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盾构机在复合地层中进行掘进时，刀具磨损严重，易发生偏磨，是制约土压平衡盾构机长距离高效掘进的重要因素。通过气压开仓和常压开仓技术，对深圳地铁9号线区间隧道盾构刀具进行现场磨损监测，分析了不同类型刀具在复合地层中的磨损规律，回归得到了不同类型刀具的磨损系数，并据此推算了盾构机在类似地层条件下的最远掘进距离。为准确预测盾构机掘进过程中刀具磨损情况，文章利用遗传算法优化BP神经网络模型对刀具磨损进行了分...
基于循环神经网络的盾构隧道引发地面最大沉降预测
沉降预测 盾构隧道 循环神经网络 机器学习
2021/4/7
伴随着计算机技术的快速发展，机器学习等新兴算法正在被越来越多地运用于预测隧道掘进引发的地面最大沉降。在隧道施工过程中，由盾构机和地面监测点位采集的数据具有很强的序列化特征，而传统的机器学习算法对序列数据的处理存在一定的局限性。循环神经网络(RNN)具有极强的对时序型数据的处理能力，在视频识别、语音翻译等领域有着广泛的应用。采用两种RNN模型(LSTM、GRU)和传统的BP神经网络模型，以地质参数、...
黏土地层盾构掘进速度对地表沉降影响研究
盾构 地表沉降 掘进速度 数值模拟
2021/4/7
对盾构掘进速度的控制是盾构施工控制的重要环节，但针对盾构掘进速度与地表沉降关系的研究较少，文章以常州地铁2号线盾构区间施工为背景，分析了常州黏土地层下盾构掘进速度对表沉降的影响特点。通过对其地表监测数据的整理分析，结合盾构掘进施工日志，提出一种可对同步注浆、二次注浆、土舱压力、盾构掘进速度等进行定量分析的数值模拟方法，设计模拟工况对盾构全过程进行模拟研究，得到STEP计算步数与盾构掘进速度之间的对...
为研究冲击作用后圆钢管柱的抗震性能，以冲击角度(0°、45°和90°)和轴压比(0.4、0.6和0.8)为设计参数，实施9个冲击作用后的圆钢管柱试件和3个未受冲击作用的对比试件的水平低周往复荷载试验，观察试件的破坏形态，获取试件的滞回曲线和骨架曲线。探讨了不同设计参数对试件的极限承载力、破坏模式、延性、刚度退化以及耗能等抗震性能指标的影响。试验结果表明：受冲击作用后的钢管柱的破坏位置均集中在柱底塑...
框架平面外方向的层间侧移在一定程度上影响框架中屈曲约束支撑抗震性能的发挥。为了研究框架平面外的层间侧移作用下，节点板加边肋和屈曲约束支撑端部加强对带屈曲约束支撑钢筋混凝土框架平面外方向力学性能的影响，对3榀安装了钢板装配式屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架试件在平面外方向进行拟静力试验。研究了带钢板装配式屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架平面外力学性能，节点板加边肋和BRB端部加强对其自身在平面外方向的受力与...
基于SMA/ECC的新型自复位框架节点抗震性能试验研究
形状记忆合金 高延性水泥基复合材料 自复位 框架节点
2021/4/7
为了提高框架节点塑性铰区损伤自修复自复位能力，减小结构的残余变形，实现框架结构震后结构功能的快速恢复，文章采用超弹性SMA筋和超高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)增强RC框架节点的抗震性能。设计制作了5个1/2缩尺比例框架节点，其中2个为考虑了梁端塑性铰区不同长度的SMA增强ECC节点模型，3个为对比节点模型，即普通混凝土节点、ECC增强混凝土节点和SMA增强混凝土节点。在新型SMA/ECC节...
为了有效提升古建木梁的承载能力，提出采用拉区粘贴纤维复合材料、压区内嵌钢筋的复合加固方法。对11根矩形木梁进行三分点加载试验，主要考虑加固方法、受拉区名义配筋率和木材种类等影响因素，观察并记录试件的受力过程及破坏形态，获取试件的荷载挠度曲线及荷载应变曲线，进而分析各因素对木梁抗弯性能的影响。研究结果表明：仅拉区加固时，木梁试件的承载力、刚度和延性随着受拉区名义配筋率的增加而提高，但提升幅度不显...
