基于损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型

为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了考虑结构物表面粗糙度影响的界面损伤耦合演化过程;第三,引入考虑界面粗糙度影响的等效初始损伤因子,基于连续损伤理论和统计强度理论建立了考虑界面损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型;最后,结合室内试验结果验证了模型适用性。研究结果表明:在相同法向应力条件下,界面粗糙度越大,界面强度越接近土体强度;界面强度与结构物表面粗糙度呈幂函数关系增加,其增长速率随结构物表面粗糙度增加而降低;黏土-结构物界面剪切全过程的损伤演化过程可分为等效初始损伤阶段和加载损伤阶段,其中,等效初始损伤阶段受界面粗糙度影响,加载损伤包括受荷损伤和耦合损伤。本文模型所得结果与试验结果的吻合度较高,能较好地反映黏土与结构物界面损伤本构特征。

随机海况下浮式结构物时域响应分析

为快速准确地获得随机海况下浮式结构物的时域响应,提出一种快速计算结构时域响应的方法。建立有限元应力模式的动力学方程,论证节点在周期荷载作用下的稳态解形式;推导节点应力响应函数的计算公式;将海况波浪谱分解,通过叠加应力响应方式计算随机海况下节点应力的时域响应。通过数值仿真验证及具体的工程项目应用,证明了该方法的可行性和优越性,为浮式平台时域疲劳分析提供了一种新思路。

三峡库区河道滑坡涌浪消减简单结构物型式优化研究

三峡库区水位变化加剧了河道内滑坡涌浪产生的频次。为了保证人民生命财产安全,对滑坡涌浪产生的能量进行了消减分析。通过物理模型试验对板式(T字型、十字型)、栅栏式(单列型、多列型)以及多孔式(整体型、分割型)消浪结构物进行消浪效率、消浪机制以及综合性应用对比分析,得到主要结论如下:栅栏式单列型在河道应急、涌浪消减方面效果最优,按照衰减性能与能量耗散共分为4种模式(入射波浪反射、竖向挡浪板对水体运动的阻挡、浮板与水体相互摩擦和回流)。在对比试验基础上对栅栏式消浪结构物单列型进行试验参数优化、分析推导出栅栏式消能结构物最优型设计公式,并得出了在L/hw为0.65~0.75范围内时栅栏式消浪效率(β≥15%)和适用性最优。同时,在计算二维条件下最优消能效率值方法的基础上,进行三维条件消能结构物最优值的求解方法讨论并给出消能结构物在实际应用中的防治措施与建议。

水上新能源浮式结构物系泊系统研究现状和发展综述

随着传统陆地资源的不断开发消耗,水上新能源的开发利用成为新的趋势,由此出现了大量各式各样的水上浮式结构物。系泊系统作为保障水上浮式结构物安全平稳作业的关键,历来是业界重点关注的研究内容。本文针对目前已有的水上浮式结构物系泊系统进行大量的文献综述研究,归纳了水上浮式结构物的类型,从系泊系统的分类、布链方式、水底锚固基础型式和新型系泊系统方面分析了系泊系统的结构型式,讨论了各种系泊缆材料的各方面特点和优劣,根据已有的大量文献分析了系泊系统的静力特性和动力响应,综合根据系泊工程的水深、海底地形、地质、平台功能、风浪流条件、经济性等方面因素,给出各种系泊方式的适用性评价和推荐,并指出现有研究存在的不足,提出当前仍需进一步发展的研究方向。

水下结构物重力基础贯入及抗剪性能有限元分析

为提高水下结构物重力型基础的承载能力,有必要将部分结构型钢贯入海床以提高其侧向抗剪性能,参考桩基础的贯入计算以及土力学条件,采用理论公式对于重力基础的贯入和侧向稳定性进行计算。为保证设计可靠性,同时对理论计算进行验证,对重力基础的贯入和侧向稳定性进行了耦合欧拉-拉格朗日显式有限元分析。分析表明:理论计算和有限元分析的结果接近,在设计时可采用理论公式计算值,通过设置一定的安全系数,满足水下结构物重力基础的贯入和侧向抗剪稳定性要求。

