基于图像三维重建的变截面隧道超欠挖检测方法及应用

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作者 阳军生 罗钰博 +3 位作者 傅金阳 陈建伟 万正 祝志恒 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期687-694,共8页

为解决现有超欠挖快速检测方法不能有效适应变截面隧道的问题,提出一种基于图像三维重建技术的变截面大断面隧道超欠挖检测方法。该方法以变截面隧道轴线作为流线、以设计开挖断面作为迹线,通过截面放大系数k表征隧道变截面的特征,构建... 为解决现有超欠挖快速检测方法不能有效适应变截面隧道的问题,提出一种基于图像三维重建技术的变截面大断面隧道超欠挖检测方法。该方法以变截面隧道轴线作为流线、以设计开挖断面作为迹线,通过截面放大系数k表征隧道变截面的特征,构建适用于变截面隧道的曲面计算方程,形成变截面隧道设计开挖轮廓计算算法。依托花江峡谷大桥六枝岸隧道式锚碇工程,布置控制点并采集现场照片,基于图像三维重建技术对隧道锚实际开挖变截面轮廓进行点云重建与三维曲面重建,采用网格射线法对比实际开挖和设计变截面轮廓,计算超欠挖;以现场实际喷射混凝土量与全站仪测量结果作为参考指标,对变截面超欠挖检测方法的准确性进行验证。研究结果表明:该方法能够实现对变截面隧道各开挖循环超欠挖的快速、准确检测,检测结果平均相对偏差率仅1.50%,偏差率低于传统检测方法(2.83%)。该方法提升了隧道超欠挖检测方法的适用范围,现场应用效果良好,可为变截面隧道开挖质量控制提供可靠依据。 展开更多

关键词 隧道锚 变截面隧道 图像三维重建 超欠挖检测

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火灾后斜拉桥斜拉索损伤检测与结构安全性能评定方法研究 被引量：3

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作者 许肇峰 陈映贞 +1 位作者 李毅 张建 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期48-56,共9页

为准确分析火灾后斜拉桥斜拉索损伤状况,评定桥梁结构安全性能,根据桥梁火灾应急检测工程需求,提出一套火灾后斜拉桥斜拉索损伤检测与结构安全性能评定方法。该方法包括火灾现场勘察、斜拉索烧损状况检查、斜拉索损伤检测分析和结构安... 为准确分析火灾后斜拉桥斜拉索损伤状况,评定桥梁结构安全性能,根据桥梁火灾应急检测工程需求,提出一套火灾后斜拉桥斜拉索损伤检测与结构安全性能评定方法。该方法包括火灾现场勘察、斜拉索烧损状况检查、斜拉索损伤检测分析和结构安全性能评定4个阶段。根据斜拉索火灾损伤特点,开展高温后斜拉索高强钢丝和高密度聚乙烯(HDPE)护套试件拉伸试验,研究其高温后表观特征和力学性能指标随历经温度的变化规律,建立斜拉索历经温度及损伤定量检测分析计算公式,并将该方法应用于某独塔预应力混凝土斜拉桥火灾后斜拉索损伤检测与结构安全性能评定。结果表明:高温后斜拉索高强钢丝和HDPE护套的表观特征、力学性能均随温度升高呈现出明显的规律性变化;随着温度升高,高温后斜拉索高强钢丝的抗拉强度、屈服强度先降低后升高,弹性模量衰减缓慢,HDPE护套断裂标称应变逐渐降低;火灾后斜拉索和主梁承载能力满足使用要求,结构整体安全;所提出的火灾后斜拉桥斜拉索损伤检测与结构安全性能评定方法科学、实用、有效,可为火灾后斜拉桥损伤检测评定、营运管理和维修处治提供技术借鉴。 展开更多

关键词 斜拉桥 斜拉索 火灾损伤 损伤检测 结构安全性能评定 拉伸试验

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采用自然激励技术提取自由衰减振动信号的桥梁船撞报警研究

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作者 苏彬建 张欣 +2 位作者 魏斌 许肇峰 张建 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期297-308,共12页

