混凝土结构三维徐变的有限元计算方法

由于传统的杆系有限元程序和公式解法不能精确考虑和计算混凝土结构的三维徐变和局部效应,因此提出了一种混凝土结构三维徐变的有限元计算方法.首先说明了三维徐变的计算原理,并对有限元计算过程中的主要模块进行了阐述.在此基础上,对一个钢筋混凝土柱算例模型进行计算,并与Dischinger公式算法进行对比;钢筋及混凝土应力、模型变形等与公式解法相差在5%以内.同时,采用该方法实现了对箍筋影响及结构局部应力分布的时变分析.最后,为分析剪切应力对徐变变形的影响,对一预应力钢筋混凝土梁进行了三维徐变计算,计算结果与试验值吻合良好.     

基于叶型重构的三维模型修复技术研究

精确的几何模型是进行有限元分析、计算流体力学分析的基础,通过各种CAD、CAE软件建模结果的共享可以有效地减少几何模型前处理的工作量。但是各种CAD、CAE软件建立的三维几何模型文件在互相转换过程中容易出现变形和失真问题。该文针对某螺旋桨桨叶几何模型文件在转化过程中出现的变形和失真问题,研究了一种基于叶型重构的三维模型修复技术,实现了螺旋桨桨叶几何模型的修复和利用。     

三维激光扫描技术在建筑物变形监测的应用

为了解决复杂的或高大的建筑物结构变形监测问题,采用了地面三维激光扫描技术,研究了三维激光扫描的单点定位精度,数据采集方法和相关的数据处理方法,提出了利用建筑物特征线是否变形来判定建筑物变形的思路。实验结果表明:该方法操作方便,计算结果可靠,能满足精度要求,具有工程实用价值。     

三维变形监测网的优化设计

在变形监测中，采用布设三维网，避免将空间置问题分成二维平面和一维高程单独处理带来的缺陷，从而可更严密地获得监测点的空间关系，使变形分析结果更符合客观实际。本文针对三维变形测网的布设，提出了两个方面的优化设计模型，设计观测精度，本模型可设计一个精度高、观测费用低、具有一定可靠性的变形监测方案。     

匝道桩基施工对地铁结构变形的数值分析

针对番禺新光快速路匝道桩基穿越既有地铁工程附近土层,通过建立三维有限元模型,分析了桩基施工过程对于既有地铁结构变形的影响.通过计算分析可知,桩基施工顺序对隧道结构的变形、轴力和弯矩的影响都较小,说明桩基施工对隧道结构没有明显影响.     

土钉与桩锚联合支护结构变形的三维有限元模拟

为研究土钉与桩锚联合支护结构变形的规律,建立三维有限元模型,对其变形机制进行动态分析。通过与工程实例数据对比表明,三维有限元分析成果与实际监测数据较接近,其中上部的土钉支护位移呈楔体状,并且滑裂面随开挖深度加大向后缘发展,土钉逐渐远离滑裂面,对整体稳定影响越来越小;三维有限元为土钉与桩锚联合支护结构提供可靠的位移计算方法,并可预测每个工况变形,为设计及施工提供重要参考依据。     

基于车载三维激光扫描结果的桥面变形分析

车载三维激光扫描技术能够直接对目标结构表面进行三维量测,并采用三维阵列点云的方式来生成结构物表面的三维形态和记录点位坐标,打破了传统的桥梁变形监测方法仅有数个独立点的局限性,扩大了桥面变形监测范围,提高了结构物的观测精度,并能快速、完整的进行量测。本文将车载三维激光扫描技术引入到桥梁变形监测中,基于全长331.2m的预应力混凝土连续-刚构桥为背景,采用三维激光扫描技术对其温度变形进行探索。在监测环境温差20℃范围内,对其进行多次桥面几何形态数据采集,并对采集的数据进行处理。对基于车载三维激光扫描点云数据的NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)曲面提出了一种新的变形测量方法,得到整个桥面的变形测量结果,再与采用有限元分析软件MIDAS CIVIL建模得到的各温差下理论变形数据进行对比,发现基于NURBS曲面的分析处理方法获得的变形测量值具有良好的精度和可靠性,并能够获取桥梁点-线-面的整体变形监测结果,与单点变形监测相比,弥补了其缺乏线性变形及整体变形特征的不足,有较好的工程应用前景。     

梳棉机道夫系统的参数化建模及静态变形分析

采用LMS Virtual.Lab集成环境平台,研究道夫系统的三维CAD参数化模型的构成.通过比较两种有关静态变形的有限元计算工具,确定有限元网格类型及单元尺寸大小,分析道夫的静态变形问题,简化了道夫系统的结构,为道夫动态变形分析奠定了基础.     

