摘要：

为研究地震作用下筒仓形地下车库结构响应的变化规律,基于振动台试验和数值模拟方法,通过监测结构应力分布、位移、变形响应以及加速度等指标,分析了不同入射方向、峰值加速度、加载频率的地震波对结构响应的影响。结果表明:不同入射方向地震波作用下,应力集中区域不变;水平地震波作用时,结构水平(平行于地面)方向响应大于竖向(重力方向),竖向地震波作用时则相反,楼板竖向响应明显;水平方向-竖向耦合地震波加剧土体振动,结构应力增大;峰值加速度变化不改变应力分布,但会使应力集中现象更显著;频率过高或过低,径向应力变化不大。综合来看,应力主要集中在筒壁与底板、柱与楼板连接处,是抗震设计重点区域。

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为了探究深层液化土层的液化特点,以名山波、北京饭店波和北京人工波3种地震波为动力荷载,开展振动台试验,通过对比自由场工况和结构工况,分析深层液化土层的液化特点。对土层而言,土层表面无"喷水冒砂"现象,但结构附近土层出现了开裂;自由场工况的孔压比远小于结构工况;北京饭店波引起的孔压比较大,北京人工波次之,名山波最小。对结构而言,北京饭店波引起的结构加速度与结构拉应变增量最大,北京人工波次之,名山波最小。深层液化土层的液化行为主要受上覆荷载和地震波频率特性的影响,上覆荷载越大,深层液化土层的液化程度越小;地震波主频越高,深层液化土层的液化程度越小。车站结构的地震响应与地震波主频高低关系密切。

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为识别钢梁或混凝土板的截面损伤,推导了任意截面的挠度影响线的表达式,基于损伤前后挠度影响线差及其二次差分进行了损伤识别,并通过有限元分析及模型试验进行了验证,最后提出了基于运营阶段对称挠度影响线差及其二次差分的损伤识别方法。研究表明:可通过损伤前后挠度影响线差曲线的拐点或其二次差分曲线的峰值对损伤进行定位;挠度影响线差及其二次差分均随损伤程度和损伤区域长度近似呈线性增长。模型试验显示,挠度影响线差较其二次差分的损伤识别效果更好,且基于运营阶段对称挠度影响线差及其二次差分的识别方法无需损伤前的挠度数据。

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为探究自密实混凝土的绿色低碳化方案,采用干湿循环加速试验法,开展了自密实碱激发混凝土与自密实水泥混凝土的抗氯离子侵蚀性能对比研究,对混凝土的游离氯离子含量、氯离子总含量、氯离子结合能力以及表观氯离子扩散系数等指标进行分析。结果表明,当氯离子侵蚀龄期与深度一定时,自密实水泥混凝土的游离氯离子和总氯离子含量最大,自密实碱激发混凝土次之,2%纳米SiO₂改性自密实碱激发混凝土最小;与自密实水泥混凝土相比,自密实碱激发混凝土的氯离子结合能力提高了29.90%,表观氯离子扩散系数更低,抗氯离子侵蚀能力更强;掺入纳米SiO₂虽降低了自密实碱激发混凝土结合氯离子的能力,但同时也降低了表观氯离子扩散系数。

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为探究高温环境对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋-混凝土界面粘结性能的劣化机理,基于纤维聚合物复合材料(FRP)植筋技术,设计并制备了108个拉拔试件,开展了界面粘结性能试验,试验变量包含温度(20、40、60、80、120、160 ℃)、混凝土强度等级(C30、C40、C50)及GFRP筋直径(8、12、16 mm)等关键参数。试验表明:当温度达到粘结剂玻璃化温度T_g时,试件破坏模式发生显著转变,由混凝土基体劈裂破坏转变为界面剥离破坏;在界面剥离破坏模式下,典型粘结-滑移曲线可划分为线性上升段、软化段和残余强度段3个特征阶段。基于断裂力学理论和试验数据回归分析,建立了粘结强度、残余粘结强度及断裂能与温度参数相关性的计算模型。研究表明:温度升高对界面粘结性能具有显著劣化效应,尤其在接近粘结剂玻璃化温度T_g时,粘结强度呈指数级下降。与试验数据对比验证,本模型预测误差在10%以内,具有较高的工程适用性。