一般采用振动阈值算法和振动时域特征向量算法难以从船舶撞击状态下桥梁的振动加速度实测数据中识别出船撞信号。为解决采用加速度实测数据进行桥梁船撞异常报警,存在阈值设定不同、信号类型识别困难、识别结果易受环境噪声影响的问题... 一般采用振动阈值算法和振动时域特征向量算法难以从船舶撞击状态下桥梁的振动加速度实测数据中识别出船撞信号。为解决采用加速度实测数据进行桥梁船撞异常报警,存在阈值设定不同、信号类型识别困难、识别结果易受环境噪声影响的问题。研究采用自然激励技术提取加速度自由振动衰减响应信号进行桥梁船撞报警的方法。首先,采用滑动窗算法对加速度实测数据进行截取得到对应的加速度子序列。接着,采用自然激励技术对加速度子序列进行振动响应曲线提取,并利用希尔伯特变化提取振动响应信号的包络,再对包络线进行衰减函数判断,通过衰减函数判定信号类型,并在此基础上,计算不同状态下的马氏距离均值比,利用肖维勒方法对不同桥墩顶处加速度振动响应的马氏距离均值比的异常值进行判断,通过出现异常值的时间和大小来判断船撞时刻。最后,以九江大桥两次船撞桥事件的加速度实测数据为例,分析了不同墩顶位置处的加速度振动衰减信号和不同状态下的马氏距离均值比。结果表明,该方法能够识别出船撞时刻,能够有效进行船撞报警,克服了一般基于振动时域参数特征向量算法难以识别的缺点。同时,该算法通过冲击振动衰减特性,进行衰减函数判断,解决了一般桥梁船撞算法存在信号类型识别困难的问题。 展开更多

关键词 桥梁船撞报警 自然激励技术 马氏距离均值比 自由衰减 包络 异常检测

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基于改进的Mask R-CNN的公路裂缝检测算法 被引量：17

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作者 张跃飞 王敬飞 +2 位作者 陈斌 冯涛 陈志毅 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第S02期162-165,共4页

针对复杂场景下,Mask R-CNN检测公路裂缝掩码拟合质量不高的问题,提出一种基于改进的Mask RCNN的路面裂缝检测算法。首先,采用自适应带权重的损失函数,从而以权重的方式让神经网路更加注重细微裂缝的特征;然后,在Mask R-CNN的掩码支路中... 针对复杂场景下,Mask R-CNN检测公路裂缝掩码拟合质量不高的问题,提出一种基于改进的Mask RCNN的路面裂缝检测算法。首先,采用自适应带权重的损失函数,从而以权重的方式让神经网路更加注重细微裂缝的特征;然后,在Mask R-CNN的掩码支路中,添加一个新的比例预测分支来指导损失函数,让神经网路在学习过程中更加注重裂缝的细节信息,进而提升掩码预测的质量。为了验证改进算法的有效性,将其与当前具有代表性的实例分割检测方法(如Mask R-CNN、PANet)在相同数据集上进行对比。实验结果表明,改进的算法提升了掩码拟合的质量,增加了检测精度。 展开更多

关键词 公路裂缝检测 深度学习 目标检测 Mask R-CNN 实例分割 语义分割

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基于卷积神经网络的细长路面病害检测方法 被引量：10

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作者 许慧青 陈斌 +2 位作者 王敬飞 陈志毅 覃健 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第1期265-272,共8页

