基于蚂蚁分散费洛蒙的RFID消防疏散系统

以蚂蚁分散费洛蒙行为分析理论为基础,利用行动装置结合被动式无线射频辨识系统(RFID)构建基于RFID的消防疏散系统。介绍此系统的4项功能,分别为室内虚拟实境定位系统、信息交换系统、灾难信息储存及分析系统。该系统使当事人能在处于黑暗又无法使用通信设备等恶劣环境中通过相互间的信息共享而有序逃生。

基于渗透原理的可吸水模型根系研发与性能研究

为了模拟自然植物根系的吸水过程,探究其对周边土体水文力学特征的影响机制,利用3D打印技术,设计并制造基于正渗透原理的新型可吸水模型根系.模型根系采用中空结构,侧壁开孔,外覆半透膜.当内部灌注聚乙二醇(PEG)溶液时,PEG溶液和土中水分间存在的渗透压梯度驱使了模型根系吸水.常重力模型根系吸水试验结果表明,在含砂粉质黏土中,循环浓度等效1 500 kPa渗透压的PEG溶液可在根系附近土体中产生最大约120 kPa的基质吸力,该基质吸力超过了真空法模型根系的理论最大产生吸力.通过在适当范围内调整PEG溶液的质量摩尔浓度,并控制溶液循环特征,模型根系可以具备不同的吸水能力,从而模拟不同的现实工况.

Predictive maintenance and its applications in civil engineering structures:A review

Structural health monitoring and performance prediction are crucial for smart disaster mitigation and intelligent management of structures throughout their lifespan.Recent advancements in predictive maintenance strategies within the industrial manufacturing industry have inspired similar innovations in civil engineering,aiming to improve structural performance evaluation,damage diagnosis,and capacity prediction.This review delves into the framework of predictive maintenance and examines various existing solutions,focusing on critical areas such as data acquisition,condition monitoring,damage prognosis,and maintenance planning.Results from real-world applications of predictive maintenance in civil engineering,covering high-rise structures,deep foundation pits,and other infrastructure,are presented.The challenges of implementing predictive maintenance in civil engineering structures under current technology,such as model interpretability of data-driven methods and standards for predictive maintenance,are explored.Future research prospects within this area are also discussed.

库岸古滑坡离心模型试验研究

针对一库岸古滑坡进行了水位骤降条件下失稳机制的离心模型试验。离心模型的制作考虑了原型边坡的大尺寸和非均质特征,离心试验过程中进行了上下游水位的实时控制,试验后进行了边坡土体物理特性和强度特性的对比试验。离心试验结果表明:水库蓄水导致坡脚抗滑阻力降低,坡体前缘出现裂缝并随着水位上升出现坡脚坍滑;水位骤降坡体内产生向外的动水压力,加剧坡脚滑动并形成牵引式滑坡趋势;坡脚被加固后边坡变形情况得到明显改善,滑动被阻止,边坡整体稳定性提高。离心试验前后边坡土体的物理力学试验结果揭示:坡脚滑动会造成坡体土密度和含水率重新分布,并导致近滑动区土体强度特性改变、强度指标下降。另外,水下土体随浸没时间增长黏聚力会降低直至消失。

利用弯曲元测量上海原状软黏土各向异性剪切模量的试验研究

在许多发达国家例如英国,土体的小应变特性已被广泛应用于预测地下建筑物施工引起的地表变形。尽管上海的城市地下基础、基坑与隧道开挖日益增多,但是关于上海原状软黏土小应变剪切模量的研究几近空白。利用装有霍尔局部应变传感器与弯曲元测试系统的三轴仪对上海软黏土剪切刚度的固有各向异性进行了研究。在等向应力状态下对方形原状上海软黏土试样进行了两组试验。试验结果表明:较之传统的初达波法和峰-峰法,互相关法一定程度上提高了弯曲元试验中确定剪切波速的客观性。由于土体水平向层理结构与颗粒间胶结作用的影响,上海软黏土呈现出明显的各向异性,实测最大剪切刚度的固有各向异性比(G0(hh)/G0(hv))约为1.21。利用孔隙比函数F(e)=e-1.3能够很好的描述不同平面内最大剪切模量与土体应力状态的相互关系。

上海黏土一维压缩特性的试验研究

虽然上海黏土的压缩特性已得到了广泛研究,但是关于上海黏土的压缩特性特别是其长期压缩特性与国际上其他天然黏土的比较相对较少。采用取自上海浦西某基坑不同深度的原状土样进行一系列常规及长达70 d的长期一维压缩试验。主要目的是为了研究上海黏土的压缩特性尤其是其次压缩特性,并与国际上其他典型黏土进行比较。试验结果表明:上海黏土的压缩指数Cc相对较小,分布在0.43～0.50的范围之内。研究发现固结压力小于或接近前期固结压力时,次压缩系数Cα基本不变,然而当固结压力大于前期固结压力时,次压缩系数Cα随时间急剧减小。与其他典型黏土相比,上海黏土的Cα/Cc值略大于无机质黏土及粉土的下限值。按照Mesri(1973)提出的以次压缩系数为基础的土体划分标准,可以将上海黏土划分为低至中等次压缩性土体。