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为研究位移约束下裂隙砂岩冻融后的力学行为,采用定制约束装置对砂岩试样施加位移约束。通过冻融循环试验和单轴压缩试验,探究冻融循环过程中电阻率的变化规律,并基于单轴压缩试验结果,分析裂隙倾角、冻融循环次数及位移约束对岩体力学性质的影响。在压缩过程中实时监测裂隙扩展过程,揭示试样的裂隙扩展规律及破坏模式。结果表明:冻融循环降温时电阻率上升,升温时下降;位移约束条件下,试样峰值位移随裂隙倾角的增大先增后减;当从2个方向加载时,峰值位移均随冻融循环次数的增加先降后升;裂隙砂岩的单轴抗压强度和弹性模量随倾角的增大先减后增,倾角为45°时达到最小值;当冻融循环次数小于30次时,位移约束对裂隙冻融损伤具有抑制作用,超过30次后则加剧试样损伤;裂隙倾角越大,裂纹扩展速度越快,裂纹越趋向于水平扩展;根据试样裂纹断裂形状,可将破坏模式分为"X型"与"Y型"。

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为探究不同粉煤灰掺量与养护制度对混凝土宏观力学性能、抗离子侵蚀及微观孔隙结构的影响规律,揭示粉煤灰掺量、养护制度与混凝土宏微观性能及抗离子侵蚀能力的内在关联,通过力学性能、电位滴定和孔结构测试,系统研究了不同粉煤灰掺量和养护制度下混凝土宏观、微观性能。结果表明,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而降低;相同粉煤灰掺量下,蒸汽养护(蒸养)混凝土1 d抗压强度比标准养护(标养)混凝土提高了36.2%。随着粉煤灰掺量的增加,蒸养混凝土氯离子结合能力逐渐提升,硫酸根离子反应系数略有降低,当粉煤灰掺量为45%时,蒸养混凝土宏观、微观性能最佳。蒸养试件的孔径峰值高于标养试件,蒸养导致试件过渡孔和毛细孔占总空隙率的比例升高、凝胶孔的占比降低。

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为探究土体流变特性,针对某覆盖层深部低液限黏土,进行了排水条件下的应力松弛三轴试验,研究了不同围压下黏土的应力松弛特性。分析发现:不同围压下初始阶段体变变化较快,但是整体的体变量较小;黏土应力松弛性质随围压的增大明显减弱;在半对数坐标系中,不同围压下应力松弛曲线的初始段并不符合直线关系,但经过一定时间后满足直线关系;基于试验结果进一步拓展了Lacerda 和 Houston的应力松弛经验公式;引入新的参数应力松弛率Q,发现不同围压下应力松弛率Q随时间延长先快速减小,而后逐渐趋于稳定。基于此,建立了应力松弛率与围压和时间的经验关系式,揭示了应力随时间松弛的规律;基于体变结果,建立了应力松弛条件下体变随围压和时间变化的关系,为推广建立相关流变模型提供可能。

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为了建立不同含石量土石混合体细观参数的高效标定方法,提升直剪试验离散元模拟的准确性,基于PFC2D程序,结合Python编程实现蒙特卡洛随机块石生成,构建了土石混合体数值试样。采用cluster颗粒集合体模拟不规则块石,系统开展了块石与土体细观参数的标定研究,提出了基于单轴拉伸、单轴压缩、双轴压缩与直剪试验的细观参数分级标定流程,探究了含石量对土石混合体抗剪强度特性的影响。结果表明,随着含石量的增大,土石混合体的黏聚力先增大后减小,在含石量为60%时达到峰值;内摩擦角则持续上升。研究明确了接触模型中关键细观参数对宏观力学行为的影响规律,模拟得到的内摩擦角、黏聚力与现场原位试验结果十分接近。

