中小型在役桥梁安全预警研究

为了准确评估中小型在役桥梁安全状况,提出利用灰色关联故障树分析法对中小型在役桥梁进行安全预警研究。首先建立中小型在役桥梁安全预警故障树;其次采用专家打分法确定故障树各底事件的不可靠概率,得到各底事件的重要度,并利用灰色关联理论求出故障树各底事件的关联度;根据预警理论将各底事件的关联度与各底事件的重要度加权平均确定预警值所处的警限区间,从而确定警度及需要发出的预警信号灯,完成预警工作,并提出相应的预控对策。最后通过实例分析,结果表明该方法具有可行性与实用性。     

廊桥壁式桥墩的数值分析模型对比研究

以一座梁式廊桥的壁式桥墩为例，基于有限元分析软件OpenSees,分别采用分层壳单元和纤维梁单元对其进行弱轴方向上的低周反复加载下的数值分析，对比研究了2种数值模型的滞回曲线和骨架曲线，并在位移延性比的基础上，给出了壁式桥墩各破坏状态的指标临界值。结果表明：分层壳单元模型和纤维梁单元模型均能很好地模拟壁式桥墩的承载力变化、剪切效应以及损伤累积，但前者可以更明确地表征不同侧向荷载加载方式下局部位置的抗震性能。同一损伤状态下，分层壳单元模型和纤维梁单元模型得出的壁式桥墩位移延性比差异较小。文中壁式桥墩基于位移延性比的损伤状态划分的临界值，可分别取为0.27,1.00,2.33,5.33,验证了采用普通柱式桥墩的损伤状态极限值作为壁式桥墩的各面外损伤指标值的可行性。     

基于SVR的长江经济带水环境承载力评价

基于DPSIRM模型构建区域水环境承载力评价指标体系,并基于SVR模型构建了区域水环境承载力评价模型,利用交叉验证法对SVR模型参数进行优化选择,进一步提高模型预测精度.运用该模型研究了长江经济带2009~2018年的水环境承载力演变趋势及空间差异,结果表明：长江经济带水环境承载力等级整体呈现升高趋势,其中上游城市群承载等级由II级（超载）提升到了IV级（弱可承载）;中游城市群承载等级由II级（超载）提升到了IV级（弱可承载）;下游长三角区域承载等级由I级（重超载）提升到了IV级（弱可承载）.将评价结果与熵权-TOPSIS法的评价结果相比较,相同率达到91.7%,说明SVR模型评价区域水环境承载力可行,评价结果可靠.以下游区域为例,分别对其6个子系统的承载力进行剖析,并运用单因素轮换OAT法对各子系统内的评价指标进行敏感性分析,便于决策者识别指标敏感性.     

基于G1-VPRS-MIE多层次灰色理论的引水明渠运行风险评价

引水明渠的安全运行风险评价对减少和预防其在输水运行过程中的灾害发生、提高其在运营期间的社会经济效益具有重要的意义。为了对引水明渠在运行期间的风险进行合理赋权和评价,通过科学合理的方法构建了多指标参数的明渠运行风险影响因素指标体系,包括主体结构风险、自然风险、水污染风险、组织管理风险和运行调度风险5个风险因子子系统及20个二级指标在内的评价指标体系;运用G1和VPRS法分别确定各指标的主观权重和客观权重,结合MIE理论优化指标权重;根据明渠工程的运行特点,选取多层次灰色理论计算引水明渠运行风险值,并根据相关规范和安全风险评价实践确定风险评价等级。将该模型应用于引大入秦工程中,结果表明:采用序关系分析法(G1法)和变精度粗糙集理论(VPRS)并结合最小信息熵原理(MIE)的权重确定方法(G1-VPRS-MIE),不但避免了层次分析法过度依赖专家的主观经验、克服了粗糙集理论在边界刻画的局限性,而且弥补了主观和客观方法相结合的不足;对于指标权重的确定更加客观合理,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,同时能够减少单一权重计算的偏差;多层次灰色评价模型对于引水明渠安全运行风险等级的确定较为有效,并得出其风险等级为中等偏高,与实际情况一致。研究成果为引水明渠工程安全运行提供了一定的参考,同时可为类似气候环境的引水明渠区域规划、设计、施工提供有效的借鉴。     

基于灰色关联度的高寒地区混凝土梁桥耐久性评估

在考虑决策者偏好的情况下,为了合理地对高寒地区广泛分布的混凝土梁桥进行耐久性评估,提出了多维偏好线性规划法和灰色关联度相结合的评估模型.根据混凝土梁桥的特点和恶劣环境对混凝土梁桥的影响建立评价指标体系.基于主成分分析获取样本有序对集,并运用多维偏好线性规划法完成指标的初始赋权,再构造变权修正初始权重,引入灰色系统理论计算评价指标的灰色关联系数,建立了基于多维偏好线性规划法的灰色关联度评价模型.通过实例分析证明,该模型能更准确地判断混凝土梁桥的耐久性状态,表明了该评估模型的有效性和可操作性,可为高寒地区混凝土梁桥的维修加固提供理论依据.     

