研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第8期52卷 130-138页

作者：杨少博冯鹏张道博左洋祁俊峰包查润王钦玉清华大学土木工程系北京卫星制造厂有限公司

基于探月工程的月面自动化建造需要，面向月面原位资源与能源的利用问题，研究了以太阳光直接聚光熔融固化月壤技术方案，展现了在月面利用太阳光和月壤进行建造的应用潜力.采用菲涅尔透镜进行聚光熔融固化模拟月壤CUG-1A，采用自主搭... 详细信息

基于探月工程的月面自动化建造需要，面向月面原位资源与能源的利用问题，研究了以太阳光直接聚光熔融固化月壤技术方案，展现了在月面利用太阳光和月壤进行建造的应用潜力.采用菲涅尔透镜进行聚光熔融固化模拟月壤CUG-1A，采用自主搭建的试验设备进行了熔融固化成型，研究了成形过程工艺参数，分析了影响成形结果相关因素，提出了试验条件下模拟月壤单层熔融固化的最优参数方案.在此基础上，对成形样件进行了微观几何形态和化学成分分析，进一步解释了此种月壤固化成形方法的机理.本研究验证了太阳能聚光熔融固化月壤建造的有效性，形成了原理样机，并提出了相应工艺参数，为探月与月面建造提供了技术参考.

关键词：月面建造原位资源利用太阳能聚光熔融固化微观分析

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大跨斜腿钢管桁架结构日照非均匀温度场研究

工程力学 2024年第1期41卷 208-218页

作者：王锦涛刘宇飞樊健生周勐聂建国强安鹏周照飞中南大学土木工程学院湖南长沙410075 清华大学土木工程系北京100084 中交第四公路工程局有限公司北京100102

大跨空间结构在施工过程中由于长期暴露在太阳辐射中,结构中存在明显的温度效应。又因为结构独特的空间网架特性以及太阳辐射角度的实时变化,杆件之间存在明显的遮挡作用,因此结构的温度场不仅是随时间变化的,还具有不均匀的特征。该文... 详细信息

大跨空间结构在施工过程中由于长期暴露在太阳辐射中,结构中存在明显的温度效应。又因为结构独特的空间网架特性以及太阳辐射角度的实时变化,杆件之间存在明显的遮挡作用,因此结构的温度场不仅是随时间变化的,还具有不均匀的特征。该文基于地理气象信息和杆件遮挡作用的结构温度场分析算法,以某个大跨斜腿钢管桁架结构为研究背景,模拟分析了结构的瞬态温度场,并结合结构的温度和微应变长期监测,对结构的不均匀温度场以及施工阶段受力进行了讨论。计算与实测结果表明,遮挡作用使得杆件之间的瞬态温差最大可达21%,时变性与不均匀性非常显著;结构施工阶段的受力主要来源于温度效应,结构在施工阶段的温度效应不可忽略。

关键词：大跨空间结构太阳辐射日照阴影温度效应长期监测

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高地震烈度区复杂地质条件渡槽结构

清华大学学报（自然科学版） 2024年第7期64卷 1264-1277页

作者：张延杰曾显志王海深韩钟骐邓开来潘鹏云南省滇中引水工程有限公司昆明650000 清华大学土木工程系北京100084 西南交通大学土木工程学院成都610031

滇中引水工程规模巨大,面临高地震烈度、多活动断裂、复杂地质条件等众多工程建设难题。渡槽是滇中引水工程中用于跨越河流和山谷等特殊地形的重要输水结构之一,确保渡槽结构安全是保障输水功能持续的关键和前提。针对滇中引水工程渡槽... 详细信息

滇中引水工程规模巨大,面临高地震烈度、多活动断裂、复杂地质条件等众多工程建设难题。渡槽是滇中引水工程中用于跨越河流和山谷等特殊地形的重要输水结构之一,确保渡槽结构安全是保障输水功能持续的关键和前提。针对滇中引水工程渡槽结构,部分学者已开展大量理论分析、模型试验及数值模拟等研究工作,该文归纳分析了相关研究成果,并展望未来的研究趋势,旨在为类似工程的建设和发展提供参考和借鉴。研究表明:水槽相互作用及土结相互作用模拟是准确分析渡槽结构地震响应的关键,形成考虑土体渡槽水体的多物理场耦合分析技术,可为滇中引水工程渡槽结构的数值分析提供技术支撑。在此基础上,研究高地震烈度区、复杂地质条件下渡槽结构的抗震及减隔震性能,分析V形河谷等地形差异对渡槽结构的抗震性能影响机理,阐明不同减隔震措施的减隔震机理。随着社会不断发展,人们对渡槽结构在输水能力和跨越能力方面的需求日益增加,如何进一步保证在高地震烈度区和复杂地质条件下的渡槽结构安全和输水功能持续意义重大。利用槽内水体晃动实现调谐液体阻尼器减震效果、研发新型减隔震装置和渡槽防渗止水是未来重要的发展方向。

