隧洞块体破坏过程及稳定评价的数值方法研究

为分析块体在复杂围岩作用下的破坏形态及稳定性,提出一种基于连续介质力学的块体破坏数值分析方法.首先,在已有的单元重构-节点分离的结构面建模方法基础上,实现基于网格的块体识别;其次,基于显式求解的接触力算法,推导多种接触状态下的接触力表达式,并提出块体和围岩的接触分析方法;然后,采用结构面强度折减法求解块体安全系数.该数值分析方法可同时计算围岩和块体的变形特性.通过一个块体沿双面滑动的简单算例也论证了在一定条件下,数值计算可得到与刚体极限平衡法一致的结果;最后,结合某一断层穿过的隧洞工程,分析其开挖后的围岩及块体稳定性.结果表明,该数值方法有效反映了围岩应力和变形对块体稳定性的影响;关键块体发生破坏后,潜在危险块体发生较大变形,局部安全系数低.该数值方法为复杂地质条件下隧洞块体稳定性评价提供了一种有效的分析思路.     

基于多块体的非对称双层临坡地基上限承载力

为进一步解决条形基础荷载作用下双层临坡地基的承载力和稳定性问题,对现有研究成果进行对比分析,并对其假设的合理性进行判断,根据临坡地基破坏模式的非对称性的基本特征,考虑到双层地基分层界面处速度的间断性,采用一种新的多滑块模式来构建其破坏模型.根据速度相容关系、速度三角形闭合条件确定该模型的相容速度场.引入极限分析法的上限分析理论,推导条形基础非对称双层临坡地基上限承载力的计算公式.采用MATLAB二次规划算法的优化计算方法对双层临坡地基的上限承载力进行优化求解.最后通过工程算例来验证理论公式的合理性,并与现有研究方法以及软件计算结果进行对比,证明了本文方法的可行性.     

基于深度学习的地铁隧道衬砌病害检测模型优化

地铁盾构隧道衬砌病害检测面临的最主要问题是如何获取高质量的病害图片以及如何快速、准确实现病害检测.基于CCD线阵相机设计制造了地铁隧道病害检测车,并针对上海运营地铁1、2、4、7、8、10、12等线路采集了大量的衬砌图像,通过手工标注建立高质量隧道病害样本库.基于卷积神经网络Faster R-CNN(Faster Region-based Convolutional Neural Network),构建了病害自动检测深度学习框架.考虑到裂缝及渗漏水病害的特殊性,采用数据统计分析及K-means聚类算法分析其几何特征,结合病害特征优化VGG-16网络模型中的anchor box相关参数.结果表明,修正后的模型病害检测准确度有明显的提升(约7%),同时模型的训练时间减少.经验证,上述方法同样可提高裂缝或渗漏水单一病害识别模型的准确度.     

嵌入弹簧式气体箔片轴承动态特性实验研究

对嵌入弹簧式气体箔片轴承（NSFBs）的动态特性进行实验研究. 首先,设计搭建了NSFBs动态特性测试平台,分别对NSFBs进行转子静止和旋转（24.00 kr/min）状态下的冲击实验,从冲击实验结果中识别出轴承的动态刚度和等效黏性阻尼系数,并研究了轴承动态系数随弹簧个数的变化规律. 在测试过程中,为保证冲击载荷下不同弹簧数实验轴承的名义间隙相同,将轴承组装后进行静态推拉实验以测量实验轴承的名义间隙,然后根据测试的实际轴承间隙计算敲击实验中转子的直径. 实验结果表明：无论转子旋转还是静止,轴承的直接刚度系数、等效黏性阻尼系数和损耗因子都随着弹簧数量的增加而增加,并且,转子旋转状态下的直接刚度和等效黏性阻尼系数小于转子静止状态下的结果.     

基于自适应扩展卡尔曼滤波的 消能减震结构及附加阻尼力识别

针对消能减震结构中阻尼器提供的阻尼力难以直接测量,对其性能及状态进行评估较为困难的问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的结构参数及未知激励识别方法,并将其应用于消能减震结构的阻尼器特性识别. 当阻尼器结构模型已知时,该方法可对阻尼器参数进行识别;当阻尼器结构模型未知时,阻尼器对结构提供的附加阻尼力可视为结构所受附加未知激励,同样也可由该方法进行识别. 采用一个多层剪切框架结构和一个多层加装阻尼器的消能减震结构作为数值算例,并采用一个单层加装阻尼器的剪切框架结构作为试验算例,验证了所提出的方法的有效性和可行性. 所提出方法可为消能减震结构中阻尼器的特性识别及性能评估提供更多的依据.     

