Investigation on seismic response of a three-stage soil slope supported by anchor frame structure

Based on a typical prototype of a soil slope in engineering practice, a numerical model of a three-stage soil slope supported by the anchor frame structure was established by means of FLAC3D code. The dynamic responses of three-stage soil slope and frame structure were studied by performing a series of bidirectional Wenchuan motions in terms of the failure mode of three-stage structure, the acceleration of soil slope, the displacement of frame structure, and the anchor stress of frame structure. The response accelerations in both horizontal and vertical directions are the most largely amplified at the slope top of each stage subjected to different shaking cases. The platforms among the stages reduce the amplification effect of response acceleration. The residual displacement of frame structure increases significantly as the intensity of shaking case increases. The frame structure at each stage presents a combined displacement mode consisting of a translation and a rotation around the vertex. The anchor stress of frame structure is mainly increased by the first intense pulse of Wenchuan seismic wave, and it is sensitive to the intensity of shaking case. The anchor stress of frame structure at the first stage is the most considerably enlarged by earthquake loading.

Research on Stability Calculation Methods for Grillage Supporting Structure with Pre-stressed Anchor

Aiming at prestressed anchor cable frame in the presence of reinforcement landslide problem, through the selection of test points, the paper study and tested soil pressure, frame internal force and prestress losses under prestressed anchor cable frame beam, reveal the law of internal force distribution, and provides a theory basis for the rational design of prestressed anchor cable in landslide.

锚框校准和空间位置信息补偿的街道场景视频实例分割

街道场景视频实例分割是无人驾驶技术研究中的关键问题之一,可为车辆在街道场景下的环境感知和路径规划提供决策依据.针对现有方法存在多纵横比锚框应用单一感受野采样导致边缘特征提取不充分以及高层特征金字塔空间细节位置信息匮乏的问题,本文提出锚框校准和空间位置信息补偿视频实例分割(Anchor frame calibration and Spatial position information compensation for Video Instance Segmentation,AS-VIS)网络.首先,在预测头3个分支中添加锚框校准模块实现同锚框纵横比匹配的多类型感受野采样,解决目标边缘提取不充分问题.其次,设计多感受野下采样模块将各种感受野采样后的特征融合,解决下采样信息缺失问题.最后,应用多感受野下采样模块将特征金字塔低层目标区域激活特征映射嵌入到高层中实现空间位置信息补偿,解决高层特征空间细节位置信息匮乏问题.在Youtube-VIS标准库中提取街道场景视频数据集,其中包括训练集329个视频和验证集53个视频.实验结果与YolactEdge检测和分割精度指标定量对比表明,锚框校准平均精度分别提升8.63%和5.09%,空间位置信息补偿特征金字塔平均精度分别提升7.76%和4.75%,AS-VIS总体平均精度分别提升9.26%和6.46%.本文方法实现了街道场景视频序列实例级同步检测、跟踪与分割,为无人驾驶车辆环境感知提供有效的理论依据.

季冻黄土地区框锚边坡预应力锚杆内力计算方法

冻融土体与锚杆之间相互作用机理研究的不足,导致工程实践中未能充分考虑土体冻融对锚杆内力的影响。针对该问题,基于西宁市季冻湿陷性黄土冻融循环三轴剪切试验,建立考虑冻融次数影响的湿陷性黄土黏聚力经验关系式;根据锚固体与周围土层的变形协调关系,推导冻融条件下框架预应力锚杆锚固段轴力和剪应力的解析式,将理论计算结果与现场试验结果进行对比验证,并分析冻融次数对锚固段轴力和剪应力的影响。结果表明:随冻融次数的增加,土体黏聚力呈指数型下降,锚固段轴力和剪应力在前3次冻融循环中急剧增大,冻融次数达到7次后趋于稳定;相较锚固段末端,锚固段始端轴力受冻融次数的影响更大,但锚固段始端至末端的剪应力随冻融次数的变化规律基本相同;现场试验结果验证了计算方法的合理性。

