内水压作用下盾构隧道自由变形法力法推导和力学特性研究

基于自由变形法理论对内水压作用下的盾构隧道结构内力进行了力法推导,并将计算结果与整环足尺加载试验数据进行了对比验证,进一步研究了不同埋深以及不同内水压作用下隧道结构的力学特性。研究结果表明:非满管状态下隧道结构的弯矩随着内水压力的增加而增大,轴力略微减小;满管状态下,随着内水压力的增大,隧道结构弯矩基本保持不变,轴力大幅度减小;偏心距随着埋深的减小而大幅度增大,结构受力状态从压弯逐渐过渡为拉弯,对结构的承载以及裂缝控制极为不利,设计时要预留足够的安全储备。相关结论为类似工程计算提供了参考,具有一定的工程实用性。

基于自适应自由变形法和梯度下降法的胸部多模医学图像配准

为了实现胸部多模态医学图像的自动配准,提出了一种基于层次B样条自适应自由变形法和梯度下降法的配准方法。首先采用GVF Snake与Canny算子实现边缘提取,并自动配对特征点;接着,采用矩主轴法对多模医学图像进行全局粗配准;最后,基于层次B样条自适应自由变形法对多模态医学图像进行自动细配准,并且采用梯度下降法以及最大信息熵准则加速求自由变形系数。实验证明该方法不仅效率高,而且配准效果好。

地下圆形隧道自由变形法的力法推导及例证

自由变形法是地下压力拱(隧道衬砌)结构内力计算的基本方法之一,适用于淤泥、流沙、完全塑形或软土介质等理想松软地层的水下隧道或软塑土层压力拱的内力计算。本文推导出整体圆形衬砌自由变形法内力计算的力法过程及其严格理论解,为后续发展的弹性抗力、椭圆变形、弹性铰等同类方法提供对比参考,以明确公式计算的理论来源,便于理论拓展。通过实例对比地铁浅埋衬砌压力拱自由变形法的理论计算、实测与数值模拟。结果显示,该方法进行整体式衬砌的内力计算过程明确,其理论结果可应用于狮子洋半岩半土复合地层及南京地铁砂性土及黏性土层衬砌计算,可为类似工程设计必要的理论包络值提供参考,具有一定的工程实用性。

应用自由变形法的翼型几何外形参数化研究

对一种新的基于NURBS方法的自由变形参数化方法进行了研究,该方法继承了NURBS方法的优点并避免了其缺点。利用该方法对两副翼型分别进行了参数化和优化设计、反设计,流动控制方程为N-S方程,目标函数梯度计算方法采用了离散共轭方法。算例表明,自由变形参数化方法能够满足设计需要。

多模态医学图像的自由变形法融合策略

为了解决传统模态医学图像缺陷,医学融合技术能够使医学影像中信息的效能得以大幅度的提高,在临床诊断方面的应用价值是非常重要的。主要以医学影像中自由变形法(FFD)的应用为研究对象,应用自由变形法的特点,让自动识别脑部CT-MRI图像产生变形并进行配准,同时提出了关于多模态医学图像的小波融合策略,使融合图像能够具有较好的视觉效果。实验结果表明,融合后的图像效果良好,信息量增大,图像熵提高了1.28-2.30比特/像素。

地下结构抗震简化分析方法比较研究

地下结构抗震是当今地震工程领域重要的研究方向之一。迄今,国内外学者在地下结构抗震分析中提出了解析方法、数值分析方法和简化分析方法等多种理论。本文系统介绍了目前国内外常见的地下结构抗震简化分析方法,包括地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和地下结构Pushover分析方法。针对各分析方法的计算模型、关键参数、优缺点以及存在的问题进行了较为系统的评述,采用这些方法计算了日本阪神地震中损毁的大开地铁车站地震反应,并与严格的动力时程分析方法结果进行了比较,分析了各种方法的计算精度,可为进一步发展和完善现有的地下结构抗震简化分析方法提供参考。