模拟环境激励下结构模态参数识别试验研究

为了实现结构基于振动特性的健康监测,进行了在线模态参数识别。综合自然激励技术和特征系统实现算法,进行了模拟环境激励下结构的时域模态参数识别。利用特征灵敏度分析得到质量归一化振型。对一个两层钢支撑框架模型进行了模拟环境激励试验和力锤激励试验;通过改变结构质量和特征灵敏度分析,得到质量归一化振型;同时进行了有限元计算分析。通过试验模态参数识别与有限元计算得到的模态参数的对比,证明了该方法的有效性。     

基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法

针对行骨架结构式天线背架变形场难以监测的问题，提出一种基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法。针对被测结构在实际使用工况下的典型受力状态，对结构施加负载，采集变形数据，制作预标定数据集，获取被测结构的实时应力应变数据。将实时获取的一组应力应变数据与预标定数据集各组数据进行相似度计算、排序，依据相似度系数矩阵和所选取的预标定数据，对当前受力状态下的监测点变形位移数据进行计算；根据行骨架和主背架的受力特点，对整个阵面变形场进行插值计算，拟合出被监测天线阵面的变形场数据。为了验证所提方法的有效性，本文在一种行骨架式非闭合平面结构上开展实验研究。结果表明，所提算法能够测量非规则结构在外力作用下的变形场，并具备一定精度。     

基于三维激光扫描技术的高边坡变形监测分析

针对高速公路高边坡容易发生失稳破坏且监测难度大等问题,提出采用三维激光扫描技术对高边坡工程进行非接触式变形监测分析。为解决多期边坡对象的大体量点云数据难以配准问题,设计了一套基于边坡的永久性三棱锥作为控制点,通过各期点云数据中三棱锥特征提取相应控制点,对多期点云数据进行坐标系换算,进而实现多期点云数据的坐标配准,并对配准后的多期点云数据进行分析,运用算法程序处理并提取边坡变形信息。结果表明:利用三维激光扫描技术对高速公路高边坡进行自动化变形监测,能够获取边坡从局部到整体变形信息,提前预知边坡发展状况,对边坡的失稳破坏做出预警。可见,将三维激光扫描技术应用于高边坡的变形监测具有显著地优越性、可行性和应用价值。     

航空整体结构件加工变形的在线测量方法

整体结构件的变形测量是保证其质量的重要手段,但结构件的尺寸大,通常为薄壁结构,往往存在较为严重的变形问题,而传统的测量仪器和测量手段无法准确测量其变形。为了解决整体结构件的变形测量问题,本文提出了结构件的在线测量方法。将结构件划分为若干个区域,每个区域可视为薄板结构,推导出薄板在典型变形下的变形函数,进行仿真验证变形函数的准确性,从而得到整体结构件的变形函数和评价方法,提出整体结构件的在线测量方法。传统测量方法只能在加工后进行变形测量,本文提出的方法可以在工序间进行测量,提高结构件的质量。     

数字摄影技术观测钢结构震动变形的研究

为了实现对钢结构在震动状态下的实时监测,本文采用数字摄影技术对钢结构进行变形观测。利用经过直接线性变换法检定的多个数码相机,对未施加、施加荷载的钢结构进行连续摄影捕捉瞬间变形信息,通过建立Hough变换数学模型对圆形标志进行识别与定位得到变形点的影像坐标值,对该坐标值进行处理并绘制变形曲线,监测精度达到3/1 000。实验结果表明,利用该项技术能够做到多点、瞬间观测,捕捉瞬间变形信息,且监测精度满足要求。     

桥梁健康监测应用与研究现状

桥梁损伤诊断与健康监测是近年来国际上的研究热点 ,在实践方面 ,土木工程和航空航天工程、机械工程有明显的差别 ,比如桥梁结构以及其他大多数土木结构 ,尺寸大、质量重 ,具有较低的自然频率和振动水平 ,桥梁结构的动力响应极容易受到不可预见的环境状态、非结构构件等的影响 ,这些变化往往被误解为结构的损伤 ,这使得桥梁这类复杂结构的损伤评估具有极大的挑战性 .本文首先给出了结构健康监测系统的定义和基本构成 ,然后集中回顾和分析了如下几个方面的问题 :①损伤评估的室内实验和现场测试 ;②损伤检测方法的发展 ,包括 :(a)动力指纹分析和模式识别方法 ,(b)模型修正和系统识别方法 ,(c)神经网络方法 ;③传感器及其优化布置等 ,并比较和分析了各自方法的优点和不足 .文中还总结了健康监测和损伤识别在桥梁工程中的应用 ,指出桥梁健康监测的关键问题在于损伤的自动检测和诊断 ,这也是最困难的问题 ;最后展望了桥梁健康监测系统的研究和发展方向     

