基于改进LSD的斜拉桥索力非接触鲁棒识别

拉索是斜拉桥的关键承载构件,其受力状态是评估桥梁安全状态的重要指标,准确测量拉索索力是保障桥梁结构安全的重要环节.基于此,建立一套可实现远距离、无靶标、高精度的斜拉索索力识别系统.该系统利用改进的直线检测(Line Segment Detector,LSD)算法对拉索进行追踪,从而识别拉索的振动信息;再通过模态分解(VMD)离散出斜拉索的有效振动信号,得到斜拉索的频率信息;最后利用振动频率法,从斜拉索的频率信息来估算出斜拉索的索力.在实验室条件下对长细比较大、像素占比较少的钢尺模型以及在大跨度斜拉桥上对斜拉索索力进行识别对比,确定了改进的LSD算法以及该系统对索力识别的精确性及鲁棒性.在钢尺模型试验中,改进的LSD算法识别到的钢尺振动信息与激光位移计对比误差仅为0.63%;在大跨度斜拉桥上的试验中,该系统识别到斜拉索的索力与接触式传感器对比误差小于3.0%.以上两个试验结果表明,本文提出的系统能够在复杂的实际工程现场环境中对斜拉索索力进行高精度识别.

老旧教学楼火灾场景人员疏散仿真研究

为提高老旧教学楼火灾场景下人员应急疏散能力,建立一个老旧教学楼火灾人员疏散模型。运用PyroSim软件建立火灾扩散模型,模拟分析该教学楼在机械排烟、自动喷淋和着火房间窗户是否开启的情况下,发生火灾时着火楼层安全出口处的烟气能见度、温度和CO的变化规律;结合Pathfinder软件对出口状态、人员疏散进行模拟仿真,得到人员全部疏散完成时所需安全疏散时间。实验结果表明:老旧教学楼无喷淋时人员疏散效率降低12.1%,无机械排烟时人员疏散处于危险状态,多设出口对提升人员疏散效率影响较小。

基于Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器性能提升

为了提高轴向式电涡流阻尼器的阻尼性能,引入Halbach阵列,建立了Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器(Halbach array axial eddy current damper,HAECD)模型。首先,阐明了HAECD的整体构造、工作原理与力学特性,采用三维电磁场有限元瞬态分析方法验证电涡流单元阻尼系数计算的准确性;然后,建立四种阵列方式的电涡流阻尼单元计算模型并进行了优化分析;最后,分析了永磁体厚度、磁化角度及磁极配比对HAECD阻尼系数的影响。研究结果表明:Halbach阵列相较于其他阵列方式,在同等磁体体积情况下的阻尼系数提升率最高可达59.2%;针对本装置,适当增加永磁体厚度能有效提升阻尼系数,最优磁体厚度为31 mm;当磁化角度为2°时,阻尼系数最大;阻尼系数随着磁极配比的增大而逐渐缓慢增加,当磁极配比为2.5时,阻尼性能最优。

模块化建筑阵列多调谐质量阻尼系统的实现与减震研究

基于建筑模块化和悬挂楼板减震的原理提出了悬挂楼板模块体系(modularized suspended floors system,MSFS)。利用楼板作为质量块,组成分布阵列式多调谐质量阻尼器(distributed array multiple tuned mass dampers,d-array-MTMDs)系统。通过输入32条远场和近场地震动记录进行时程分析,对平均调谐频率比η、调谐频带宽度系数β、调谐阻尼比ζ_(T)、TMD数量n以及主结构层数N,共5个参数展开研究。结果表明:d-array-MTMDs的减震效果优于普通MTMDs系统;ζ_(T)对系统减震性能影响较小,当η为0.7~1.0、β为2.0时,系统具有更好的减震效果;当n大于某阈值时,系统的减震效果趋于稳定,阈值与η线性正相关,与ζ_(T)非线性负相关。随着模块建筑层数的增加,系统也能维持较好的减震效果。