海上大型结构物的装卸与安装技术研究

海上大型结构物的装卸与安装技术是海洋工程中的重要环节,然而,海上工程环境复杂、作业难度大以及安全性要求高,现有的装卸安装技术但仍存在诸多问题和挑战。针对这一缺陷,研究引入了一种新的智能测控系统进行参数控制,以提升装卸过程的安全性和效率。实验结果表明:传统测控系统在驳船浮态控制中横纵倾角产生的平均压载舱水位分别为1.34和0.92,驳船高度差平均值为1.19。而智能测控系统下驳船横纵倾角产生的平均压载舱水位降至1.08和0.81,驳船高度差平均值降至0.98。研究设计的智能测控系统明显改善了驳船的浮态稳定性,提高了驳船在装卸过程中的稳定性,对提高海上大型结构物装卸过程的安全性和效率具有实际意义。

水电站金属结构物安装高精度测量

隆潘卡尔水电站金属结构安装工作主要包括溢流坝段4道弧形闸门、泄洪坝段底部3个支护泄水闸、厂房进水口坝段4个进水口等金属结构物,安装测量主要对溢流坝段弧形闸门、泄洪底孔钢衬及其工作门门槽底坎、厂房进水口压力管道及其检修门门槽底坎等金属结构物进行,采用高精度测量方法控制测量精度,保证施工质量。

基于WebGIS的水库结构物巡检应用实现

信息化已逐步渗透到各行各业中,而信息技术的发展给水利工作的开展带来了巨大的变化。本文以夹岩水利枢纽及黔西北供水工程为例,结合水利工程主要结构物巡检实际需要,基于WebGIS技术、计算机编程、数据库管理等新兴信息技术,挖掘WebGIS在水利工程结构物巡检方面的应用;并根据结构物巡检的工作流程和管理需要,利用前、后端分离的B/S架构体系,开发了移动端App、网页端后台管理、后台服务框架设计等服务,同时实现了水利工程主要结构物一张图展示、巡检计划发布、实施巡检、巡检审核、数据统计分析等功能。

海洋结构物腐蚀损伤及腐蚀疲劳评估方法研究综述

腐蚀损伤及腐蚀疲劳对海洋结构物的服役安全构成严重威胁,也是导致结构破坏及失效的主要因素。全面和准确评估海洋结构物的腐蚀及腐蚀疲劳一直是海洋工程领域的重要课题。由于该问题的复杂性,在当前的评估及研究方法中还存在着一些不足。本文从海洋结构物及材料的腐蚀损伤研究、腐蚀疲劳理论研究及试验研究三个方面出发,对国内外的相关研究现状进行梳理和分析,指出尚待解决的问题和今后的研究方向。

基于DCGAN的水下结构物表面缺陷图像生成

为提升水下结构物表面缺陷图像数据集的质量和规模,促进深度学习相关方法在水下检测领域中的应用,开展数据增强方法研究,提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的水下结构物表面缺陷图像生成方法。首先,设计了一种水下结构物表面缺陷图像采集装置,通过改变拍摄距离和补充光照强度,探究出一种保证水下图像质量的采集方式;其次,通过改进损失函数优化DCGAN,建立水下结构物表面裂缝图像生成模型,实现了水下结构物表面缺陷图像的生成;最后,利用YOLOv5检测网络验证生成图像的有效性。结果表明:生成的水下结构物表面裂缝图像平均峰值信噪比为25.142 6 dB,平均结构相似性为0.716 8,将生成图像和真实图像共同输入检测模型可有效提高检测精度。研究成果为大坝和引水隧洞等水工结构物的健康检测提供技术支撑。

内孤立波对海洋结构物与潜体作用机制综述

内孤立波是密度分层水体中产生并传播的一种特殊波动。在这一过程中,如果遇到地形变化复杂的浅海区域,内孤立波会因地形的影响而表现出变形、失稳和破碎,并在海底附近区域产生强烈的紊动混合和能量耗散。其可使海洋结构发生移位或扭曲,也可削弱潜艇的运动稳定性而失去控制。这一系列过程的动态特性一直是国内外学者的研究焦点。该文从物理试验、数值模拟2方面总结海洋内孤立波常见的研究方法,并归纳海洋结构物和潜体在分层强剪切环境下受到内波的作用特性,这对掌握内孤立波特性以及探索海洋资源和海洋工程建设具有一定的工程意义。

