铁路隧道构件级数字孪生模型渐进式高效更新方法

铁路隧道构件级数字孪生模型高效动态更新是铁路工程精细化管控的关键基础,现有替代式更新方法重复冗余处理大量已有数据、更新代价高且时间效率低,为此,提出一种铁路隧道构件级数字孪生模型渐进式更新方法,设计了可支撑模型高效更新的铁路隧道多细节层次三维瓦片结构,提出了适用于级联更新的多细节层次渐进式更新算法,利用典型大型铁路隧道数字孪生模型数据进行实验验证。结果表明,本文方法有效提升了铁路隧道构件级数字孪生模型在GIS环境中更新过程的时间效率,可有效支撑模型高效动态更新与高性能可视化分析应用。     

基于动力测试的混凝土连续梁桥有限元模型修正

为探讨有限元模型修正方法在桥梁结构运营安全性能评估中的有效性,提出了基于动力测试的混凝土连续梁桥有限元模型修正方法。利用有限元软件ANSYS建构了装配式预应力混凝土连续箱梁桥的有限元模型,以动力试验获得竖向前6阶自振频率作为状态变量,构造目标函数。通过分析目标函数对设计参数的灵敏度,选取灵敏度高的设计参数对模型进行修正,调整了模型的物理参数,使模型计算值与试验结果在合理的误差范围内。而后对修正后的模型按照现场实桥荷载试验加载工况进行加载,用现场实桥荷载试验的结果验证了模型修正方法的正确性,表明了修正后的模型能够较准确地反映桥梁结构的实际运营状况,可作为桥梁运营安全性能评估以及维修加固的基准分析模型,具有实际的工程应用价值。     

城市隧道施工的环境力学响应预测及动态控制

开展城市隧道施工影响下环境的力学响应评估及过程控制具有重要的科学及实践意义.首先,根据单一地层变形的预测方法,通过地层模式识别及线性组合原理建立了复杂组合地层的变形预测理论,解决了组合地层变形的预测问题.其次,将既有环境结构假设为放置于不同弹性地基上的梁模型,建立既有结构变形理论预测的统一表达形式.考虑结构的强度要求、劣化损伤及安全因素,进一提出了结构变形安全控制标准的确定原则.再次,鉴于施工过程及土体参数的复杂性及不确定性,建立了以预测和反馈为核心的过程动态控制理论,该理论的重点在于伴随施工过程不断滚动修正预测模型、反馈地层及施工参数.最后,基于系统控制论的原理,提出"透明施工"的理念,并就其设计流程和发展趋势进行了讨论.研究的相关成果可为城市隧道施工的环境力学响应的精细化安全控制提供有益参考.     

基于子结构分析的多重子步模型修正方法

为了解决模型修正过程中修正目标众多和测量信息有限的矛盾，提出了多重子步模型修正方法(MSMUM)，先进行误差定位，再实现参数修正，把复杂的模型修正过程分步实现。利用子结构技术，使结构模型在整体上仅包含有限数目的子结构，对各子结构所对应的超级单元的刚度参与系数进行识别来实现误差定位，通过建立测量信息与待修正参数间的代数方程来修正误差定位后子结构内部构件的参数。数值算例表明，建立的模型修正方法有效可靠。利用建立的多重子步模型修正方法对润扬大桥南汊悬索桥桥塔模型进行了修正。     

应用空间嵌入式实体组合单元分析PC桥梁结构

根据预应力混凝土桥梁的受力特性，应用有限元方法的基本原理，推导出包含预应力钢筋贡献的嵌入式预应力混凝土组合单元列式．力学概念明确，算例证明计算结果可靠．应用嵌入式组合单元模型，在单元划分时不必考虑预应力钢筋的布束方式，预应力钢筋单元可随意穿过混凝土单元，为解决非节点荷载向实体单元节点荷载转换提供了一种行之有效的技术手段，为正确分析空间曲线布束的预应力混凝土桥梁结构提供了一种实用算法．     

基于预应力度概念的预应力混凝土结构性能的研究

选择了几种典型的预应力度定义,分析比较了它们的计算公式,力学概念以及适用范围。给出了以预应力度表示的钢筋混凝土结构的分类,探讨了预应力度对预应力混凝土构件的抗裂性能、延性、挠度等性能的影响。建立了预应力度与预应力混凝土构件的抗裂性能、延性、变形等性能的关系式。提出预应力度可用于预应力工程结构性能分析与设计中。     