基于灰度分析的桥梁健康监测系统传感器异常检测

为了能够及时检测出传感器的异常状况,设计了一种基于灰色关联度分析的桥梁健康监测系统传感器异常检测模型.首先,分别对多个应变传感器在正常工作和单传感器异常时采集的数据进行灰色关联度分析,得到表征每一列传感器数据与其余列数据在序列几何形状上相似程度的最不相关次数序列.通过对比发现无异常和有异常时最不相关次数的分布呈现明显差异,从而验证了此方法的可行性;然后,设计了一种权重计算策略,将最不相关次数序列转化为归一化的值,并将其作为评价指标,以此来量化每一列传感器数据与其他列数据之间的相关程度;最后,通过分析多组应变数据的评价指标,设置了多阈值预警机制,以实现对不同程度的异常情况做出相应的判定.在另一组加速度监测数据上模拟多种异常程度不同的异常状况并进行检测,结果显示整体的异常识别率在90%以上.

基于振型曲率的夹芯波纹板脱焊损伤分析方法研究

针对夹芯波纹板在生产和服役过程中的漏焊、脱焊损伤提出了基于动态响应参数的损伤识别方法。首先基于有限元理论对波纹板不同大小、不同位置的损伤进行数值分析,然后基于数值分析所得损伤前后振动特性参数,使用中心差分法求取结构模态振型曲率,根据求得的损伤前后模态振型曲率,分别用差分法、曲面光滑算法和二维连续小波变换建立损伤识别指标,从而确定损伤的位置和数量。最后通过数值分析和实验数据处理,验证了损伤分析方法的有效性和可靠性。计算结果表明:基于模态振型曲率建立损伤识别指标的差分法、曲面光滑算法以及二维连续小波变换均可以检测到损伤的位置和数量,但曲面光滑算法和二维连续小波变换相较于差分法不需要结构损伤前的原始数据,更适用于工程实际问题。

水玻璃固化冰碛物的强度及固结机理分析

为解决普朗铜矿在开采过程中地表松散冰碛物堆积造成地面塌陷和泥石流的问题,本文采用水玻璃复合酯类固化剂制备固结材料固结冰碛物,对冰碛物固结体的抗压强度进行了研究,并通过XRD、FTIR、DSC-TG和SEM对水玻璃复合酯类固化剂固结材料固结冰碛物的固结机理进行了探究。结果表明,冰碛物固结体28 d抗压强度最高可达2.05 MPa,具有较好的固结性能。酯类固化剂作用下,水玻璃水解产物与酯类固化剂的水解产物反应生成乙酸钠和硅凝胶,硅凝胶起到了填充冰碛物颗粒之间的空隙、胶结冰碛物颗粒的作用。

肿瘤大剂量维生素C治疗专家共识(2024年)

肿瘤大剂量维生素C(HDVC)治疗疗效并不稳定,需要精准强化治疗。然而,目前在全世界范围内缺乏肿瘤HDVC规范化治疗方案,对肿瘤HDVC精准强化治疗也缺乏共识,严重影响肿瘤HDVC治疗效果和临床应用。中国抗癌协会营养治疗专业委员会、中国抗癌协会中西整合控瘤新药研究专业委员会和中国老年保健协会营养代谢分会部分对肿瘤HDVC治疗具有较丰富经验的专家,对肿瘤HDVC治疗机制、HDVC药代动力学特征进行了深入讨论,并就肿瘤HDVC适应证和禁忌证、临床治疗优势方案、不良反应预防和治疗、敏感性精准治疗代谢分子表型、强化治疗策略和疗效监测等形成了共识。肿瘤HD-VC治疗专家共识将有助于提高肿瘤HDVC治疗规范化水平和疗效。