基于改进版YOLOX的水下结构物裂纹检测算法研究

裂纹是水下结构物中最常见的缺陷之一,得不到及时检修可能会危害整体结构安全,造成重大事故。传统的裂纹检测方法费时费力且效率低下,文中提出了一种由水下机器人搭载目标检测算法的水下裂纹检测方法。算法基于YOLOX模型,在检测网络中引入自注意力机制和添加空洞空间卷积池化金字塔(ASPP)结构,同时改进激活函数,并制作了水下裂纹数据集。将算法在数据集上进行试验,结果表明,改进后的算法训练损失更低,模型收敛更快,AP值相比于原始YOLOX模型提升了2.07%,相比于YOLOv5提升了4.35%;使用不同大小的数据集进行试验,发现改进后的算法随着数据集的增大检测性能提升更快,更适用于大规模数据集;最后将算法应用于水下裂纹的检测取得了较为良好的识别结果。

海洋工程结构物装船滑道块的固定工装设计

海洋工程结构物装船时,驳船上的滑道梁与码头前沿的滑道块会发生挤压和摩擦。当码头前沿的滑道块自重不足以抵消挤压及摩擦力时,该滑道块可能会发生位移,影响装船的安全性。文章探讨一种码头前沿滑道块的固定方法,并通过设计工装来保证装船过程的安全。

基于LEC方法的大型结构物称重系统安全分析

主要探讨了基于LEC方法的海洋装备等大型结构物称重作业的安全性评估,旨在为实际工程项目提供有益的参考。首先简要介绍了LEC方法,然后详细阐述了称重系统的安全性评估过程。通过对不同因素的LEC得分分析,论文提出了优化称重系统设计的建议。

畸形波对海洋工程结构物砰击作用的数值分析

该文从畸形波对海洋工程结构物砰击作用的数值进行分析,最先对畸形波生成的原理进行阐述,之后就波浪水槽基础理论、畸形波数值模拟及畸形波对三维平板、垂直板、刚性平台及船舶的砰击作用影响因素以及模拟进行分析,旨在探究出畸形波对海洋工程结构物的影响,避免海洋作业工程出现误差。

基于耦合欧拉-拉格朗日方法的水下结构物碰撞分析

传统的水下结构物设计较为注重正常操作下的结构杆件分析,而对于突发工况则需要更为先进的方法处理。基于耦合的欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-lagrangian,CEL)方法的有限元能高效处理瞬态和大变形问题,为此采用该方法对于落入水中的储液罐与水下结构物的碰撞进行碰撞模拟,并对结果进行分析讨论。

水工结构物中橡胶止水带的安装及保护

橡胶止水带有很强的耐久性和耐腐蚀性,其所用弹性体材料具有弹性变形特性,将其用到土工结构物中可发挥防渗、防漏等功能。为充分发挥橡胶止水带的优势,文章主要结合橡胶止水带止水原理,提出土工结构物中橡胶止水带的安装要点,并分析橡胶止水带应用中发生断裂的原因和具体保护措施,最后讨论橡胶止水带应用期间的注意事项,以期为相关工作人员提供一定参考。

浮式海洋结构物研究现状及发展趋势

在我国研制和开发浮式海洋结构物对本世纪海洋工程的可持续发展具有极为深远的战略意义 .文中对浮式海洋结构物的发展历程进行了回顾 ,介绍了浮式生产储运装置、半潜式平台、张力腿平台、独柱式平台和超大型海洋浮式结构物的主要结构形式、特点及发展现状 ,对其发展趋势作了展望 。

季节性冻土地区路基与横向结构物过渡段设计浅析

季节性冻土地区铁路路基与横向结构物过渡段是路基冻害的多发区,也是路基冻胀变形控制的重难点。根据国家综合立体交通网规划,普速铁路修建和既有铁路的提质、扩能改造是我国未来十年铁路建设的重点方向。鉴于加深普速铁路路基过渡段冻胀研究的必要性和经济性,本文总结近年来季节冻土区铁路路基冻胀的研究成果及进展,以改建铁路沈吉线苍石至北三家段路基工程为背景,结合东北地区季节性冻土路基冻害及防治的调研情况,对路基与横向结构物过渡段防冻胀填料及结构形式进行研究。实践表明:该过渡段防冻胀填料和结构形式合理有效,为季节性冻土地区铁路路基过渡段的设计提供参考。

多波束侧扫声呐技术在海上风电场水下结构物检测与运维中的应用

海上风电行业快速发展,对水下结构物的检测与分析技术提出了更高的要求。文章介绍了多波束侧扫声呐技术的基本原理、特点与优势,总结了海洋环境对多波束侧扫声呐系统性能的影响,然后分别对多波束侧扫声呐技术在海上风电场水下结构物检测与运维中的应用进行分析。实践证明,该技术能够有效提高风电场运行的安全性和经济性。