针对细长路面病害人工检测耗时长和当前检测方法精度不足的问题,依据病害的弱语义特性和异常几何属性,提出了能够精准定位和分类出病害的二阶段细长路面病害检测方法Epd RCNN。首先,针对细长路面病害的弱语义特性,提出了一种复用低层特... 针对细长路面病害人工检测耗时长和当前检测方法精度不足的问题,依据病害的弱语义特性和异常几何属性,提出了能够精准定位和分类出病害的二阶段细长路面病害检测方法Epd RCNN。首先,针对细长路面病害的弱语义特性,提出了一种复用低层特征并反复融合不同阶段特征的骨干网络;其次,在训练过程中,使用一种符合病害几何属性分布的锚框机制来生成高质量的正样本供网络训练;然后,在单一高分辨率特征图上预测病害包围框,并针对该特征图使用并行级联空洞卷积模块来提升其多尺度特征表达能力;最后,针对形状各异的候选区域,使用由可变形感兴趣区域池化(RoI Pooling)和空间注意力模块组成的候选区域特征改良模块来提取符合病害几何属性的候选区域特征。实验结果表明,所提方法在光照充足图像上的平均准确率均值(mAP)为0.907,在存在光照问题图像上的mAP为0.891,综合mAP为0.899,表明该方法具有良好的检测性能和对光照的鲁棒性。 展开更多

关键词 细长路面病害 卷积神经网络 包围框 几何属性 并行级联空洞卷积 候选区域特征 空间注意力

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黄土地区半填半挖式路基模型试验研究 被引量：1

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作者 万琪 晏长根 +2 位作者 张晓鸣 杨晓华 包含 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期99-103,133,共6页

针对陇东黄土地区公路路基水毁问题,以半填半挖式路基为研究对象,提出毛细阻滞层结合纵横向盲沟的处治技术,通过3种工况的路基模型试验,分析了在模拟顶部积水入渗和地下水毛细作用下路基内部湿度的变化规律。研究结果表明:在路基上部设... 针对陇东黄土地区公路路基水毁问题,以半填半挖式路基为研究对象,提出毛细阻滞层结合纵横向盲沟的处治技术,通过3种工况的路基模型试验,分析了在模拟顶部积水入渗和地下水毛细作用下路基内部湿度的变化规律。研究结果表明:在路基上部设置盲沟可促进路基早期水分排出;在填方路基底部设置毛细阻滞层能有效阻隔地下毛细水上升,保证填方路基及边坡的体积含水率处于较稳定状态(25.5%);无任何处治的对比工况路基各土层体积含水率增加明显,且填方路基与挖方路基交界处土层的体积含水率差值达20%,由此也说明了路基填挖交界处的含水率显著差异可能就是造成路基后期运营出现沉陷、变形甚至滑移等病害的主要原因。 展开更多

关键词 道路工程 黄土半填半挖路基 模型试验 毛细阻滞层 盲沟

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区域场地近地表速度结构建模研究 被引量：3

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作者 师黎静 宋健 +1 位作者 党鹏飞 刘佳轩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期360-367,F0003,共9页

近地表速度结构是全面考虑城市区域场地地震效应,精细模拟地震动场及建筑群震害的基础。针对复杂交错沉积的区域场地,建立了先基于工程地质先验信息限定交错土体边界,利用序贯指示模拟求解各类交错土体空间概率分布,再依据剪切波速与工... 近地表速度结构是全面考虑城市区域场地地震效应,精细模拟地震动场及建筑群震害的基础。针对复杂交错沉积的区域场地,建立了先基于工程地质先验信息限定交错土体边界,利用序贯指示模拟求解各类交错土体空间概率分布,再依据剪切波速与工程地质结构的空间相关关系,借助序贯高斯模拟构建波速结构模型的方法;在搜集分析钻孔波速资料基础上,构建了哈尔滨市区场地三维速度结构模型;通过与工程地质剖面的定性对比分析、剪切波速-埋深统计关系和实测波速的定量比较,验证了方法的可行性。结果表明:构建的三维工程地质模型具有空间预测能力,能够反映区域场地工程地质结构特征,构建的剪切波速结构模型与工程地质结构有很好的相关性,适用于模拟随深度减小剪切波速增大的复杂场地结构。本文模型更利于根据详细岩土类型给定地震反应分析中的非线性动力学参数。 展开更多

