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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
高瑞霞 剧锦三 蒋秀根 庄金钊
为避免采用阶段策略时模型简化可能导致的柱型薄壁结构中裂缝边缘有凸起变形时应力强度因子的计算误差 ,分析了采用该方法 ,柱型薄壁结构裂缝边缘有无凸起变形时二维与三维模型所得应力强度因子的特点和局部模型尺寸对应力强度因子的影响。结果表明 :1)裂缝边缘有无凸起变形时应力强度因子有很大差别 ,裂缝半长为 133 4mm时 ,三维模型裂缝边缘的径向凸起变形为 4 1mm ,应力强度因子为 4 4 99MPa·mm1/ 2 ,是无凸起变形时应力强度因子 (194 9MPa·mm1/ 2 )的 2 3倍。 2 )裂缝较短 (13 34mm)时 ,二维与三维模型得到的应力强度因子十分接近 ;裂缝越长 ,差...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
剧锦三 蒋秀根 庄金钊
基于ANSYS编制的自动分析软件,用子结构方法自动建立实验模型的有限元分析模型,完成子结构间的无缝连接,通过计算由2个子结构组成的模型并扩展包含裂缝的子结构的解得到应力强度因子。应用算例计算结果表明,子结构方法与整体模型方法的计算结果相同,而子结构方法占用机时少约40%;计算结果与实验结果十分接近。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马兴莹 成小雨 程成
随着我国煤层开采深度不断增加，由于煤层低渗透性导致的瓦斯抽采效率问题愈发严重，常规的瓦斯抽采措施已经不能满足现状。结合煤层瓦斯地质赋存条件和定向钻进技术特点，开展了分段水力压裂煤层增透技术，可有效解决上述问题，其关键在于水力压裂在岩层中所产生的新生裂缝能否顺利进入煤层并提供瓦斯抽采通道。该研究以沁水煤田某矿煤层顶板特征为背景，开展了地应力差、煤岩界面和泵注排量条件下的分段水力压裂实验，分析了分段水力压裂过程中试样生成裂缝发育规律及应力变化规律。研究结果表明：分段水力压裂过程中，第二段压裂效果受到第一段压裂所产生的裂缝影响，且泵注排量的增加会显著提高新生裂缝的发育扩展及连通度，有效改善了煤层透气性；整个压裂过程中应力变化曲线可以分为Ⅰ憋压阶段、Ⅱ裂缝扩展阶段、Ⅲ应力恢复阶段，其煤岩界面强度越高，越有利于岩层中新生裂缝扩展到煤层中。研究揭示了在地应力、煤岩界面和泵注排量影响下分段水力压裂过程中诱导应力的作用规律和裂缝扩展机制，实验结果对分段水力压裂煤岩层增透机理及其施工工艺参数设计具有一定的借鉴意义。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈波 张华 陈永灿 李永龙 熊劲松
基于计算机视觉的混凝土裂缝自动检测方法逐渐成为大坝、廊道和引水隧洞等水工结构场景检测任务的主流选择。然而,目前大多数方法在裂缝特征提取过程中均存在不同程度的损耗,缺乏针对性的补偿措施,导致最终检测效果不佳。该文提出了一种基于特征增强的水工结构裂缝语义分割方法,主要用于解决混凝土水工结构裂缝高精度语义分割问题。该方法通过对裂缝数据进行统计学分析,获取裂缝像素与非裂缝像素关系及其对应分布情况;采用ResNet-152特征提取网络提取裂缝图像抽象语义信息,并根据统计分析结果对高维特征进行区域聚集,构建自注意力模块,增强模型对裂缝的定位性能;结合裂缝信息分布情况,对网络损失函数进行优化,增加裂缝特征对总体损失值的贡献率,提升模型对裂缝的识别精度。该文采用智能化设备获取大坝和廊道2种水工结构场景的图像数据,图像数据经图像预处理和标注整理后获得的裂缝图像和标签共3000张;将由训练获得的分割模型在测试集上进行测试,裂缝像素准确率、召回率、交并比和总像素准确率分别达92.48%、86.52%、80.82%和99.79%。该文提出的分割方法在水工结构裂缝检测方面具有一定应用研究价值和推广意义。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