紧急避撞工况下的路径规划与跟踪

高速工况下规划侧向换道紧急避撞路径需考虑避撞与稳定性问题,本文提出了一种基于非均匀B样条曲线、满足多约束要求的路径规划方法. 该方法通过两段非均匀B样条曲线构造出具有曲率连续且加速度呈梯形变化、满足起止点斜率和曲率约束的避撞路径模型,再结合环境信息生成由两个参数控制路径形状的避撞路径簇;在此基础上,构建乘员舒适性目标函数,旨在满足避撞要求的情形下,从路径簇中选取舒适性最优的局部路径;在完成避撞路径规划同时,通过目标函数以及车辆多约束得到优化纵向加速度,完成避撞运动规划;最后采用长于处理多约束控制的模型预测控制算法,通过建立线性时变模型预测控制器控制车辆跟踪规划的路径,验证了路径规划方法的可行性.     

基于元数据的电网通信资源数据校核方法

由于缺乏有效管理手段,导致电网通信资源数据的完整性、一致性、有效性无法保障,影响电网通信专业服务质量。为此,提出了基于元数据的电网通信资源数据校核方法。该方法分为三个过程：利用网络捕包得到电网通信资源数据,将捕获的数据存入磁盘列阵内和电网通信资源数据多层次校核。多层次校核内的信息层校核将XSD推荐标准作为元数据实施驱动,利用XSD校核引擎实现信息校核;模型层校核将元数据模型内同公共信息模型OWL描述的本体文件作为元数据,校核电网通信网络各系统资源信息内提取的RDF格式模型实例;数据层校核以元数据模型内拓扑规则元数据作为校核依据,校核电网各系统中常见的孤岛、内外环等拓扑结构问题。实验结果表明：所提方法能有效验证电网通信资源数据的一致性、有效性和完整性,且校核精度较高达95%以上。     

Effect of the formation process of transient liquid phase (TLP) on the interface structure of TiAl joints

TiAl has been joined employing the transient liquid phase (TLP) bonding with Ti combined with Cu, Ni or Fe foils. Experimental results showed that though the interface structures of the joints are quite different, all the joined zones are composed of five sublayers, i.e. two diffusion zones, two interfacial zones and an interlayer. It has been convinced that the formation process of the transient liquid phase controls the diffusion behavior of melting point depressant (MPD) Cu, Ni, and Fe atoms, which leads to form different interface structures of the joints.     

一种改善雷达距离分辨力的信号处理方法

提高噪声环境中邻近目标的分辨力问题,一直是雷达、声纳、地震学、通讯、生物医疗和电子学等领域里的热门课题。围绕这一问题,人们提出了不少解决方法。本文针对雷达的应用环境,提出了一种改善雷达距离分辨力的信号处理方法——修正的约束最小二乘法。该法充分利用目标回波载有的信息,通过对雷达目标系统冲激响应的估计,达到分辨邻近目标的目的。该法的中心思想是将目标在空间上的分辨问题转化为时间上目标冲激响应的估计问题,然后经过后置处理算法(双门限插值处理),以获得目标个数,相对强度及相对延时的估值。     

混合离子电子传输理论及其在固体氧化物导体中的应用

混合离子电子导体（MIECs）作为一种重要的电催化剂,广泛应用于各类电化学反应装置中,如可逆固体氧化物燃料电池,可充放电的金属–空气电池以及透氧膜等。MIECs可同时传导离子和电子,是其具有电催化活性的关键。为了开发高性能混合离子电子导体,我们需要深入理解该类材料内在的传导机制。本文将基于不可逆过程热力学,系统介绍传统的离子/电子传输理论,并简要综述该理论在具有氧空位缺陷及空穴/电子导电性的金属氧化物中的应用。本文将以CeO₂-基和LaCrO₃-基氧化物材料体系的研究为主,简述离子/电子传输理论的应用实例,如预测混合离子电子导体中的氧分压梯度分布,电化学离子/电子泄漏电流,以及外部负载电流对泄漏电流的影响。