基于灰色-模糊马尔可夫链模型的滑坡变形预测

滑坡演变表现出力学参数及力学现象具有明显的不确定性和随机性,使得滑坡位移变形分析成为工程技术难题之一．在传统的灰色GM（1,1）模型基础上,对误差修正方面运用模糊数学思维,采用GM（1,1）-Fuzzy—Markov模型对相对误差进行二次预测．在对云阳凉水井滑坡变形监测成果的分析中,上述模型在一定程度上避免了单-GM（1,1）理论无法预测波动性的局限,实现了较好的预测,整体精度进一步得到提高,证明了该模型在滑坡变形预测方面的可行性与适用性,为滑坡变形预测问题的解决提供了有益的思考与探索．     

采空区激光探测精度影响因素分析及误差修正

针对矿山采空区激光扫描时易于产生误差,影响探测精度而导致空间信息建模失真的问题,确定所获点云数据的关键误差即噪声点和模型倾角误差,基于灰关联理论分析探测过程中误差的主要影响因素及主次关系,进行设备因素、环境因素、人为因素的多因素对比分析,提出基于多项式拟合的倾角误差的修正方法和基于二阶几何连续性的噪声点删除方法。研究结果表明:影响因素分析结果可用来指导探测过程,规避误差,误差修正后的空区边界坐标、体积、顶板暴露面积等参数更准确,提高了采空区激光探测精度。     

基于静力荷载试验的连续箱梁桥结构有限元模型修正

建立了基于静力荷载试验的连续箱梁桥结构有限元模型修正方法.该方法主要包括实桥静力荷载试验、桥梁结构有限元建模、有限元模型参数修正等步骤.利用该方法对某高速公路五跨预应力连续箱梁桥进行有限元模型修正,得到了与桥梁实际静力荷载试验实测响应一致的桥梁结构静力有限元模型.经过修正的桥梁结构有限元模型(参数)是桥梁结构性能评价等结构分析工作的基础.     

考虑误差影响的力学参数反分析神经网络方法研究

通过求偏导技术将反分析的参数误差分别表示为模型误差与测量误差的函数，利用这些函数研究了模型误差与测量误差在力学参数反分析神经网络方法中的传递过程以及影响反分析结果的影响因素．研究结果说明：输入变量的选择严重影响力学参数反分析的精度，选取力学参数灵敏度大的测点位移作为神经网络的输入变量，可以减小模型误差与测量误差对反分析结果的影响．这对提高力学参数反分析的实用性与可信性有重要意义．     

基于ABAQUS的再生混凝土框架中节点抗震性能

文章利用有限元软件ABAQUS对再生混凝土梁柱节点进行建模分析和数值模拟,再生混凝土本构关系以普通混凝土本构模型为原型,结合再生混凝土材料性能试验进行修正,得到相应的本构关系及塑性损伤模型,能较好地模拟再生混凝土节点的受力状态,将框架中节点试验与分析结果进行对比分析。结果表明,试件Mises应力云图和极限阶段混凝土、钢筋变形图、刚度退化曲线模拟值与试验值吻合较好,证明了ABAQUS软件的模型及参数能较好地模拟再生混凝土构件的力学行为。     

基于灰色关联的混凝土结构耐久性影响因子分析

耐久性寿命的预测是判断混凝土构件是否达到设计标准的重要参考指标．根据现有混凝土结构耐久性寿命预测理论,构件的寿命与环境湿度、温度、构件结构形式、混凝土材料的配合比、混凝土的扩散系数等有关．因此,有必要对影响结构预测寿命的各个因素进行敏感性分析,找出敏感因素,并对敏感因素的可能误差对寿命预测结果的影响程度进行评估,以保证按照既有模型进行寿命预测结果的可靠性和准确性．应用灰色关联理论,根据上述各参数与变形之间的相似或相异程度,对它们进行了关联分析,对各影响因子的影响程度进行了量化．     

无粘结全预应力砼梁预应力损失的贝叶斯估计

提出了用于无粘结全预应力砼梁中预应力损失检测的贝叶斯概率法。研究了预应力筋在转动约束下自由振动特征,求得频率方程,以等效刚度的形式实现其在有限元中的建模。考虑测试结果的噪声影响和结构参数的随机性,利用自适应的马尔科夫链蒙特卡罗抽样技术(AM—MCMC)对梁的有限元模型进行了模型修正,构造出不相关的结构参数样本序列。在获取其后验分布统计特征的基础上预测了梁预应力损失的分布范围。数值模拟结果表明:AM—MCMC抽样技术确保了样本序列的混合能力。选择适当的抽样间隔可以减小样本序列之间的自相关性。对于不同的预应力水平,预测的预应力损失统计均值和试验值之间误差均小于6%。     

钢-混凝土试验模型结构地震损伤演化分析

为了研究地震作用下结构的损伤演化过程,对一3层钢-混凝土试验模型结构进行弹塑性分析.对经典Park-Ang双参数构件损伤模型进行了改进,并利用试验测试数据对损伤模型参数进行拟合.基于振动台试验测试数据对分析结果进行位移修正,并将修正后结果应用于改进模型中对结构进行损伤评估.结果表明,将修正后的结果应用到损伤模型中能够较好地反映结构的损伤程度,并能定量、连续地描述结构的损伤过程,可以对在地震作用下结构的构件和整个结构的抗震性能做出评估.     

