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基于多轴3D打印的三维自支撑桁架结构优化方法
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作者 叶俊 肖志斌 +5 位作者 林晓阳 全冠 王震 王跃达 何江飞 赵阳 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第7期1333-1343,共11页
三轴优化方法在3D打印角度和材料效率方面存在局限性,造成材料浪费,为此提出基于多轴3D打印的两步优化方法.将设计域划分成若干分区,优化求解各分区的局部打印方向,使结构尽可能被打印.当可打印性指标低于设定阈值时,同时优化结构力学... 三轴优化方法在3D打印角度和材料效率方面存在局限性,造成材料浪费,为此提出基于多轴3D打印的两步优化方法.将设计域划分成若干分区,优化求解各分区的局部打印方向,使结构尽可能被打印.当可打印性指标低于设定阈值时,同时优化结构力学性能和局部打印方向来规划打印路径,使结构的可打印性提升.设置多个算例,验证所提方法的有效性.结果表明,相比传统的三轴打印算法,所提方法能够充分利用多轴3D打印的灵活性,使材料体积增加更少,打印结构设计结果更优,结构的可打印性得到有效提升. 展开更多
关键词 多轴3D打印 结构优化 自支撑结构 打印路径规划 可打印性指标
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桁架结构的易损性评价及破坏场景识别研究 被引量:5
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作者 何江飞 高博青 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1633-1637,1714,共6页
针对桁架结构薄弱环节和关键构件的研究,分别以传递函数阵的H2范数及杆件应变能的相对值作为衡量结构整体性能和初始干扰的参数,给出了结构易损性的量化指标,通过桁架结构算例,验证了易损性评价指标的有效性和可行性.在此基础上,基于破... 针对桁架结构薄弱环节和关键构件的研究,分别以传递函数阵的H2范数及杆件应变能的相对值作为衡量结构整体性能和初始干扰的参数,给出了结构易损性的量化指标,通过桁架结构算例,验证了易损性评价指标的有效性和可行性.在此基础上,基于破坏场景的定义,采用最易破坏场景确定各构件的重要性系数;由最大破坏场景来确定结构破坏的最短路径,即关键路径;用最易损场景寻找结构中存在的易损路径,即薄弱环节.结合有限元软件ANSYS和数学工具MATLAB计算易损性指标,根据其大小将结构易损性进行等级划分,由倒塌和高度易损等级确定了结构的关键路径和薄弱环节,从而为桁架结构的破坏识别提供了一种新的量化评价标准. 展开更多
关键词 桁架结构 易损性 H2范数 场景识别 评价标准
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黄土公路隧道浅埋段管棚注浆支护机理及监测分析 被引量:25
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作者 朱彦鹏 何江飞 李军 《建筑科学与工程学报》 CAS 2011年第1期11-15,共5页
为了探讨管棚注浆法在黄土公路隧道浅埋段中的支护机理和实际应用效果,对某黄土公路隧道右线出口段进行了地表沉降、拱顶下沉和水平收敛等的施工监测;在对现场监测数据进行分析的基础上,得出黄土公路隧道洞口浅埋段在管棚支护作用下拱... 为了探讨管棚注浆法在黄土公路隧道浅埋段中的支护机理和实际应用效果,对某黄土公路隧道右线出口段进行了地表沉降、拱顶下沉和水平收敛等的施工监测;在对现场监测数据进行分析的基础上,得出黄土公路隧道洞口浅埋段在管棚支护作用下拱顶下沉、水平收敛、地表沉降等的变化规律。研究结果表明:管棚注浆法能够显著抑制浅埋黄土地层的变形和拱顶下沉,减少隧道初始支护结构的变形和受力,避免浅埋黄土地层开挖中塌方现象的产生,保证了施工安全,为进一步分析黄土地区管棚注浆法的支护机理提供了参考依据,同时也为今后西北地区黄土公路隧道管棚注浆法的设计和施工提供了优化数据。 展开更多
关键词 隧道工程 长管棚 黄土隧道 变形规律 支护机理 浅埋黄土地层
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高陡黄土边坡多级有限填土加筋土-框锚组合体系抗滑分析 被引量:8
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作者 何江飞 姚磊华 +3 位作者 马程昊 朱彦鹏 武自刚 来榕 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第13期235-242,共8页