现代混凝土的研究进展

首先回顾了混凝土的发展历史,然后系统地介绍和总结了混凝土材料的研究与应用现状。重点介绍了近期混凝土材料水化机理探索方面的进展以及新型混凝土的开发成果。最后根据社会发展需求,展望了混凝土材料发展趋势和应用前景。

双隧道对群桩影响的三维离心模型试验研究

在膨胀土地基中进行了双隧道对群桩影响的三维离心模型试验,目标地层损失比为2%,着重研究引起的地基沉降槽、附加弯矩、轴力的变化规律。试验得出:膨胀土地基中每个隧道开挖形成的地表沉降槽仍符合Peck高斯曲线,双隧道共同作用形成的沉降槽可以看作是每个隧道单独作用形成的沉降槽的叠加;两个隧道开挖引起的前后桩弯矩规律类似,最大附加弯矩均出现在拱冠附近,但存在明显的前桩遮拦效应;随着第一个隧道开挖的临近及远离,前后桩轴力会发生明显不同变化,而第二个隧道影响明显不同,附加轴力最大值约为工作荷载的10%。

膨胀土地基中隧道施工对群桩影响研究

在膨胀土地基中进行隧道对群桩影响的三维离心模型试验研究,目标地层损失比为2%,着重研究引起的地基沉降槽、桩的附加沉降、附加弯矩、轴力的变化规律。试验得出:隧道开挖沉降槽空间效应明显;隧道开挖从-0.75D至1.25D时,桩附加沉降呈线性增长,隧道开挖至1.25D以后,桩依然沉降明显。前桩与后桩沉降值不同,桩帽会出现倾斜;前桩上部出现负附加弯矩而下部出现正附加弯矩,而后桩仅在下部出现正附加弯矩;前桩附加弯矩最大值出现在隧道轴线附近,且比后桩附加弯矩大得多;前桩附加轴力随着隧道的开挖而增加,且每步最大值在隧道轴线附近。后桩的轴力也随隧道的开挖而增加,但每步最大值出现在桩顶附近。

地下水位循环变化时隧道开挖对群桩的长期影响研究

为解决地下水位随季节升降变化时隧道开挖对邻近桩基的长期影响难题,通过三维离心模型试验,研究了地下水位循环变化时隧道对群桩的长期影响。主要分析水位循环变化时地表长期沉降、桩顶长期附加沉降、桩身长期附加弯矩和附加轴力的变化规律。试验结果表明:在隧道附近,地下水位循环变化尤其是降水对地表长期沉降影响更为明显。地表长期附加沉降随着地下水位循环次数增加而增大,且呈衰减式变形,即使经过3次水位升降循环也不能稳定;桩基长期附加沉降显著,其附加沉降量占总沉降量的50%以上;前、后桩的长期附加轴力基本为正值,桩总轴力增加,对既有受压桩极为不利,附加轴力拐点位置及最大值有所区别;经过3次地下水位循环变化后,前、后桩桩身弯矩反弯点个数减少,但桩身最大附加弯矩均明显变大,当达到极限弯矩,桩身出现塑性铰,这对穿越厚软弱层地基中的既有受压柔性桩极为危险。

多孔介质中纳米零价铁运移行为的试验研究

纳米零价铁是一种前景广阔的环境修复材料,目前针对应用纳米零价铁进行地下水污染修复已经开展了广泛的研究。然而,现有研究多关注于注入纳米零价铁的运移能力,对于负载污染物后纳米零价铁的迁移行为缺少研究。本文研究了磷负载前后纳米零价铁的团聚趋势以及运移能力,分析了流速、离子浓度、多孔介质粒径级配等因素对磷负载纳米零价铁运移能力的影响。结果表明,磷负载纳米零价铁的团聚趋势相对于反应前纳米零价铁较低,其运移能力则强于吸附磷之前的纳米零价铁,这是由于吸附磷增加了纳米零价铁的表面负电荷进而阻碍了颗粒团聚。离子浓度对于磷负载纳米零价铁的运移能力有显著的影响,低离子浓度、高流速有利于磷负载纳米零价铁的运移。磷负载纳米零价铁在中玻璃珠中的运移能力强于细玻璃珠和粗玻璃珠,在天然砂中的运移能力则小于在中玻璃珠中的运移能力。利用DLVO理论以及胶体的粒桥、颗粒阻塞和表面沉积等多种滞留机理对试验中观察到的现象进行了解释。在含有高岭土的天然砂中,磷负载纳米零价铁的运移能力很弱,且沉降试验表明高岭土可以促进磷负载纳米零价铁的团聚沉降,这表明磷负载纳米零价铁有可能富集在含有高岭土的土层中。在应用纳米零价铁吸附地下水中的污染物时,应考虑污染物对于纳米零价铁运移能力的影响,并结合环境条件对该影响进行评估和控制。

