方钢管混凝土柱穿入式组合节点耗能机制

开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上,进一步引入钢材的韧性损伤模型,探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律,结果显示引入钢材韧性损伤的有限元模型分析结果与试验结果更加吻合,且钢梁削弱程度降低了该节点的刚度、承载力和耗能。随后对不同钢梁尺寸和柱端拉筋强构造下的组合节点进行了承载力、刚度和塑性耗能分配与失效机制的影响规律分析,分析结果表明:穿入式节点分别在梁-柱抗弯承载力比介于1.66~2.11、梁-柱线刚度比介于1.90~1.96、梁-柱截面刚度比介于1.16~1.21时,将由梁耗能向柱耗能转变;柱端拉筋强构造技术后,由于拉筋直接约束混凝土,大幅度提升了柱端抗弯承载力和耗能能力,组合节点在高轴压比时仍维持梁端失效破坏模式;根据《建筑抗震设计规范》,梁-柱抗弯承载力比取值小于1时为强柱弱梁,这对穿入式组合节点强柱弱梁的定义较为保守。

不同加载速率对煤岩组合体巴西劈裂特性的影响

目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表明:煤岩组合体的应力-应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段,其破坏模式与加载速率无关,均沿着圆盘交界面裂成两半;煤岩组合体的抗拉强度与加载速率呈正相关,加载速率较小时,试样的抗拉强度随加载速率变化十分显著;当加载速率增大时,试样的抗拉强度增幅减小;不同加载速率下,煤岩组合体试样的能量集中在0.33~0.42 J,且试样抗拉强度越大,损伤所需的能量也越大;应力-裂纹应变峰前曲线经历裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹扩展阶段,轴向裂纹损伤应力与抗拉强度值接近,裂纹参数具有明显的加载速率效应。结论研究结果对于揭示煤岩组合结构拉伸破坏机理具有重要理论价值。

不同水生植物组合对污染水体净化能力比较

模拟水体富营养化条件下,随机选取本土植物东方藨草(Scirpus orientalis)、水葱(Scirpus Validus)、香蒲(Typha orientalis)、菰(Zizania latifolia)、菖蒲(Acorus calamus)、欧菱(Trapa natans)和荇菜(Nymphoides peltata)中2种挺水植物+1种浮叶植物组成的群落对水体中氮磷污染物的去除作用进行比较研究。研究结果表明,东方藨草+香蒲+荇菜对水体中总氮、铵态氮和硝态氮的去除效果最佳,且其茎叶部和根部的氮含量增加最高;而菖蒲+水葱+欧菱对水体中的总磷去除效果最佳,且其茎叶部的磷含量增加最高。因此,东方藨草+香蒲+荇菜、菖蒲+水葱+欧菱可作为污染水体净化的备选组合,为植物组合对水体污染修复提供科学依据。

应用二维经验模分解(2D-EMD)-主成分分析(PCA)组合模型定量圈定与评价胶东金与关键金属找矿靶区

近年来,随着制造业和全球经济发展,全球对矿产资源的需求量大幅上升,迫切需要研究和开发新方法来勘探未发现矿产资源。然而,多阶段的成矿作用使成矿元素在地质单元内的分布呈现出复杂的叠加特征,而且大多数矿产常常伴生多种元素。本研究将二维经验模分解(2D-EMD)与主成分分析(PCA)相结合,基于胶东金多金属矿集区水系沉积物地球化学数据,提取局部和区域多元素组合异常分量,从多阶段成矿过程产生的复杂叠加异常中识别找矿靶区。研究结果表明:(1)通过PCA建立了Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y两种多元素组合;(2)应用2D-EMD从主成分得分分别识别多元素成矿组合局部和区域异常分量;(3)局部异常分量可用于识别Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y找矿靶区,区域异常分量可识别高背景带。结合局部异常分量和花岗岩的空间分布,推断Au-Ag-Cd矿化与玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩侵入有关,Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y矿化与郭家岭花岗闪长岩侵入体和伟德山二长岩侵入体侵入有关,郭家岭花岗闪长岩岩体具有贵金属和关键金属双重成矿特征。