韦成耀 庄文宇 王涛 高辰锋 刘耀儒 杨强
近坝边坡的稳定性对大坝和水电站运行安全至关重要,锦屏一级水电站投入运行近10年,左岸近坝边坡部分区域变形仍未收敛,其变形机理尚未完全明确。锦屏左岸的深部裂缝对水电站设计期拱坝轴线选择影响较大,而研究深部裂缝成因及对边坡变形的影响对边坡和拱坝安全具有重要意义。该文通过数值模拟分析锦屏河谷演化过程中地应力的变化特征,研究深部裂缝形成的影响因素和力学机制。研究结果表明:深部裂缝的形成与河谷下切、左岸边坡复杂地质条件、构造应力密切相关。受上述因素影响,高高程岩体向深部卸荷,在河谷下切后期发生应变能快速释放现象,造成深部岩体发生卸荷破坏形成深部裂缝;低高程岩体虽仅在表层发生卸荷破坏,但随深度增加,主压应力σ1与主拉应力σ3比值减小,且主压应力σ1保持较高量值,使深部岩体发生压剪破坏形成深部裂缝。该文通过分析边坡变形监测资料和河谷演化蠕变计算,研究了深部裂缝与边坡运行期持续变形之间的关系。分析监测资料表明:煌斑岩脉和断层等软弱带是产生边坡运行期变形的主要因素,深部裂缝和构造应力对边坡变形的影响较小。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
高笑 李宗利 李洋
【目的】研究裂缝对渗流场影响的数值模拟方法,为岩石、混凝土等材料裂缝渗流场的变化研究提供支持。【方法】在等效连续介质模型框架下提出渗透系数张量修正法,并基于流量等效原理推导出修正单元的渗透系数张量矩阵。应用有限元分析软件,分别建立裂缝位于构件边界和构件内部时的分析模型,应用渗透系数张量修正法得到的渗透系数张量表达式定义裂缝单元的渗透特性,将模拟所得渗流场与裂缝真实存在的数值分析结果进行比较,并通过改变修正单元的尺寸分析渗透系数张量修正法对单元尺寸的依赖性。【结果】修正单元为10倍裂缝宽度时,与精确解相比,各分析模型所得渗流量及相应断面孔隙水压的误差均小于0.5%。就单元尺寸依赖性而言,为满足工...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
秦家利 梁宗敏
对砖混结构住宅楼顶层墙体普遍存在的温度裂缝作了分析，提出了在建筑、结构设计时为控制裂缝应采取的预防措施，以及对温度裂缝的加固处理方法，并以工程实例予以说明。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张家广 许顺顺 冯涛 赵林 李珠
微生物矿化沉积能够有效地实现混凝土的裂缝自修复,从而延长混凝土结构的服役时间,然而直接掺入混凝土的微生物成活率会显著降低。该文以高孔隙率的膨胀珍珠岩作为微生物载体,研制了具有裂缝自诊断和自修复能力的混凝土,考察了不同类型矿化微生物对混凝土裂缝自修复效果的影响,并对混凝土裂缝处沉淀物进行了微观结构分析。试验结果表明:科氏芽孢杆菌和筛选的好氧型、兼性厌氧型、厌氧型混菌均具有良好的矿化沉积能力,混凝土经修复养护28d后裂缝修复率分别达到73.3%、83.3%、63.3%和41.5%。微观结构分析结果表明:利用不同类型矿化微生物研制的裂缝自修复混凝土的裂缝处填充物为不同形态的碳酸钙晶体。研究结果可为基于微生物矿化的混凝土裂缝自修复性能研究提供参考。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
张成军 陈尧隆 李宇 王坚
根据混凝土开裂机理,对管道裂缝产生原因、机制及防治措施进行了分析。结果认为,干缩变形、温度变形、结构应力等是管道裂缝产生的主要原因;不同部位裂缝的产生机制及防治措施不尽相同,虽然有些裂缝难以避免,但可通过有效防治使其处于微裂状态,而不致影响管道寿命。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
周迅 李永龙 周颖玥 王皓冉 李佳阳 赵家琦