利用单频实时动态定位技术监测小金县春厂坝滑坡

为解决相对定位算法中载波相位模糊度难以被固定的问题,提出一种单历元阻尼LAMBDA算法,从而实现全球卫星导航系统(GNSS)实时动态定位技术。基于BDS/GPS单频实时动态定位核心算法,研发一套北斗智慧云变形监测系统。重点介绍了单历元阻尼LAMBDA算法的实现过程和变形监测系统的工作流程,该系统具有硬件成本低、实时高精度位移监测等功能特点,适用于滑坡预警工作。变形监测系统应用于小金县春厂坝滑坡监测,在连续监测过程中,该系统于2018年2月26日成功预警了滑坡事件。本次滑坡事件没有造成人员和重大经济损伤,监测预警保障了当地居民的生命财产安全。     

面向大型建筑物形变监测的图像角点检测方法

针对大型建筑物在实际灾害中因各种致变因素的作用发生形变，当超出一定限度时会演变成灾难的实际问题进行研究，通过引入高斯核卷积函数、初始像素点集的邻域作差筛选以及利用最小核值相似区的思想来筛选角点提出一种对大型建筑物进行形变监测的改进算法，并与四种相应算法进行了对比实验。结果表明：本文改进算法相较于其他算法在建筑物图像形变监测中正确率平均提升了近15%，平均检测时间缩短了近21%。可见本文改进算法提升了大型建筑物形变监测中的多尺度检测能力、减少了计算数据量、提升了角点检测准确性。     

润扬大桥结构健康监测策略

对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题--大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,阐述了大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据、传感器优化布设的原则与主要依据、传感器选择的原则等.提出了综合考虑大桥的结构特点和各个方面对系统功能的要求,通过费用-效益比分析,确定长期监测和周期检测内容的项目选择原则.关于传感器的布设,提出了遵循从状态评估的需要出发,以有效和经济为目标,使测点能够发挥最大效应的原则,综合结构安全评估、传感器布设优化理论等因素进行优化布设的方法.在有限元分析的基础上,应用遗传算法进行了润扬大桥结构健康监测系统振动和应变传感器优化布置的理论分析.然后进行了润扬大桥结构健康监测传感器系统的总体设计.     

基于多元回归模型的GB-SAR监测误差改正及形变分析

针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取PS点和高质量PS点的方法,并基于高质量PS点相位与像元坐标建立了多元回归模型.依据该模型对PS点进行相位改正以获取准确形变相位和单幅影像形变量,并在时间序列上进行叠加分析.研究结果表明,基于多元回归模型的GB-SAR形变监测误差改正方法可以准确改正GB-SAR形变监测误差,提高了形变监测数据的精度.     

双层车站零距离下穿既有车站变形控制技术

本文依托北京地铁6号线苹果园站零距离下穿既有地铁1号线苹果园站工程,介绍新建大体量（两层三跨结构）零距离下穿既有车站结构施工方案,指出了导洞开挖、相邻导洞间土体开挖、扣拱浇筑混凝土硬化等三个容易引起既有结构产生较大变形的关键阶段。并针对这三个阶段,提出了深孔注浆、抬升注浆、丝杠支顶以及高压回填注浆四个既有结构变形控制关键技术。采用数值模拟方法预测了既有结构变形情况,优化了丝杠参数。结合现场监测结果,以上工程措施保证了新建结构下穿施工过程既有结构的正常运营。通过以上研究,可为类似新建大体量开挖工程中既有结构变形控制措施提供技术支撑。     

装配式钢混组合梁全息图像拼接方法试验研究

针对传统桥梁监测方法存在测点数量有限的问题,提出一种通过摄影测量手段获取桥梁全息几何形态信息的方法,以进行对全桥任意点变形监测。首先采用形态图像数据采集系统获取试验梁具有重复区域连续照片,然后基于改进后SIFT算法对连续图片进行拼接可得试验梁全息图片,进而获取试验梁全息几何形态,最后基于全息形态位移信息追踪算法提取试验梁各工况下的全息变形曲线。通过与传统位移计测量结果和基于SIFT算法拼接而得位移结果进行对比发现：基于改进后SIFT算法实现的拼接图像包含信息丰富,可为大尺度结构大视场应用情况下全息几何形态监测奠定基础。