清晖园假山组合要素轮廓线分形数字化探究

分形维数可精确计算假山组景轮廓线和观赏面的复杂性,已有学者使用分形维数对苏杭地区典型假山景观进行研究,但研究过程缺乏依次分类取样,且岭南典型假山与苏杭地区典型假山截然不同。本研究将清晖园典型假山观赏面分解为7类要素,从不同方向、不同观赏距离依次分类采样,采用计盒维数法数字化其分形维数值。结果表明,英石假山景观丰富度更高、层次性更强,英石假山景观轮廓观感重在假山要素,借用植物提升英石假山观感,后续可结合不同教育背景、不同年龄段人群主观定性评价综合研判英石假山景观观感。

型钢-钢纤维混凝土局部组合梁受力性能

为解决型钢混凝土结构的施工困难,充分发挥各部分材料的性能优势,将钢筋笼离散化为随机分布的钢纤维,并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁。对18根不同钢纤维体积率(ρ_(sf))、剪跨比(λ)、型钢受压翼缘上下部混凝土保护层厚度(C_(ss)、C_(sv))和型钢规格(I_(s))的组合梁试件进行四点弯试验。分析试验参数对破坏模式、荷载-挠度曲线以及破坏对称性的影响。结果表明:增大ρ_(sf)对小剪跨比试件(λ为1.5或1.7)的界面黏结性能具有积极改善作用,试件破坏模式由界面破坏转为弯扭破坏;混凝土保护层厚度须随I_(s)同步增大,确保混凝土保护层对型钢提供足够的“握裹效应”,避免或削弱弯扭变形的不利影响。通过高斯分布拟合,得到试件整体性能开始出现严重退化时的挠度退化系数,进而对构件整体性能开始出现严重退化时的挠度进行预测。

往复荷载作用后钢管混凝土柱-组合梁节点耐火性能数值分析

为研究钢管混凝土柱-组合梁节点在往复荷载作用后的耐火性能,利用有限元软件ABAQUS建立了该节点的有限元分析模型,并与已有试验结果进行对比验证。在此基础上,分析了往复荷载作用后塑性损伤和残余变形对组合梁节点火灾下的应力和变形的影响,以及不同损伤程度、荷载作用水平和防火保护层厚度对节点耐火极限和破坏模态的影响。结果表明:地震预损伤对节点的耐火极限有不利影响,且随损伤程度的增加,耐火极限下降明显;重度损伤下节点的耐火极限与无损伤节点相比降低了23.5%;重度损伤的节点在火灾作用下形成塑性铰,且产生较大的耗能损伤,轻度和中度损伤下未形成明显塑性铰,耐火极限分别仅下降1.0%和3.6%;对于以梁损伤作为预损伤模式的节点,梁荷载比和防火保护层厚度是影响有地震预损伤节点耐火极限的主要因素;随柱荷载比的增大,耐火极限呈降低趋势,但整体影响不大。

罕遇地震下不同纵坡刚构-连续组合梁桥动力响应分析

以某大纵坡刚构-连续组合梁桥为原型,在罕遇地震作用下,充分考虑桥墩的非线性行为,建立6种不同纵坡梁桥的弹塑性动力分析模型,分析纵坡坡度对刚构-连续组合梁桥动力响应的影响。结果表明,纵坡增大主要对顺桥向地震响应产生较大影响,对横桥向和竖向动力响应影响较小;在罕遇地震作用下,刚构墩率先进入塑性阶段,而支座墩始终保持线性变形;随着纵坡的增大,刚构墩墩顶转角增幅比墩底增幅大。设计较大纵坡刚构-连续组合梁桥时,应更注重刚构墩墩顶的抗震性能。

UHPC预制管混凝土组合柱抗震性能

为研究在低周反复荷载下超高性能混凝土(UHPC)预制管混凝土组合柱的抗震性能,进行共计3根UHPC预制管混凝土组合柱和1根钢筋混凝土柱的拟静力试验,分析在不同UHPC强度和核心混凝土有无配筋情况下,各组合柱试件的破坏模式、位移延性、耗能能力、刚度退化等方面抗震性能.分析结果表明:UHPC预制管混凝土组合柱试件的滞回曲线较为饱满,破坏形态基本相同,均为整体压弯破坏;与传统钢筋混凝土(RC)柱相比,UHPC预制管混凝土组合柱刚度、屈服荷载、延性性能均有提升;随着UHPC强度增大,组合柱试件的滞回曲线更为饱满,耗能能力增强,残余位移小,水平峰值荷载和位移延性系数分别提高了20.60%和6.40%,表现出良好的整体抗震性能;采用ABAQUS程序建立组合柱的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合良好;轴压比、长细比、UHPC强度是影响UHPC预制管混凝土组合柱抗震性能的重要参数,可为同类工程设计提供参考.