饱和土弹塑性理论的数理基础--纪念黄文熙教授

大量土工问题是具有不规则甚至不确定边界条件的多维问题,面临的荷载不仅限于明确定义的单调荷载,还包括时变与随机往复荷载。而土作为一种天然材料,其力学行为极为复杂。多相性、非均质性、各向异性、非线性、加载路径与历史的影响、压力敏感性、体积变形与剪切变形的强耦合等等均为岩土工程师们通常面临和需要处理的问题。当太沙基在80年前以他的划时代的有效应力原理奠定现代土力学基础时,现代计算技术与相应的基础理论并不存在。因而除个别问题如一维固结问题与渗流问题在适度简化后存在解析解外,大量问题的处理必须基于高度简化的面向问题的集总参数模型。这些模型结合工程师的经验对传统土工结构往往能给出合理的或保守的强度指标,但很少能提高和深化我们对问题的内在认识,而且在面对许多现代新型土工结构时,这些传统方法往往显得力不从心。自20世纪中期以来,在应用力学领域内有着一系列重要发展:多相连续介质理论与塑性本构理论趋于成熟,有限元与差分计算方法已成为通用的偏微分场方程求解器,数字计算设备的能力也已获几何级数的提高。以临界状态理论为标志土力学本身也有着重要发展。这一切发展已有可能将土力学的问题纳入一个统一的理论框架内予以系统的处理,而且事实上许多土力学与岩土工程的研究及分析也已在不同程度上基于这样的一个框架,而其中土的本构模型是一个关键。笔者力图从基本的物理和数学原理出发来勾划出一个土弹塑性本构理论框架,其大部分内容都来自经典文献。为避免不确定性,以太沙基有效应力原理为前提,所以该框架仅对饱和土有效。

不同纤维混凝土耐久性研究

本文通过不同种类纤维混凝土:钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维Ⅰ混凝土、聚丙烯纤维Ⅱ混凝土抗冻和抗碳化耐久性试验研究纤维种类对混凝土抵抗冻融循环;碳化性能影响。试验结果表明,纤维可有效提高混凝土抗冻和抗碳化性能,其中钢纤维增强抗冻性能效果最明显;聚丙烯纤维增强抗碳化性能效果最明显。

薄壁塑料包装盒的注塑模具设计与工艺参数分析

介绍了塑料薄壁包装盒的特点及注塑过程的基本理论,并结合塑料薄壁包装盒在注塑过程中易出现的问题,分析了注塑模具的设计和注塑过程的成型工艺参数的优化过程。

植被对红壤坡面侵蚀影响的试验研究

考虑种植草本植被时红壤坡面的侵蚀情况,采用室内人工模拟降雨的方法,在强降雨(雨强2.0 mm/min)、短历时(30 min)情况下,研究不同坡度、不同植被覆盖度下红壤坡面抗侵蚀效应。结果表明:当植被覆盖度<40%时,随着植被覆盖度的增加,侵蚀量迅速降低,当植被覆盖度>60%时,侵蚀量减小趋于平缓,故本研究的临界植被覆盖度为40%~60%;对于不同植被覆盖度的红壤坡面,其临界坡度也发生了变化,当植被覆盖度<40%时,临界坡度较裸露坡面逐渐减小,当植被覆盖度>60%时,随着坡度的增加侵蚀量缓慢递增,试验中没有出现临界坡度。分析其原因,指出临界坡度是土壤内在性质、植被特性、降雨等因素综合作用的结果,并不是一个常数。

基于神经网络的大型深基坑工程土体参数反演

有限元方法常用来分析及预测深基坑工程在不同工况条件下的稳定性问题,而分析结果的可靠性取决于计算参数的准确性和模型边界条件的合理性。本文针对大型深基坑工程提出了基于人工神经网络的土体参数反演方法。建立深基坑工程土体参数反演的神经网络时,先由监测数据数量和待反演参数数目确定神经网络的拓扑结构,然后采用遗传算法优化网络的初始连接权值和激活函数阈值,再利用有限元模型计算建立神经网络的训练样本,将实际监测数据输入训练后的网络后即可进行土体参数的反演计算。本文以天津文化中心交通枢纽工程为例,详细介绍了基于神经网络的大型深基坑工程土体参数反演的步骤,并利用反演得到的参数进行其他工况条件下的数值计算,其结果验证了该参数反演方法行之有效。