欧盟碳市场MRV制度体系及其对中国的启示

碳核查(MRV)制度体系目的是保证温室气体排放数据的真实性、准确性和可靠性,因此被公认为是支撑碳交易市场可持续发展的基石。欧盟碳市场已经建立了一套比较完整的系统化的碳核查制度体系,本文全面阐述了欧盟碳市场的核查(MRV)相关法律法规、运行机制、监督及处罚制度、成员国协调措施及信息公开等多方面制度建设特点和成果,鉴于中国即将全面启动统一的碳交易市场,碳核查体系将面临诸多挑战,借鉴欧盟的成功经验,文章从政策法规体系、技术支撑体系、能力建设和市场化等方面提出建议。

随机人群运动荷载作用下大跨度连廊的振动响应

基于社会力模型,研究了随机人群运动荷载作用下大跨连廊结构的振动舒适度问题。通过结合交通学领域、生物力学领域对人群运动特性及人体运动参数的统计分析,对随机人群运动进行仿真,得到不同密度工况下,任意行人在任意时刻的步速、落点位置等参数,建立随机人群荷载模型,计算不同工况密度下结构的加速度峰值。研究表明,加速度峰值与行人步速关系很大,随着行人密度增大,行人速度减小,结构加速度响应则先增大后减小。根据得到的结构加速度峰值与行人密度关系曲线,可以找出出现结构振动舒适度问题的行人密度区间。

基于社会力模型的人群-桥梁竖向动力耦合效应研究

针对越来越多的轻质柔性人行桥在随机人群荷载作用下的结构振动问题,为了能够获得更为真实、精细的振动响应,建立考虑人群-结构相互作用的随机人群荷载模型尤为重要。首先利用移动弹簧-质量-阻尼模型模拟单人的动力学行为,并基于社会力模型,建立人群的随机运动模型,进而建立考虑人群-结构耦合振动的随机人群荷载模型。根据任意时刻人行桥和随机人群动力平衡,建立随机人群-人行桥耦合振动的控制方程。利用状态空间法求解人行桥动力参数随随机人群运动的变化情况,利用振型分解法求解耦合振动控制方程,探讨考虑人群-结构耦合振动的随机人群荷载对人行桥模态以及振动响应的影响。分析结果表明耦合系统模态变化量随着人数增加而增加。行人随机性与人群-结构相互作用对轻质结构的竖向动力响应影响很大,故在计算轻质结构振动响应时不可忽略。相比于加速度峰值,均方根加速度能够弱化随机波动的干扰作用,因此也采用了1-s均方根加速度更合理地衡量了结构的振动响应。

基于实测数据的行人上下楼梯人体动力学模型

为研究考虑人-楼梯相互作用时,大跨度柔性楼梯在人行激励作用下的振动舒适度,建立了单自由度动力响应数学模型,得到了加速度频响函数。以楼梯上的行人为研究对象,通过实测数据,建立行人上下楼梯的生物力学模型。将该模型等效含有参数的三元非线性方程组,通过试验测试得到大量试验者在楼梯上行走时的竖向加速度时程,结合快速傅里叶变换提取了耦合系统中的输入参数,采用最小二乘法求解耦合系统等效的非线性方程组得到了耦合系统的质量、刚度、阻尼等输出参数,对其参数进行相关性分析,统计得到了其分布规律,对三个输出参数进行了二次曲面拟合,得到了各参数的公式,建立了行人上下楼梯的单自由度人体动力学模型。

人行桥人致振动舒适度高效评估

为克服时程分析耗时和占用巨大计算机资源的缺点,提出一种基于AISC Design Guide 11快速评估人行桥人致振动舒适度的频率响应函数(frequency response function,简称FRF)方法。自建某钢-玻璃简支梁桥,通过对比试验采集和FRF方法计算的不同工况跨中峰值加速度,初步验证了FRF方法计算人行桥跨中峰值加速度的准确度。并以某人行悬索桥为例,分别采用时程分析和FRF方法计算21种行人行走工况的跨中峰值加速度并进行舒适度评价。结果表明,FRF方法与时程分析相比在节省94.89%的运算时间和87.2%计算机内存的前提下,计算的峰值加速度比时程分析结果大20%,舒适度评价结果偏保守,故FRF方法能对人行桥人致振动进行高效且保守的舒适度评估。