基于“板-梁理论”单轴对称FGM工字形梁组合扭转

针对目前功能梯度材料(Functionally Graded Materials,FGM)工字形截面梁为研究对象的研究较少,本研究以“板-梁理论”为基础,以上翼缘为矩形实体单轴对称的工字形截面梁为对象,展开组合扭转理论研究。基于“板-梁理论”,推导总应变能方程,得到梁的翘曲刚度和自由扭转刚度,然后通过外力势能公式和总应变能公式逐步推导得出总势能表达式。在此基础上,利用能量变分模型和微分方程模型,结合边界条件,推导出梁端部最大扭转角计算公式,将求出的最大扭转角与ANSYS建立的有限元模型结果进行对比。误差最小为0.01%,误差最大为1.85%。本文推导了FGM沿宽度变化上翼缘为矩形实体单轴对称工字形梁的组合扭转总应变能表达式,给出了一端固定、一端自由边界条件下扭转角及最大扭转角的表达式,从而进一步验证“板-梁理论”的正确性。

钉合木-混凝土组合楼板浅槽型连接件抗剪性能试验

钉合木(NLT)是一种不使用胶黏剂的结构材,具有环保、加工快捷等优点,可用于木结构建筑的楼板、屋面板等。将混凝土板设置在钉合木楼板上方,并通过剪力连接件将二者组合,可以提高原钉合木楼板的结构性能。本文提出适用于钉合木-混凝土组合楼板的浅槽型连接件,并基于推出试验开展浅槽型连接的抗剪性能研究。试验参数主要包括开槽宽度、螺钉倾斜角度和螺钉尺寸,其中,开槽宽度设置为100和200 mm;螺钉倾斜角度设置为垂直和交叉45°;螺钉尺寸主要考虑螺钉直径和锚固深度的影响。基于试验结果分析上述因素对浅槽型连接承载力、抗剪刚度和延性的影响。结果表明:采用交叉斜螺钉代替垂直螺钉、增大螺钉的直径和锚固深度均可提高浅槽型连接的抗剪性能;开槽宽度对浅槽型连接的抗剪承载力和滑移刚度影响较为显著。

循环加载与卸围压组合扰动下红砂岩损伤破裂与渗透特性

为探究深地工程开挖诱导岩体损伤破裂及渗透性演化规律,开展了同步测定波速与渗透率的循环加载与卸围压组合扰动三轴试验,研究了不同条件下红砂岩的损伤与渗透性演化规律。结果表明:①岩石在不同组合扰动阶段具有不同的应力应变曲线形态,其末端形态取决于在何种扰动阶段破坏,初始应力比为决定组合扰动诱发岩石破坏难易的主要因素;②总峰值轴向应变随初始应力比增大而增大,其中组合扰动轴向应变占比始终较低,总峰值体积应变绝对值随初始应力比增大而先增大后减小,其中组合扰动体积应变占比较高;③在初始加载阶段,波速增大,渗透率降低,在组合扰动阶段,波速下降,渗透率增加,且损伤与体积应变近似呈线性关系,损伤与渗透率随扰动次数增加均呈先慢后快的增长趋势,且拐点分别近似在一条直线上;④岩石在组合扰动卸围压阶段破坏为单剪切破坏模式,在组合扰动循环加载阶段破坏为共轭剪切破坏模式;⑤双高(高初始应力比与高初始围压)条件将显著加剧岩体开挖失稳破坏风险。