新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡降温效果及力学机理研究

本文提出了一种具有通风降温、支挡锚固和减胀减震功能的新型框架通风锚杆冻土边坡支护结构,并阐述其工作机理。基于传热学和自然对流理论,建立新型框架通风锚杆与土体换热的计算模型,对其降温效果进行了分析;基于Winkler理论,建立冻胀和融沉阶段新型框架通风锚杆与土体相互作用的力学简化计算模型,分析冻胀和融化阶段新型框架通风锚杆受力性能。结合算例,采用提出的简化计算方法分析了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡的热学和力学效应,并通过模型试验与理论计算对比,对所提出理论计算方法的合理性进行验证。结果表明:①新型框架通风锚杆能够充分发挥冷季吸收冷量冻结土体、暖季屏蔽热量保护冻土的作用,并逐年抬升冻融交界面;②新型框架通风锚杆支护结构支护效果良好,能够减弱土体冻胀作用,提高多年冻土边坡的稳定性;③所提出简化计算方法以期为新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡提供理论依据。

降雨入渗条件下框架锚杆支护边坡稳定性与变形分析

降雨引起的滑坡问题一直是工程界所面临的难题,也是工程界研究的热点问题。国内外学者针对降雨引起的滑坡问题展开了多方面的研究,框架预应力锚杆作为一种新型支挡结构,对降雨引起的滑坡问题有很好的治理效果。因此本文在前人研究基础上,针对降雨入渗引起的边坡基质吸力、位移、稳定性问题进行了研究。结合实际工程,通过数值模拟软件PLAXIS3D建立三维有限元模型,首先对降雨入渗条件下框架锚杆支护边坡的基质吸力、位移和稳定性进行分析,然后分别考虑降雨时间、降雨强度和地下水位对边坡加固前后基质吸力、边坡位移和稳定性的影响情况。结果表明:(1)基质吸力在降雨前随坡高呈线性增加,降雨后基质吸力迅速降低,边坡最大位移值发生在边坡坡脚附近区域;(2)边坡基质吸力随降雨时间增大而减小,边坡表面基质吸力下降得更快;(3)降雨强度越大,基质吸力下降得越快,边坡位移也随之增大,边坡安全系数降低;(4)地下水位越高,边坡基质吸力下降得越快,边坡位移增加越快,边坡安全系数越小。

框架梁与锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性

针对山岭隧道洞口在降雨、地震等因素作用下易产生变形破坏的问题,以某处采用框架梁与锚索桩板墙支护的隧道洞口边坡工程为原型,开展几何比尺为1∶50的振动台模型试验,分析降雨后地震作用下边坡的动力响应特性及失稳变形规律。结果表明:降雨后坡面无局部破坏,地震作用下边坡的破坏过程可归纳为坡顶张拉破坏—坡脚剪切溃裂—坡体整体失稳滑动,边坡表现为张拉—剪切型破坏;边坡峰值加速度放大系数呈层状分布,“高程效应”与“趋表效应”显著,均随输入正弦波频率、幅值的增加而增大;边坡土体峰值应变分布与坡体滑动破坏面较吻合;桩体锚索轴力与输入正弦波频率、幅值呈正相关,强震作用下锚索轴力增幅显著;桩后峰值土压力近似呈三角形分布,桩体嵌固段内桩土压力最大;桩体弯矩呈“b”型分布,嵌固段内桩体峰值弯矩最大,抗震设计中应注意验算其抗弯强度;桩后土压力与桩体加速度FFT谱幅值主要集中于低频段,结构动力响应主要受地震波低频段部分影响。

基于改进Faster RCNN的钢板表面缺陷检测研究

钢铁是我国工业生产的重要原材料之一,其表面质量问题会直接影响产品的使用,从而带来无法预知的风险,故对钢铁表面进行缺陷检测具有重要意义。而在缺陷检测过程中,存在因裂痕缺陷特征不明显,导致缺陷定位不准确以及检测难度高等问题。针对以上问题,本研究提出一种改进的Faster RCNN算法,在主干特征提取网络上引入自适应模块,增强网络提取有效特征的能力,同时使用DBSCAN聚类算法取得合适的先验框,大大提高了算法的检测效率。实验结果表明,改进的Faster RCNN算法模型对不明显的缺陷特征检测能力大幅度的提升,相比其他检测算法,在钢板表面缺陷检测中能达到高质量、缺陷定位准确、分类成功率高的效果。