关键词：滇中引水渡槽高地震烈度复杂地质地震响应

电动联合渗透反应屏障修复污染土壤的研究进展

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安全与环境学报 2024年第1期24卷 330-344页

作者：王艳薛逸翔朱鹏宁波大学土木工程系浙江宁波315211

电动治理技术具有治理时间短、成本低、效率高、处理对象广和不破坏土壤结构等优点,是一种前景广阔的土壤原位治理技术,可通过与其他技术相结合的方式来提高土壤中污染物的去除效率。渗透反应屏障(Permeable Reactive Barrier, PRB)技... 详细信息

电动治理技术具有治理时间短、成本低、效率高、处理对象广和不破坏土壤结构等优点,是一种前景广阔的土壤原位治理技术,可通过与其他技术相结合的方式来提高土壤中污染物的去除效率。渗透反应屏障(Permeable Reactive Barrier, PRB)技术可通过吸附、沉淀、氧化还原反应和生物降解等方式针对性地去除土壤和地下水中的污染物。电动联合渗透反应屏障(Electrokinetics Coupled with Permeable Reactive Barrier, EK-PRB)治理技术结合了电动治理技术和渗透反应屏障两种方法的优势,可更高效地治理污染土壤。通过阐述EK-PRB技术的治理原理,探讨治理过程中的各种影响因素,阐明了EK-PRB技术在(类)重金属、无机盐、放射性元素等无机污染土壤和菲、醚、柴油等有机污染土壤中的应用和实践,进而总结了EK-PRB技术的发展现状,并展望了EK-PRB技术治理污染土壤的发展趋势。

关键词：环境工程电动渗透反应屏障污染土治理

台风“苏迪罗”行进过程中沿海近地实测风场特性研究

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振动与冲击 2024年第11期43卷 272-278,296页

作者：张建国温祖坚雷鹰厦门大学土木工程系福建厦门361005

基于厦门大嶝岛台风观测点阵列布置风速仪的现场实测,选取了1513号台风“苏迪罗”在四个不同时间段的风速风向数据,对台风行进过程中的沿海近地风场特性进行了详细分析,得到了台风中心距离观测点400 km、250 km、150 km和120 km时的沿... 详细信息

基于厦门大嶝岛台风观测点阵列布置风速仪的现场实测,选取了1513号台风“苏迪罗”在四个不同时间段的风速风向数据,对台风行进过程中的沿海近地风场特性进行了详细分析,得到了台风中心距离观测点400 km、250 km、150 km和120 km时的沿海近地平均风速风向、风剖面、阵风因子、湍流度、湍流积分尺度和功率谱密度函数等参数,研究了各种参数同台风中心距和观测高度之间的关系,结果表明:在台风行进过程中,观测点所测风速的平均风速剖面满足对数律规律,粗糙长度z_0约为4.0 m。阵风因子和湍流度变化较为平缓,二者呈线性变化关系。三个方向上的湍流度比值约为1∶0.8∶0.45,湍流积分尺度离散性大,顺、横风向的功率谱密度函数符合von Karman谱的形式,但竖直方向不符合。该结果对深入了解台风在行进中对固定观测点的影响以及提高沿海工程结构的抗风安全性具有实际意义。

关键词：实测近地风特性台风中心距台风行进

基于BIM和深度学习点云分割的施工检查方法模拟研究

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工程力学 2024年第2期41卷 194-201页

作者：张帆孙楚津覃思中赵馨怡中冶建筑研究总院有限公司北京100088 清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一... 详细信息

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一般比对点云与BIM的全局信息,需要工程人员根据不同规则检查判断,结果难以定量呈现。同时,比对结果无法与BIM构件属性自动关联并服务于智能化分析。针对上述问题,该文引入深度学习点云语义分割技术,对框架梁柱节点实现构件的对象化比对,提高了点云与BIM比对的自动化和数字化程度。模拟试验研究表明,采用的PointNet++模型在框架节点点云语义分割任务中取得了较高的精度,并对数据误差具有较好的健壮性,可为对象化的施工偏差比对提供良好的数据基础。该文方法实现的框架节点施工点云与BIM模型的对象化偏差比对,将在施工偏差展示、测量数据数字化和施工进度管理方面具有良好的应用价值和发展潜力。

关键词：建筑信息模型点云深度学习语义分割施工检查