HFRP铝合金组合桁架应急桥性价比分析研究

为了研究混杂纤维复合材料(HFRP)-铝合金组合桁架在应急桥上大规模推广应用的可行性,首先,建立该桥梁的三维有限元模型,计算其变形与振动特性,将理论计算值与现有装备实测值进行比较;其次,在满足应急桥刚度与强度要求情况下,利用该有限元模型研究不同碳纤维体积比的HFRP-铝合金组合桁架桥与全铝合金桥、全钢桥在桥梁振动性能、质量与原材料价格等方面的差异,利用理论推导解释振动特性随着用材变化而变化的内在机制。结果表明:有限元模型预测值与实测值基本一致,该模型可作为对比分析的基础;在变形与应力都满足设计要求情况下,HFRP与金属上弦组合的桥梁造价虽然比钢制桥梁高,但是造价与自重更轻的全铝合金桥梁相当,且自重是所有桥梁中最轻的,在振动频率上更容易满足规范要求;理论推导发现,在刚度控制设计桥梁中,结构1阶振动频率与结构质量呈反比关系,因此自重大幅度降低后的组合桥自振频率得到了有效提高。

一种近红外光谱数据预处理组合优化策略

预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为此,提出一种用于近红外光谱模型校准的预处理组合优化策略,包括挑选常用的八种预处理方法建立预处理方法库,利用偏最小二乘方法(PLS)建立定量模型,以建模交叉验证均方根误差(RMSECV)为迭代标准,从库中简单高效地选出提高模型优良校准能力的预处理组合。基于该策略的结构设计,选用优化领域中的贪婪算法作为寻优手段,通过对每一步的预处理方法进行寻优完成全局优化,简洁高效地完成光谱数据预处理组合的选择。提出的策略在小麦、猪肉等公开数据集上进行了测试,与同类的堆叠策略(Stacked)和多块数据顺序正交融合策略(SPORT)进行比较。结果显示,在小麦数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的校正均方根误差(RMSEC)分别降低了12%,6%,预测均方根误差(RMSEP)分别降低了32%,17%;在猪肉数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的RMSEC分别降低了49%,48%,RMSEP分别降低了46%、41%,显示出了较好的校准性能。最后,分析了该策略所选出的预处理方法在模型校准中各自的贡献度,讨论了该策略在模型可解释性、防止过拟合方面的潜力。该策略为近红外光谱的预处理方法选择提供了一种新的思路。

冰盖下串列组合桥墩周围绕流特性

为揭示冰盖流作用下水中桥墩附近区域流场的分布特性及内在规律,采用高精度三维测量技术,研究了明渠流和冰盖流条件下组合桥墩周围流场的空间分布及瞬态变化特性。试验结果表明:冰盖流条件下,远离桥墩断面处纵向流速沿垂线的分布呈抛物线形,且中下部流速较上部偏大,表明冰盖粗糙度会改变流速的垂线分布,降低水流断面原始深泓线位置;冰盖的存在会削弱第一、三象限猝发事件发生频率,第二、四象限猝发事件则会被强化;全部4个象限猝发事件的垂线分布呈现出游荡形式,覆盖冰层后水体紊动强度受到强化,是促使泥沙颗粒发生跃移的关键因素。

Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料与RDX组合装药的爆炸释能特性

为探究活性材料与炸药组合装药的爆轰特性,制备一种Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料与RDX炸药的组合装药。利用空中爆炸实验并结合比色测温技术,研究TiH_(2)粉末含量对组合装药爆轰性能及后燃效应的影响。研究结果表明:随着TiH_(2)粉末含量的增加,组合装药的冲击波参数、爆炸火球持续时间以及最高平均温度皆呈先上升、后下降的趋势,且均在TiH_(2)粉末含量为10%时达到最大值,相较于不含TiH_(2)粉末的组合装药,其冲击波峰值压力、爆炸火球持续时间以及最高平均温度分别提升了21.6%、105.9%和7.1%;通过对比TiH_(2)粉末和Ti粉末对组合装药爆炸释能特性的影响,发现由于游离氢参与后燃反应,使得TiH_(2)粉末对组合装药爆炸冲击波参数和爆炸火球温度场的增益效应优于Ti粉末;研究成果可为Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料在组合装药中的应用设计及武器毁伤评估提供参考。