基于计算机视觉的复杂背景人行桥振动识别

基于振动的桥梁健康监测是以定量方式评估桥梁安全性能的有效工具,针对在使用传统接触式传感器时,实现大型结构的高空间分辨率测量难以达成,并且固定接触式传感器在超过主体结构的寿命时还可能缺乏可靠性。文章建立一套非接触桥梁振动识别系统,系统对基于相位的运动估计(PME)进行改进,结合2DGabor小波并抽出相位中与积分无关的变量,提出新的表示方法用于提取相位信息。系统利用改进的PME对结构表面的自然目标进行追踪,进而识别全场结构的振动信息;再通过模态分解离散出结构有效振动信号,将高频微小信号通过基于相位的运动放大(PMM)技术进行放大,最终识别出完整的结构振动信息。为应对城市复杂环境下桥梁振动识别的困难,消除环境对相机振动的影响,文中提出利用模态分解剔除环境对相机振动的影响和其他噪声,进而提取出有效的桥梁振动信息。通过在实验室桥梁模型上进行三种不同工况的试验和户外人行桥斜拉杆测试,验证系统对桥梁振动识别的可行性。在模型试验中,系统识别得到的时域和频域信息与激光位移传感器对比的误差都小于0.80%;户外人行桥斜拉杆测试中,系统识别的结果与接触式高频加速度传感器对比的误差小于2.0%,比桥梁挠度仪的可靠性更高,且利用模态分解离散出拉杆的各阶瞬时频率,由此表明系统鲁棒性强且经济性好,具备广泛的应用前景。

深部金属矿超前序次释压机理与调控方法研究进展

深部金属矿开采已经成为金属矿床开采的重要组成。在深部“三高一扰动”复杂工程环境下,采动地压灾害日趋凸显,严重制约矿山安全高效开采。结合国内外深部采矿研究进展和多年工程经验,提出深部金属矿超前序次释压机理与调控方法,将采动地压调控分为基本地压调控和二次地压调控。基本地压调控含采矿方法选择、回采顺序优化和隔离矿柱留设,二次地压调控含卸压爆破、锚喷支护和释能支护,并就地压调控技术分别进行详细阐释。基本地压调控在采前即已完成,二次地压调控在开采中或开采后进行,调控策略选择基于采动地压灾害风险评估等级。地压监测技术是确保地压调控技术成功实施的关键,诸多现场工程实践表明多点位移计、微震监测和钻孔电视是可行的监测手段。随着数值模拟技术发展,矿山尺度精细三维数值模拟融合微震监测信息具有良好的应用前景,可以为深部矿山采动地压调控与防灾减灾提供借鉴。

新型竖向电涡流-磁力混合阻尼装置试验研究

针对大跨轻质结构的减振需要,研制了一种新型竖向电涡流-磁力混合阻尼器样机。介绍混合阻尼器的减振原理及振动方程;接着介绍了3种不同的磁路设计和制作过程;随后对样机进行试验,测量其动力参数和减振性能。结果表明:在铜板后方和底板上方安装磁铁均能改变阻尼器的附加刚度;特定磁路设计减少电涡流阻尼系数,增大等效磁力阻尼系数和负刚度。其中对结构模型安装电涡流阻尼器的位移减振率可达89.2%,同等工况下安装3种电涡流-磁力阻尼器的位移减振率分别可达92.5%、94.8%和95.9%。当激励幅值增大,电涡流-磁力阻尼器对结构的控制效果比电涡流阻尼器具有更强的鲁棒性。该研究对土木工程领域中磁力减振的应用及发展,具有借鉴意义。