侧限下地基泥岩浸水膨胀变形大尺寸模型试验∗

膨胀泥岩浸水后常常导致地基等上拱变形病害,为研究膨胀泥岩浸水膨胀变形规律,以兰新铁路第二双线一处典型膨胀地段泥岩为研究对象,对3种不同厚度的重塑泥岩分别进行不同吸水量下的大比例膨胀变形模型试验,模型尺寸为100 cm×60 cm×50 cm(长×宽×高)。试验结果表明:不同厚度膨胀时程曲线随浸水量分级增加呈"阶梯形"增长,前期浸水膨胀变形量增长迅速,随含水量增加逐渐变缓,土体膨胀速率与渗透速率密切相关;浸水初期土体含水量由浸水管向四周梯度递减,膨胀变形量与含水量具有一致性。膨胀变形量增加随吸水量增加逐渐减小,膨胀变形量与吸水量呈良好的双曲线关系。厚度越大,膨胀变形量也越大,且膨胀变形量增加随厚度增加逐渐减小,土体厚度作为上覆荷载对膨胀量起抑制作用。     

模拟降雨作用桩锚-加筋土组合结构加固边坡研究

桩锚—加筋土组合支挡结构在治理大型复杂滑坡中发挥越来越重要的角色。以某高填方山区机场滑坡为原型,进行降雨作用对桩锚—加筋土组合支挡结构加固边坡稳定性的模型试验研究。结果表明:①桩顶位移随注水时间产生三个阶段的变化:初期平缓发展阶段、突变增加阶段、再次平缓发展阶段。后排悬臂式桩桩顶位移变化量明显大于前排埋入式桩,因此,多排锚索抗滑桩加固边坡设计时,在后排桩悬臂情况下,宜考虑后排桩比前排桩截面尺寸大、锚索间距小来减小其桩顶位移,增强坡体稳定性;②填方边坡位移随注水时间变化,坡顶一级边坡位移量最大,随边坡级数增加,位移量减小,因此多级边坡加固可适当增加边坡锚索框架;③填方坡体沉降量随注水时间表现出后缘大、前缘小的趋势;④加筋土的变形与边坡坡体的变形一致,表明加筋土能够增强填方边坡的整体性;⑤各监测曲线最终均趋于平缓,表明桩、锚和加筋土组合支挡结构体系性能发挥良好。     

基于模糊贝叶斯网络的塔吊作业安全风险评估

为更准确地评估塔吊作业的安全状况,对后续的预防工作提供参考,采用模糊多态贝叶斯网络对塔吊作业的安全风险进行了评估。首先分析塔吊作业的工作机理和事故发生的原因,识别出4种风险事故类型、10种风险事件、12项风险因素,确定了塔吊作业安全风险评估指标体系;然后梳理指标之间的因果联系和规律性,构建贝叶斯网络结构,引入模糊集理论与概率分配的计算方法分别得出根节点的PPT和中间节点的CPT,运用贝叶斯网络分析工具Netica软件得出指标的各类风险等级发生概率,并逆向推理出影响最大的风险因素;最后通过案例分析,验证了该方法的可行性和合理性。结果表明:该方法能够对塔吊作业的安全风险进行评估。     

基于多传感器数据融合分析的路堑滑坡模型试验研究∗

以成都天府国际机场高速公路 TJ04 标段 K17+700~K17+900 段滑坡为典型代表,通过地质分析及室内模型试验相结合的方法,运用数据融合及统计学概率运算方法,对降雨作用下路堑边坡的变形破坏过程进行研究。 结果表明：(1)通过地质分析认为 K17+700~K17+900 段滑坡形成主要原因是地表水入渗及滑坡前缘路基开挖 ; (2)通过模型试验研究已开挖路基在降雨条件下的变形特征,得出其变形机理为：降雨入渗→边坡局部溜坍→地表水入渗加剧→土体含水率上升→孔隙水压力增大→边坡失稳→整体牵引式滑移;(3)通过传感器数据融合及统计学概率分析得出,随着降雨历时增长,含水率的变化曲线与累计降雨量之间呈正相关,相关系数为 0.600 15 具有显著相关性,孔隙水压力的变化曲线与含水率之间正相关,相关系数为 0.921 74 具有高度相关性,说明雨水入渗是土体含水率与孔隙水压力增长的直接原因。     

基于深度学习的工程结构损伤识别研究进展

为避免或减轻工程结构在建造和运营期间因结构振动产生不同程度损伤,造成安全隐患危及人们生命财产安全,针对结构振动损伤识别技术展开研究,探讨不同深度学习方法发展情况及其利弊,寻找更具可行性的损伤识别方法,并对其最新研究及应用现状进行全面综述。研究结果表明:应用深度学习开发新的结构损伤识别技术,无需冗余的数据预处理以及手工提取损伤特征,实现以较高精度实现损伤识别任务;一维卷积神经网络（1D-CNN）以其独特的应用优势,在数据样本有限条件下较二维卷积神经网络（2D-CNN）表现更为出色。研究结果可为数据驱动的结构损伤识别问题提供新思路,进一步完善土木结构健康监测研究体系。