关键词 区域场地 序贯指示模拟方法 工程地质结构 序贯高斯模拟方法 波速结构

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重力条件下散体颗粒堆积特性研究 被引量：5

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作者 朱小旭 孙军杰 +2 位作者 刘琨 孙昱 贾勇 《水利水电技术》 北大核心 2019年第9期154-161,共8页

为分析散体颗粒堆积过程中颗粒形态、摩擦作用对其堆积特性的定量影响,利用PFC3D离散元软件,对重力作用下散体颗粒体系的变动过程进行三维模拟,研究颗粒细观特征对散体颗粒堆积特性的控制作用,分析颗粒接触度均值距离对相关数据的揭示意... 为分析散体颗粒堆积过程中颗粒形态、摩擦作用对其堆积特性的定量影响,利用PFC3D离散元软件,对重力作用下散体颗粒体系的变动过程进行三维模拟,研究颗粒细观特征对散体颗粒堆积特性的控制作用,分析颗粒接触度均值距离对相关数据的揭示意义.结果表明:摩擦系数、几何形态对颗粒重力堆积体系的孔隙比、配位数等关键特性影响显著;散粒体骨架颗粒形态对颗粒堆积特性的控制作用更强;颗粒接触度均值距离能够削弱算法误差影响,可有效揭示摩擦系数、颗粒形态对散粒体堆积特性的控制作用.经研究可知,颗粒接触度均值距离对颗粒堆积特性的刻画,比孔隙比更为合理、适当. 展开更多

关键词 散体颗粒 孔隙比 配位数 颗粒接触度均值距离 离散元法

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沥青路面裂缝细观渗流特性及试验研究 被引量：4

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作者 钱尼贵 王端宜 厉淡宁 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期415-423,共9页

采用格子Boltzmann方法(LBM)研究分析沥青路面裂缝的细观渗流特性,建立了压力梯度作用下复杂单裂隙面细观渗流的数值模型,然后使用光滑平板裂隙渗流的经典立方定律对模型进行了验证,并且讨论了沥青混合料裂隙面的粗糙度与弯曲度对其渗... 采用格子Boltzmann方法(LBM)研究分析沥青路面裂缝的细观渗流特性,建立了压力梯度作用下复杂单裂隙面细观渗流的数值模型,然后使用光滑平板裂隙渗流的经典立方定律对模型进行了验证,并且讨论了沥青混合料裂隙面的粗糙度与弯曲度对其渗流特性的影响.结果表明:随着裂隙面相对粗糙度的增大,裂隙渗流明显偏离了立方定律;随着裂隙面弯曲度的增大,裂隙渗流与弯曲度的-3.8327次方成正比.最后,采用自行研制的可加围压的侧壁橡胶膜止水渗透仪测量沥青混合料裂隙面的渗透系数,并与立方定律实用修正公式的计算结果进行对比,结果发现两者误差较小,修正公式的计算结果更加准确合理,可以为路面水渗入率计算提供准确的基本参数,从而为路面排水设计提供有价值的参考. 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 路面裂缝 粗糙度 弯曲度 渗流特性

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京珠高速公路洋碰隧道水害原因分析及安全性评价 被引量：13

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作者 刘浩 祝志恒 李林毅 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第5期747-754,共8页

针对降雨引发的岩溶地区隧道水害影响隧道运营安全问题,以京珠高速公路洋碰隧道为例,通过地质勘探与水连通试验,探明隧址区不良地质情况与水连通特性,采用数值仿真方法探究雨后高水压下隧道结构应力场、渗流场的特征规律,并结合病害情... 针对降雨引发的岩溶地区隧道水害影响隧道运营安全问题,以京珠高速公路洋碰隧道为例,通过地质勘探与水连通试验,探明隧址区不良地质情况与水连通特性,采用数值仿真方法探究雨后高水压下隧道结构应力场、渗流场的特征规律,并结合病害情况提出整治措施。研究结果表明:1)地表强降雨、地层岩溶发育、灌入式雨水下渗通道是此次水害的主要原因,而这些原因综合导致的隧道外水压力过高是病害发生的直接原因;2)由于排水能力相对不足,地层高水头下隧道结构(尤其是隧底和拱顶)仍承受较高水压力,大幅削弱了衬砌结构安全性,易引发边墙、隧底的裂损问题;3)采取"增设泄水廊道+地表封堵及引流+增设边墙泄水孔"的整治措施后,整治效果良好。 展开更多