基于改进YOLOv5的热轧带钢缺陷检测

针对热轧带钢的缺陷检测,存在目标尺寸过小、特征不清晰和错测漏检等问题,提出了一种基于改进YOLOv5的热轧带钢缺陷检测方法。首先基于K-means++算法在聚合网络上加入了一种超参数锚框算法,提高了锚框的准确率。其次重新设计了新的特征提取模块,增加了检测的尺度并且加入了非线性卷积模块强化了目标缺陷的语义信息。最后针对置信度损失函数,使用较为平滑的相对熵来取代交叉熵,提高了模型收敛时的稳定性。与基准算法的实验结果显示,使用改进YOLOv5的平均检测精度比原版YOLOv5提高了8.2%,泛化能力更强,检测速度更快,错误和漏检率更低。

Winkler地基上边坡锚固框架设计计算的简明有限差分法

为克服现有Winkler地基上边坡锚固框架设计计算的有限差分法需假设框架在锚杆处截断的问题,通过建立受集中荷载作用的Winkler地基梁的挠曲微分方程,提出无需做截断处理的简明有限差分法。基于提出的差分方法,改进锚杆拉力在框架纵横梁上的分配与调整方法,并采用Matlab开发功能完善的程序。结果表明:有限差分数值解具有较高的计算精度,框架外伸段直接计算结果会出现负的土抗力,致使计算结果偏于不安全,可通过调整该段边界条件的方法予以消除,使最终计算结果更加可靠。本研究开发的差分程序对锚固框架整体设计提供了一种高效的计算方法。

基于改进CenterNet的轻量级无锚框SAR图像多尺度舰船检测算法

针对复杂场景下多尺度舰船检测精度较差、效率较低、泛化性较弱等问题,本文构建了一个轻量级无锚框的合成孔径雷达图像舰船检测框架。为满足合成孔径雷达图像舰船实时检测的需求,提出了基于改进CenterNet的轻量级无锚框合成孔径雷达图像舰船检测方法,通过预测目标关键点的信息及检测框的相关属性,实现了合成孔径雷达图像舰船快速准确定位与检测。为解决合成孔径雷达图像样本稀缺的问题,采用了适用于合成孔径雷达舰船图像的数据增强方法以扩充训练样本,并引入了多尺度训练以增强模型泛化性能。实验结果表明:本文方法具有检测效率高、检测精度好、泛化性能强等优势,能实现复杂场景下多尺度舰船的实时高精度检测。

分级框架锚杆支护边坡的稳定性分析

【目的】为探究云南勐绿高速公路某分级框架锚杆支护边坡的稳定性。【方法】采用FLAC3D建立三维数值模型,对边坡分别在未支护和支护工况下进行稳定性分析。选取支护边坡中部断面,对该断面中的锚杆(锚索)轴力进行监测,研究锚杆(锚索)轴力沿长分布的特性。【结果】结果表明:未支护边坡有极大可能沿潜在滑动面发生失稳破坏,分级框架锚杆支护结构能够有效抑制边坡整体位移,改善坡体内部塑性区分布,提高边坡的安全系数;锚杆锚固边坡内部根据锚杆发挥的不同作用分为主动区和被动区;锚索最大轴力处于自由段,锚固段内轴力分布并不均匀,呈递减趋势。【结论】研究表明框架锚杆组合结构对边坡具有良好的支护效果。

高速公路顺层边坡锚索框架梁和抗滑桩联合支护体系变形特征研究

以贵州省乌长高速公路某顺层高边坡为例,建立有限元模型,对锚索框架梁-抗滑桩支护体系的变形规律进行研究。结果表明:对各排锚索施加相同的预应力值不合理,存在锚索框架和抗滑桩顺序破坏的风险,应根据各排锚索随桩顶位移的变化规律,设置差异化的预应力值,使锚索框架和抗滑桩两种支护形式同时达到最佳支护效果;靠近桩顶位置,应设置较低的预应力值,远离桩顶位置,应设置较高的预应力值。提出基于变形协调条件下的锚索预应力值计算方法,得到的锚索预应力值与数值模拟计算结果误差在6%以内,满足设计精度要求。