赋权组合模型溯源山楂产地的高光谱方法

不同产地的山楂因生长环境和地理气候的差异,导致其品质的参差不齐,因此确定山楂的地理产区具有重要的意义。为了提高山楂产地溯源模型的稳定性和准确性,提出了一种基于误差倒数赋权的组合鉴别模型。首先,利用高光谱成像技术采集了456个山楂的高光谱信息,通过对比卷积平滑(SG)、多元散射校正(MSC)和标准正态变量(SNV)3种预处理方法,并使用预处理后的数据和原始数据构建BP神经网络(BPNN)和随机森林(RF)模型,根据其准确率确定了SNV为平均光谱值的预处理方法。然后,对山楂的高光谱图像进行主成分分析,选取第1主成分图像并根据全波段下的权重系数筛选出6个特征波长,对应的平均光谱值作为其光谱信息表征值。其次,分别提取第1主成分图像和特征波长对应灰度图像的纹理特征,并将特征波长的光谱表征值与其对应图像的纹理表征值、主成分图像纹理表征值进行组合以构造产地溯源鉴别模型的输入向量。最后,分别选择BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和赋权组合模型(BPNN-RF)3种方法进行鉴别模型构建,并选取准确率(Acc)和宏F1分数(macroF1)2个评价指标对不同输入向量所构建的山楂产地鉴别模型进行评价分析。结果表明,相同输入向量所建BPNN-RF模型的准确率和宏F1分数大都优于BPNN模型和RF模型的准确率和宏F1分数,其中采用3种表征值组合而成的输入向量,其所建BPNN-RF模型实测集的准确率由89.01%提高到98.90%,宏F1分数也由89.32%提高到98.95%,说明了基于误差倒数赋权BPNN-RF组合模型对山楂产地的鉴别能力最强,效果最好,优于单一的鉴别模型。该研究为不依赖理化分析、仅靠高光谱信息即可实现山楂产地的溯源提供了一种方法支撑。

基于病例组合指数校正抗菌药物使用强度的模型拟合研究

目的:探究病例组合指数与抗菌药物使用强度之间的关联关系,并对抗菌药物使用的评价进行调整,对其综合考量。方法:收集安徽省某三甲医院2021-2023年病例组合指数与抗菌药物相关指标,首先通过线性模型、二次曲线等8种模型拟合探索病例组合指数与抗菌药物相关指标之间的关系,随后通过秩和比综合评价法对不同科室间抗菌药物的使用情况重新评价。结果:病例组合指数与抗菌药物使用强度之间关联性较弱,但病例组合指数与同期出院人数的乘积与抗菌药物使用累积数存在较强关联,以此为基础进行的秩和比综合评价结果前后出现较大波动。结论:病例组合指数与抗菌药物使用强度之间存在间接关联,在后续抗菌药物使用的模型运算时应考虑校正,以增强评价结果的真实性。

露天矿区环境下GPS/INS组合导航算法研究

针对露天矿区道路窄、弯道多,沿途布满碎石、路面颠簸不平,导致运输车辆在定位时出现系统模型异常及量测噪声不确定性的问题,提出一种带有噪声估计器的SVD-AUKF算法。该算法通过对协方差矩阵进行奇异值分解,抑制滤波过程中出现的病态矩阵,利用Sage-Husa估计器对量测噪声进行估计,减少系统状态误差,引入自适应因子实时修正系统模型误差以抑制滤波发散。将提出的SVD-AUKF算法应用于GPS/INS组合导航系统模型,并在矿山环境下进行车载实验,结果表明,新算法适用性好,相较AUKF算法,每个定位点在东、北、天方向上的位置精度分别提高50.69%、51.20%、48.54%,速度精度分别提高31.24%、33.83%、31.30%,能够有效改善滤波性能,提高系统定位精度。

输流直、弯组合管的流体诱发振动分析

基于“以直代曲”的思路,提出在输流直管的流固耦合振动微分方程中直接引入稳态组合张力来描述直、弯组合管的横向运动。以固定‐弹性支承式组合管为例,利用基于Laplace变换的新传递矩阵法推导了求解系统固有频率的特征方程,研究了系统的固有频率及临界流速等振动特性,过程中着重考察了稳态组合张力、流动模型修正因子、系统组成等因素对振动特性的影响。提出了“伪模态耦合发散”的概念,发现对于稳态组合张力,不同的取值方式会得到不同的临界流速;系统组成的变化会导致系统的稳定性呈现较大的差异。利用“以曲代直”的思路建立了组合管的振动微分方程,经验证,上述两种思路的计算结果一致。