关键词 高速公路隧道 水害 岩溶 高密度电法 水连通试验 数值模拟

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预应力混凝土梁桥火灾损伤分析与评定 被引量：12

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作者 许肇峰 陈映贞 张建 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期291-301,共11页

为了分析火灾后预应力混凝土梁桥结构损伤,评定灾后桥梁安全性,本文根据应急管理要求,制定了火灾后混凝土梁桥检测评定工作流程,归纳了重点和难点。首先,通过火场调查、混凝土外观检查和烧失量检测,推定构件表面最高温度。然后,采用有... 为了分析火灾后预应力混凝土梁桥结构损伤,评定灾后桥梁安全性,本文根据应急管理要求,制定了火灾后混凝土梁桥检测评定工作流程,归纳了重点和难点。首先,通过火场调查、混凝土外观检查和烧失量检测,推定构件表面最高温度。然后,采用有限元法分析桥梁构件温度场,并探讨不同温度下混凝土材料性能损伤劣化规律,提出火灾后混凝土构件截面损伤等效代换方法,给出了截面损伤量化公式。最后,结合桥梁静载试验结果,对火灾后预应力混凝土梁桥安全性能进行评定。结果表明:三面受火下混凝土T梁马蹄处温度场成指纹线分布,且温度沿着深度方向成非线性递减,有限元法计算得到的梁体表面温度与外观检查、烧失量推定结果基本一致。当量升温时间为60 min时,混凝土损伤沿表面深度逐渐递减,预应力钢筋工作性能未发生明显改变,火灾对梁体整体刚度影响不大。本文所提出的构件温度场检测分析方法和截面损伤等效计算方法可为类似桥梁火灾后检测评估提供参考。 展开更多

关键词 预应力混凝土梁桥 火灾 温度场 损伤分析 安全性评定

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固废基道路地聚物注浆材料的组分优化及机理研究 被引量：12

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作者 曾铭乐 王志祥 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第8期3033-3044,共12页

地聚物注浆材料作为低能耗、低CO_(2)排放的清洁材料,在道路注浆领域应用前景广阔,在未来有望取代水泥注浆材料。为了探究材料组分及用量对地聚物注浆材料性能的影响,采用三种硅铝源灰料(粉煤灰、矿渣粉和煤矸石粉)与不同碱活化方式制... 地聚物注浆材料作为低能耗、低CO_(2)排放的清洁材料,在道路注浆领域应用前景广阔,在未来有望取代水泥注浆材料。为了探究材料组分及用量对地聚物注浆材料性能的影响,采用三种硅铝源灰料(粉煤灰、矿渣粉和煤矸石粉)与不同碱活化方式制备道路地聚物注浆材料,对其组成材料进行优选;然后,采用单因素试验对道路地聚物注浆材料的配合比范围进行优化;最后,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对道路地聚物注浆材料的物相组成、微观形貌、微区能谱和化学键组成进行分析。结果表明:以粉煤灰和矿渣粉为硅铝源灰料,KOH和水玻璃溶液为复合碱活化剂制备的道路地聚物注浆材料性能最佳;推荐道路地聚物注浆材料的配合比范围为:粉煤灰、矿渣粉质量比4∶6,水玻璃用量10%~15%(质量分数),KOH用量5%~11%(质量分数),水灰比0.50~0.65;粉煤灰和矿渣粉被碱活化后溶解并重聚生成C-(A)-S-H等无定形凝胶产物,最终形成SiO_(4)和AlO_(4)正四面体网状结构,且伴随类沸石相、碳酸盐、氢氧化钙等物质产生,这些物质可使地聚物浆体致密并促进其强度增长。 展开更多