互联网+3D打印模型在腹腔镜外科基本技能培训中的应用

目的引入3D打印模型,探讨互联网+3D打印模型在腹腔镜外科基本技能培训中的应用。方法以24名接受外科住院医师规范化培训的学员作为受试者,并随机分为4组。A、B、C、D组分别接受传统模型、动物组织、3D打印模型、互联网+3D打印模型的腹腔镜下基本技能训练,并采用动物组织样本和手术技能客观结构化评估量表(OSATS)评估训练效果。评估结束后,A、B、C三组追加其他两种模型培训,然后采用Likert五分类量表,评估传统模型和3D打印模型与真实组织的相似度。结果3D打印模型在视觉、触觉、韧度、进针力度、打结张力方面均优于传统模型,更接近于真实组织。A、B、C、D组OSATS评分分别为17.92±0.74,22.17±1.60,21.92±1.20,21.58±1.07,组间比较差异有统计学意义(F=22.5,P<0.01)。结论互联网+3D打印模型明显优于传统模型,可以达到与采用动物组织或3D打印模型进行面授培训相当的培训效果。

幕墙对悬挑楼盖振动模态影响及等效模拟方法

以某体育馆悬挑楼盖为分析对象,通过数值仿真和现场测试研究了幕墙的约束刚度对楼盖振动模态的影响。首先,对体育馆悬挑楼盖(含幕墙)进行现场模态测试,利用随机子空间法对测试的多组数据进行模态拟合,获得楼盖在环境激励下的振动模态;其次,将试验模态与有限元仿真模拟的结果进行对比,参照试验模态并依据所提出的幕墙的一种等效模拟方法对有限元模型进行修正。结果表明:考虑幕墙对主体结构的约束刚度后,实测的楼盖的前6阶频率与有限元前6阶频率相对误差均小于5%,各阶平均误差小于2%,振型吻合度较高,进一步验证了由吊柱等强度比较高的支撑体系来实现幕墙对悬挑楼盖约束刚度的贡献及一种等效模拟方法的合理性。

学习风格特征对腹腔镜扶镜技能训练的影响

目的分析医学生的学习风格特征,探讨不同的学习风格特征对腹腔镜扶镜助手技能训练的影响。方法在腹腔镜扶镜助手扶镜技能训练前采用Kolb学习风格量表于2020年9月至12月对哈尔滨医科大学附属第四医院60名实习医生和40名专硕研究生学习风格特征进行评估;然后分析比较实习医生和专硕研究生学习风格特征的差异,以及不同学习风格特征对腹腔镜扶镜技能训练效果的影响。结果实习医生和专硕研究生学习风格特征差异有统计学意义(P<0.001)。实习生群体中以发散型学习风格为主,研究生群体中以聚合型学习风格为主。学习风格特征对腹腔镜扶镜技能效果有显著影响。实习医生和专硕研究生聚合型学习风格受试者在扶镜技能训练中,视野居中、水平位、最佳视野每个周期平均失误数均明显少于发散、同化和调节型学习风格的受试者。结论医学生中不同学习群体有着不同的学习风格特征。在腹腔镜扶镜技能训练中学习风格特征对训练效果有显著影响。医学教育中应该充分兼顾不同学习风格特征的特点,充分发挥学生学习风格优势。

三山岛金矿深部高应力节理化巷道围岩控制技术研究

随着浅部矿产资源日益枯竭,深部开采已成为采矿行业的重要组成部分。深部开采重要的特征之一就是在“三高一扰动”下,矿山工程地质条件急剧恶化,围岩呈现显著的节理化,给深部巷道围岩控制带来巨大的困难。以三山岛金矿-900 m以下典型节理化巷道为工程背景,通过工程地质调查、文献调查、室内岩石力学试验获取基本数据,应用Dips软件进行优势结构面分组,应用Unwedge软件进行楔形体及其稳定性分析。采用RMR、Q和GSI岩体质量分级方法进行岩体质量分级并估算岩体力学参数,详细阐释锚杆加固不连续面的机理,估算巷道支护所需支护压力,并基于Q和RMR支护图表完成支护方案设计,应用RS2验证设计支护方案的有效性。在-960 m水平进行工业试验,结果表明,设计支护方案能够有效控制深部高应力节理化巷道围岩的变形破坏,为深部矿山安全高效开采提供依据。