已服役20年的PC空心板梁有限元模型修正

服役多年的桥梁由于没有初始条件的有限元模型,也没有长期健康监测数据,因此通过有限元修正来对旧桥进行模拟分析一直是一个热点。基于某运营20年的预应力混凝土空心板梁的破坏试验以及ANSYS有限元模型,利用MATLAB径向基神经网络对有限元模型进行修正。首先以不同的结构参数条件下有限元模型跨中位移作为输入,以对应的箍筋、纵筋、钢绞线、混凝土的弹性模量及混凝土泊松比等结构参数作为输出,计算出有限元模型的设计参数。研究表明:服役20年的预应力混凝土空心板梁仍具有良好的刚度和弹性恢复能力;修正后的有限元模型与实际结构的物理状态非常接近,误差均在5%以内;修正后的钢绞线弹性模量与试验值吻合良好,证明修正结果的准确性和合理性。     

预应力混凝土构件延性破坏的可靠度分析

预应力混凝土结构优越性体现在很多方面，被广泛地运用在我国的土建工程中，由于对构件预先施加了应力，构件的抗裂度和刚度都加大，但其延性会降低，不利于结构抗震。对于抗震的预应力混凝土构件应保证其有足够的弯曲延性，使结构得以正常安全使用。该文以预应力度作为影响延性的主要指标，通过预应力度与荷载效应的关系来建立功能函数，进而运用验算点法对一典型的预应力混凝土框架梁进行可靠度理论分析，经论证当预应力度为0．4～0．8时可以保证构件的延性。     

矩形截面预应力木梁受力性能的试验研究

提出了一种新型建筑结构构件─—预应力木梁，并对其进行了试验研究．通过试验数据，初步分析了矩形截面预应力木梁抗弯能力和挠度的变化特点，并指出预应力木梁受力性能较普通木梁更优越．     

基于贝叶斯优化注意力机制LSTNet模型的短期电力负荷预测

为更充分挖掘多元负荷序列间的有效信息,从而提高预测精度,提出了一种集成贝叶斯超参数优化算法、注意力机制的长期和短期时间序列网络（long and short-term time-series network with attention,LSTNet-attention）以及误差修正的短期负荷预测模型。首先,构建基于贝叶斯优化的LSTNet-attention模型进行初步预测,利用贝叶斯算法优化模型多个结构参数,降低人工设置参数的随机性,并通过注意力机制合理分配特征权重;然后,通过基于贝叶斯参数优化的极端梯度提升算法(extreme gradient boosting,XGBoost)误差修正模型来挖掘初步预测误差序列中潜在、未被利用的有效信息,进行误差预测和修正,进而得到最终的预测结果。通过使用澳大利亚某地真实负荷数据进行实证分析,实验结果表明,所提预测模型相较于其它模型具有更好的预测效果,可为负荷预测等工作提供一定参考。     

双向激光测径仪的研制

本文介绍了用激光扫描方法和数字脉冲技术检测热轧棒线材直径尺寸的一 种新仪器──双向激光测径仪。文章论述了仪器的原理、参数、结构及性能， 着重讨论了测量中各种因素产生的误差及其相应的解决办法。     

基于变形与耗能的钢筋混凝土柱双参数损伤模型参数修正

针对钢筋混凝土柱Park-Ang双参数损伤模型的边界收敛性及变量离散性缺陷提出修正.通过理论推导,得出P-Δ效应对构件侧移的影响.利用钢筋混凝土柱抗震性能试验数据,根据构件的抗侧刚度、箍筋间距及横向箍筋约束类型等指标,运用对数拟合及贝叶斯参数更新法,得到对应的修正模型表达式,并给出变量参数的建议取值.研究表明,相对于原模型而言,修正后模型边界收敛性提高,且基于贝叶斯方法的修正形式更能体现不同构件间的差异性,更具统计意义.根据试验现象,验证了修正模型对损伤演化过程预测的适用性.