基于图像分析的水电站坝面缺陷判别是一种高效、精准的方法,然而大坝裂缝图像存在背景复杂以及裂缝和背景像素比例不均衡等问题,导致传统算法的检测效果差。该文提出一种基于改进的DeepLabV3+网络模型的坝面裂缝检测方法。该方法利用三线注意力模块(three line attention module,TLAM)提高模型对裂缝像素的提取能力;采用空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid pooling,ASPP)模块进行级联优化,实现更密集的像素采样,获取更丰富的裂缝特征;将MobileNetV2作为特征提取主干网络,可实现网络轻量化并减少模型参数;将焦点损失(focal loss,FL)和Dice损失(dice loss,DL)作为模型的损失函数,可克服数据不平衡的困难。对西南某水电站的坝面裂缝数据集进行模型有效性和对比实验,结果表明:该方法中用来评价模型精度的F_(1,score)、平均交并比(mean intersection over union,MIoU)和平均像素精度(mean pixel accuracy,MPA)的值分别达到73.98%、66.73%和73.81%,比改进前的DeepLabV3+网络检测效果分别提高了3.33%、2.89%和1.12%,该方法可为坝面维护以及未来风险评估提供技术支撑。
[期刊] 建筑经济
[作者]
王志平
在建筑业繁荣的背景下,建筑主管部门受到的投诉也多了起来,其中混凝土的裂缝是最普遍的问题之一。在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对混凝土裂缝的成因和特性进行分析,并提出预防措施和处理方法。
关键词：
混凝土 裂缝 处理
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王臻 王辉 李国锋
地裂缝需要被持续监测，但是地裂缝探测仍需人工实地勘探，因此自动地裂缝提取具有重要意义。为此，该文提出一种深度学习模型，利用无人机影像自动提取地裂缝，该模型针对地裂缝相对其他地物具有细长结构的特征，设计了地裂缝提取网络；针对人工准确标注地裂缝蜿蜒曲折的形态费时费力等特点，设计了一种弱监督的方法对人工标签进行优化，改善人工标签不准确的情况。利用朔州市平鲁区无人机影像验证方法有效性，实验结果表明：地裂缝能被有效提取，召回率达91.4%，并利用提取的地裂缝生成了地图产品，可用于辅助区域内地裂缝风险警示和成因分析。
关键词：
地裂缝 无人机影像 深度学习 弱监督学习
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
范星宇 刘海明 王希辉 王美乾 吴永红 丁文云
岩石中普遍存在各向异性裂隙，其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构，其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律，探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响，该文以滇中引水工程大理段香炉山隧洞的节理岩体为研究对象，采用二维颗粒流数值程序对完整岩石和单节理岩石进行单轴压缩模拟试验，分析节理长度及倾角的变化对宏观力学参数和破坏特征的影响。结果表明：单节理岩石的节理越长、倾角越小，单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量越小；节理越长，节理倾角对峰值应力、峰值应变和弹性模量的敏感性越高；试样大多呈张拉破坏，裂纹萌生顺序为翼裂纹、剪切裂纹、次生剪切裂纹和远场裂纹；随着节理倾角增大，起裂位置由节理中部向尖端转移，起裂方向由垂直于节理倾向转为平行于节理倾向；节理长度越长，破坏形成的主拉裂纹越少，裂纹类型越简单，翼裂纹起裂越早，剪切裂纹起裂越晚。
关键词：
单节理岩体 离散元法 裂纹扩展 破坏机制
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