下穿铁路的盾构隧道管片衬砌内力计算法研究

在对目前国内外盾构隧道衬砌结构设计中普遍采用的自由变形圆环法和弹性地基梁法进行比较分析后,针对盾构隧道下穿铁路,盾构隧道管片衬砌承受列车荷载引起的附加动应力进行了研究,提出了自由变形圆环法与弹性地基梁法相结合,基于弯矩与轴力转换系数的计算新方法计算承受偏应力的管片衬砌内力,同时对上海轨道交通线某下穿工点进行了算例分析。

地铁区间盾构隧道衬砌内力计算方法比较分析

地铁区间盾构隧道衬砌内力计算是非常复杂的。针对沈阳地铁一号线区间盾构隧道衬砌,分别采用不考虑土壤介质侧向弹性抗力自由变形均质圆环法和考虑土壤介质侧向弹性抗力的修正惯用法进行内力计算。分析比较了衬砌管片结构内力分布规律,探讨了计算方法对盾构隧道衬砌结构设计所造成的影响。

盾构隧道衬砌结构形式和内力计算方法分析

随着城市的快速发展，城市人口增长对城市交通的压力急剧增大，世界各国都在通过修建各种城市隧道来缓解这一矛盾。盾构法是城市隧道工程的最主要施工方法。在盾构法施工设计中，衬砌管片结构的合理设计直接关系到隧道支护的安全性、耐久性和工程成本，为此，本文将对衬砌结构的内力常用计算方法进行分析。

胸部多模医学图像快速配准

为了实现胸部多模态医学图像的自动配准,提出了一种基于层次B样条自适应自由变形的快速配准方法。首先采用C-V水平集方法实现感兴趣区域的提取,并基于并行计算实现自动配对特征点;接着,采用矩主轴法对多模医学图像进行全局粗配准;最后,基于层次B样条自适应自由变形法对多模态医学图像进行自动细配准,并且采用梯度下降法以及最大信息熵准则加速求自由变形系数。实验证明该方法不仅效率高,而且配准效果好。

基于FFD与网格重构的飞翼无人机外形优化设计

为了使气动优化适应外形大尺度变化和外形高效参数化的需要,将外形高效参数化建模方法(FFD)与适合外形剧烈变化的网格重构方法相结合,对飞翼无人机外形完成了气动优化设计。外形参数化建模采用自由变形法(FFD),网格生成基于贴体笛卡儿自动网格重构技术,通过优化设计使飞翼无人机的气动性能得到了有效提升,布局升阻比增加了7.9%。优化结果表明,基于该技术的气动优化设计方法对大尺度变化外形具有良好的适应性。

土的侧向压力对盾构隧道衬砌圆环内力的影响

通过采用荷载结构模式中连续的自由变形圆环法，对某城市地铁区间隧道衬砌圆环内力的计算，发现土的侧向抗力、侧土压力值对内力影响很大，特别是对弯矩的影响，这将对工程造价产生很大影响。提出如将抗力系数取为实验值１／４到１／６，或土压力系数稍高于静止土压力系数，将侧向抗力和侧向土压力综合考虑，内力计算结果将是合理的。

Multi-modality liver image registration based on multilevel B-splines free-form deformation and L-BFGS optimal algorithm

A new coarse-to-fine strategy was proposed for nonrigid registration of computed tomography(CT) and magnetic resonance(MR) images of a liver.This hierarchical framework consisted of an affine transformation and a B-splines free-form deformation(FFD).The affine transformation performed a rough registration targeting the mismatch between the CT and MR images.The B-splines FFD transformation performed a finer registration by correcting local motion deformation.In the registration algorithm,the normalized mutual information(NMI) was used as similarity measure,and the limited memory Broyden-Fletcher- Goldfarb-Shannon(L-BFGS) optimization method was applied for optimization process.The algorithm was applied to the fully automated registration of liver CT and MR images in three subjects.The results demonstrate that the proposed method not only significantly improves the registration accuracy but also reduces the running time,which is effective and efficient for nonrigid registration.