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为研究矩形顶管施工过程中工作井端头土体稳定性及其对工程安全的影响,以及端头土体加固不足引发的地表沉降等问题,依托合肥市龙岗路综合管廊项目,制作了几何相似比为1∶20的缩尺矩形顶管模型,开展模型试验和模拟验证。通过模型试验,研究了不同加固长度对土体稳定性的影响。结果表明:对矩形顶管端头土体进行加固可有效控制地表产生的沉降;矩形顶管顶进时,工作井前端地表沉降呈"V"形分布;当加固长度由0.30 m增至0.34 m时,地表沉降最大值仅降低了7.14%,继续增加加固长度效果趋缓;工作井侧向土压力集中在洞口上侧区域,且随顶进距离的增加而增大,在顶进400 mm时达到最大值,即647.435 kPa。研究揭示了加固长度与沉降控制的非线性关系,建议6 m为实际工程经济加固长度。

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为探究断层带大纵坡隧道围岩变形控制及支护优化方法,考虑泄洪排沙洞弧线段最大设计倾角、断层地质参数与锚杆、钢筋网等支护参数,并参考圣维南原理控制模型边界,采用有限元法,建立了断层带大纵坡隧道施工支护的分析计算模型,对围岩变形和支护结构受力进行计算与动态分析。结果表明:断层带大纵坡隧洞围岩稳定性较差,断层处围岩竖向位移相较于完整地层增大了0.8~1.5倍,水平位移增大了1.0~1.2倍,需结合工程实际加强大纵坡隧洞初期支护强度;竖直方向架立钢拱架围岩压力控制效果优于垂直于隧道轴线方向,增加钢拱架密度可有效降低钢拱架应力;最优钢拱架架立方式下拱顶、拱底、边墙的最大位移比数值模拟结果分别减小17.80%、36.31%、18.54%。现场监测结果表明,钢拱架支护效果显著。

摘要：

为揭示泥石流弯道侵蚀机制,通过水槽试验,对泥石流弯道运动特征、凹岸侵蚀形态及剪切力进行分析。结果表明:弯道顶冲部位受侵蚀作用最剧烈,上游侵蚀程度明显大于下游;侵蚀深度和超高是影响凹岸土体失稳的重要因素;水力侵蚀与重力侵蚀的动态耦合关系影响泥石流侵蚀作用;弯道中上游凹岸为高剪切力区,下游为低剪切力区,最大剪切力出现在泥石流顶冲部位附近;弯道泥石流流速与泥石流剪切力同步变化,泥石流顶冲部位泥石流流速衰减率最大,泥石流侵蚀作用最强;弯道环流加剧了泥石流的侵蚀作用。

摘要：

针对建筑机器人视觉采集装配式建筑单元的螺栓连接盒图像时存在的整体昏暗、螺栓杆处明暗不均和纹理不清晰等问题,提出了一种基于对数变换和多尺度特征融合的图像增强算法。针对螺栓连接盒整体昏暗环境,采用对数变换方法,结合Gamma校正对图像动态扩展优化。通过动态调整参数,提升图像在不同光照条件下的表现,恢复潜在的细节信息。引入多尺度特征融合方法,将图像在不同尺度下的信息通过动态权重分配进行融合处理,从而显著提升图像的纹理清晰度。针对螺栓杆区域,采用对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)进行强化处理。对图像进行边缘锐化和噪声抑制,确保增强的图像平滑且细节清晰。与当前主流图像增强算法进行对比,本文算法在亮度、清晰度和细节纹理上表现更优,结构相似性、峰值信噪比平均值分别提高了5.89%和4.73%,均方误差降低了12.55%。