针对黄土滑塌高边坡治理加固中的空间受限、高填方填筑及水平位移变形等问题,提出了多级有限填土加筋土-框锚组合体系;目前对其抗滑稳定分析鲜有研究。依托陕西铜川某高陡边坡为背景,通过利用有限元数值计算和现场监测、测试,分析了该... 针对黄土滑塌高边坡治理加固中的空间受限、高填方填筑及水平位移变形等问题,提出了多级有限填土加筋土-框锚组合体系;目前对其抗滑稳定分析鲜有研究。依托陕西铜川某高陡边坡为背景,通过利用有限元数值计算和现场监测、测试,分析了该组合体系抗滑作用效果。结果表明:随着支护结构的逐步施加对边坡位移控制明显,锚索轴力变化具有一定的规律性。锚索自由段轴力最大,锚固段轴力变化曲线呈下凹型,向尾部方向逐渐变小,端部接近零;锚索应力对坡体内部变形敏感程度较高,锚索对坡体位移控制起到关键作用。有限加筋土-框锚组合体系协同作用下,框架锚索提供抗滑力约占总抗滑力的62. 73%,有限加筋土挡墙提供抗滑力约占总抗滑力的37. 27%,框架锚索与有限加筋土分担下滑力比值为1. 68∶1。有限填土加筋土与框架锚索组合柔性支挡结构可以有效治理黄土滑塌高边坡病害,实现了预期的抗滑设计效果。研究结果为中国范围内同类高陡边坡治理提供有益的参考,为拓展边坡与地质灾害治理方式和理论提供基础依据。 展开更多
关键词 高陡边坡 有限填土 加筋土 锚索 框架梁 柔性支挡结构
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关中城市群城市建设工程地质分区与适宜性评价——以西安灞桥南部地区为例 被引量:9
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作者 何江飞 姚磊华 +3 位作者 郭江波 张茂省 李稳哲 张锦 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第15期43-55,共13页
关中盆地地质环境条件复杂,在城市建设及新型城镇化过程中,以往的城市周边工程地质研究程度严重制约了城市的可持续发展,因此开展城市周边工程地质分区与评价研究已成为当前新型城镇化发展工作中的关键环节。以西安灞桥南部地区为例,在... 关中盆地地质环境条件复杂,在城市建设及新型城镇化过程中,以往的城市周边工程地质研究程度严重制约了城市的可持续发展,因此开展城市周边工程地质分区与评价研究已成为当前新型城镇化发展工作中的关键环节。以西安灞桥南部地区为例,在已有地貌和岩土体类型划分的基础上,并根据湿陷量计算值将研究区划分为非湿陷区,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级湿陷区,在此基础上进行了工程地质分区与评价。综合考虑地形地貌、工程地质、水文地质及存在的主要环境地质问题,采用多因子分级加权指数和法的定量评价方法,开展了研究区建设工程适宜性分区评价。研究成果可为中国范围内相似地质条件下的工程建设规划和设计提供指导和借鉴。 展开更多
关键词 关中盆地 工程地质条件 工程地质分区 适宜性评价
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有限填土加筋土-框锚组合体系协同作用模型试验 被引量:4
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作者 何江飞 姚磊华 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第34期14185-14192,共8页
针对黄土滑塌高边坡治理加固中的空间受限、高填方填筑及水平位移变形等问题,提出了有限填土加筋土-框锚组合体系。以陕西铜川某高陡边坡为背景,首次开展了组合体系协同作用的物理模型试验,探讨了框架梁墙面水平位移、格栅应变、墙背土... 针对黄土滑塌高边坡治理加固中的空间受限、高填方填筑及水平位移变形等问题,提出了有限填土加筋土-框锚组合体系。以陕西铜川某高陡边坡为背景,首次开展了组合体系协同作用的物理模型试验,探讨了框架梁墙面水平位移、格栅应变、墙背土压力和锚杆应变的规律,研究了有限填土加筋土-框锚组合体系的力学性能,对该组合体系协同作用进行了分析。试验研究结果表明:Ⅰ级和Ⅱ级墙水平位移变形曲线均呈“)”形分布,位移最大值位于每级墙距墙顶约1/3墙高处,锚杆预应力使墙面水平位移达到原变形位移的67%,框锚与有限填土加筋土具有较好的协同效应。随着试验荷载的增加,Ⅰ级墙底部筋材应变随荷载变化增幅较小,对荷载变化不敏感,Ⅰ级墙中上部应变筋材随荷载变化增幅较大,对荷载变化敏感,有限填土加筋土与挖方区域交界面处筋材应变增幅较小;Ⅱ级墙的筋材应变均呈峰形分布,有限填土加筋土与挖方区域交界面处最先发生破坏。锚杆预应力施加可减少各层筋材应变,模型框架梁后土压力和有限填土加筋土后土压力有所增加,锚杆预应力能改变体系内的土压力分布形式,锚杆预应力能较好调节有限填土加筋土和框锚协同工作性能。 展开更多
关键词 有限填土 加筋土 锚杆 框架梁 协同作用
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