随着砂石骨料日益短缺、价格上涨，以及国家对生态环保事业的日益重视，在结构工程中使用再生骨料混凝土(简称为“再生混凝土”)的时机已经基本成熟。然而，在实际工程应用中，结构设计人员对再生混凝土结构设计关键参数的选取方法不明确，大多沿用普通混凝土结构的设计参数，这给再生混凝土结构的应用埋下了安全隐患。文章基于将再生混凝土应用于上海12层框架剪力墙结构设计中遇到的诸多问题及解决方法，结合近年来对再生混凝...
采用离散元法研究注浆过程中浆液与砂土颗粒之间的宏观和微观相互作用机理。通过压实粒径大小不同的颗粒来制备砂土试样。分析了在不同的灌浆速度下，浆液的扩散方式，扩散范围和土壤强度的变化，以及注浆压力突增的原因。数值结果表明，随着泥浆颗粒的不断注入，扩散速度逐渐减慢，土壤强度不断提高。随着灌浆速度的降低，泥浆的扩散范围增加。灌浆压力激增的时刻与注入边界与砂粒的接触时间完全吻合，这解释了灌浆压力突然升高的原...
针对中国地铁盾构施工产生的大量渣土能否改良为流动化土用作城市管廊施工回填浇筑材料问题，结合济南地铁R2号线任家庄-王府庄区间盾构渣土开展室内试验，分析不同配比条件下渣土改良流动化土流动性、强度及影响因素。结果表明，该研究采用的盾构渣土经过适合的水固比和灰砂比改良后，流动化回填土强度和流动性均满足管网回填的要求，其最佳配方为水固比0.5～0.53，灰砂比0.15；流动化回填土流动性主要受水固比影响，...
正交胶合木(Cross Laminated Timber，简称CLT)剪力墙结构具有资源可再生、装配化程度高、承载能力强等优点。文章通过拟静力试验对往复荷载下CLT剪力墙的承载能力与变形模式开展研究。设计平台法和连续法建造的带半搭接节点的CLT剪力墙试件，通过对两种建造方法的CLT剪力墙试件进行拟静力往复加载试验，对比往复荷载作用下，两种建造方法的CLT剪力墙试件的破坏模式、初始刚度、耗能能力和刚...
FEMA P-58作为新一代建筑抗震性能评估方法，可给出精细到构件层级的地震损伤后果。然而，评估所需多源异构信息缺乏有效组织与关联，知识难以共享及重用，导致评估效率低下，自动化程度有待提高。文章在对FEMA P-58解读的基础上，提出一套基于建筑信息模型(building information modelling，简称BIM)和本体的建筑抗震性能评估方法。通过构建本体对评估所需信息进行统一组织；...
文章提出一种具有高静低动刚度特性(High-Static-Low-Dynamic Stiffness, HSLD)的新型三维隔震系统，由能提供正刚度并具有较大承载能力的斜置橡胶支座和提供负刚度的负刚度装置构成，静载阶段主要由斜置支座提供较大刚度以控制静位移，动载阶段由正负刚度装置联合实现较小隔震刚度减小加速度响应，克服了传统三维隔震支座低隔震刚度与高承载能力的矛盾。进一步对斜置橡胶支座和负刚度装置...
超高层建筑的结构动力特性是影响结构风效应评估精度的重要因素，实测是获取实际结构动力特性参数的唯一方法并已有很多研究，但实测研究中出现较大振幅的情况仍极为少见。文章采用自主研发的无线加速度传感器，对高度280m的深圳卓越世纪中心北塔(ZCC)进行连续长期监测，得到10年来多次台风作用下ZCC结构顶部加速度响应时程信号。采用不同参数识别方法分别对ZCC在5次具有代表性的台风作用下的结构顶部加速度响应时...