一种锚索框架梁内力计算新方法及现场试验

为使现有框架梁内力计算结果更加符合工程实际,采用理论计算及现场试验2种方法分析框架梁内力分布规律,考虑框架梁材料的非单一性给出了一种新的计算方法,引入实测弯矩计算方法对现场试验数据进行整理,并将试验结果与理论结果进行对比。结果表明:理论结果与试验结果所得框架梁弯矩的分布趋势基本一致;采用换算截面法求解梁的截面惯性矩,所得结果可以提升框架梁的抗弯能力,进而减小框架梁截面配筋率;锚固力是影响框架梁内力的一个重要因素,锚固力越大框架梁的弯矩越大。

建宁县某水厂边坡支护与排水设计

依托于建宁县某新建水厂边坡支护工程,采用动态设计法对场地的填方段边坡和挖方段边坡进行支护和排水设计,通过对安全性、施工难度、经济性、稳定性、效果等对比分析,最终选择挖方段边坡采用框架锚杆支护,而填方段边坡采用抗滑桩+锚索和挡土墙联合支护方案以及采用地表集水明排+坡体软式透水管或泄水管泄水的排水设计,采用极限平衡法验证了支护后的边坡稳定性。

基于FLAC3D的边坡支护方案优化研究

为研究抗滑桩及锚杆框架梁在顺层岩质边坡支护中的优化方法,基于三级支护的典型顺层岩质边坡,通过FLAC3D建立数值模型进行计算,对抗滑桩桩身长度及桩身截面积、锚杆锚固倾角及锚固长度进行优化。结果表明,不同长度抗滑桩对岩质边坡进行支护时,抗滑桩稳定系数均随着桩身长度的减小而减小,且在边坡岩性发生突变的地方抗滑桩的水平位移也会发生突变,在一定范围内适当减短抗滑桩的桩身长度并不会引起桩身水平位移的大幅度改变,故在满足规范的条件下可通过减小桩身长度来进行优化设计。改变抗滑桩的截面面积并不会显著改变桩身的水平位移,但抗滑桩截面面积会显著影响抗滑桩稳定系数,存在一个临界截面积使得桩身截面积在小于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小迅速减小,而在桩身截面积大于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小只会略微减小。边坡最大水平位移随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,边坡稳定系数随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,故在进行锚杆框架支护设计时可通过增大锚固倾角及增加锚固长度提高边坡稳定性,此结果可为抗滑桩及锚索框架梁在顺层岩质边坡支护提供优化设计方案。

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。

高速公路路堑高边坡防护施工工艺研究

在高速公路施工过程中,路堑高边坡施工难度较大,结合福建省南平市某高速公路工程实际情况,指出了高边坡防护施工工艺的重难点问题,分析了锚索(杆)框架梁防护施工流程及具体工艺,为路堑高边坡施工工程的施工策略制定提供借鉴。

煤矿深井软弱围岩巷道锚架注支护施工技术研究

针对巷道在围岩应力作用下会产生较大的移近量,提出煤矿深井软弱围岩巷道锚架注支护施工技术,分别从锚杆设置、金属网铺设、钢支架架设以及注浆施工等方面进行设计,明确了具体的施工材料、方式及操作要点,并利用实例验证技术的先进性,结果显示,煤矿深井巷道两帮移近量和巷道顶底板移近量始终稳定在较低水平,应用效果较好。

锚杆-框格梁在城市道路高边坡防护中的应用

城市道路沿线的高边坡防护整治工程,不但要确保其安全性,还应结合经济性、美观性以及对周边环境的影响因地制宜地做好设计。依托南京机场二通道项目,从定性和定量两方面分析现状道路高边坡的稳定性,模拟其危险滑动面。进一步结合项目地质、景观、造价、施工便利等多方面因素,提出以锚杆-框格梁为主的高边坡防护整治措施,并验算加固后正常工况、暴雨工况及地震状态下坡体稳定系数。最后,结合边坡监测数据检验理论计算结果,验证了锚杆-框格梁结构在城市道路高边坡防护中的优越性。