关键词 道路工程 地聚物 注浆材料 组分优化 机理分析

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强降雨作用下岩溶区公路隧道衬砌破损机制分析 被引量：7

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作者 李清 祝志恒 李林毅 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第6期1102-1110,共9页

为揭示岩溶条件下公路隧道雨后结构病害演化过程,依托京港澳高速大宝山隧道水害案例,通过地质勘察、地表调查与雨后水连通试验,探明水害段地质信息与水力连通特性;基于“无人机航飞+三维地质建模”联合技术,构建考虑地形地貌、隧道结构... 为揭示岩溶条件下公路隧道雨后结构病害演化过程,依托京港澳高速大宝山隧道水害案例,通过地质勘察、地表调查与雨后水连通试验,探明水害段地质信息与水力连通特性;基于“无人机航飞+三维地质建模”联合技术,构建考虑地形地貌、隧道结构与地质信息的精细化三维仿真模型,探究强降雨后地层水位骤升时结构受力与变形响应规律。研究结果表明:1)地层岩溶发育为雨水向下径流提供了良好的水力通道,由此引发的强降雨后地层水位抬升与结构水压骤增是导致结构压溃的直接原因;2)地形影响下左右线隧道初始应力状态已具有差异性,随着地下水位抬升,结构外水压与内力的不对称式增长使得隧道应力差异性愈发明显;3)至水位上升60 m时,压应力超限、安全系数过低的结构风险出现于左线高山侧边墙、拱脚处,且与现场病害特征、病害位置吻合良好,验证了模拟方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 高速公路隧道 岩溶 衬砌破损 强降雨 水连通试验 三维模拟分析

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大跨径桥梁挠度变形监测技术应用实践 被引量：8

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作者 孙丰春 《海洋测绘》 CSCD 2020年第4期77-82,共6页

在大跨径桥梁的静载试验过程中,挠度是重要的技术参数,为确保挠度变形监测成果的可靠性,以某斜拉桥为例,综合应用精密水准测量法、连通管式挠度监测法和全站仪三角高程法,相互检核验证,分析评价内符合精度和外符合精度。结果显示,在封... 在大跨径桥梁的静载试验过程中,挠度是重要的技术参数,为确保挠度变形监测成果的可靠性,以某斜拉桥为例,综合应用精密水准测量法、连通管式挠度监测法和全站仪三角高程法,相互检核验证,分析评价内符合精度和外符合精度。结果显示,在封闭交通和温度相对恒定的环境下,几种方法的挠度监测结果均满足规范要求,但各有不足。由于受监测环境温度、车辆荷载、仪器自身精度等诸多因素制约,精密水准和连通管法结果较为接近,三角高程法则略有差异,应结合有限元模型和控制截面应力应变结果综合分析。3种方法相互检核,实现不同挠度测量方法的有益补充。 展开更多

关键词 变形监测 精密水准 三角高程 连通管法 大跨径桥梁 主桥挠度

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冻融循环下混凝土动态力学性能试验研究 被引量：5

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作者 张晓锋 卢浩 高渊 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第11期12-16,19,共6页

为探究冻融环境下不同强度等级混凝土的冲击性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,开展了对不同等级混凝土(C35、C40、C45)、不同冻融循环次数(0次、25次、50次)及不同加载气压(0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa)下的动力压缩试验,研究... 为探究冻融环境下不同强度等级混凝土的冲击性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,开展了对不同等级混凝土(C35、C40、C45)、不同冻融循环次数(0次、25次、50次)及不同加载气压(0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa)下的动力压缩试验,研究了冻融循环次数和不同强度等级对混凝土动态冲击性能的影响规律。试验结果表明:在相同的冲击气压条件下,试样峰值强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,对应的应变值有所增加,应力应变曲线有整体向右下方移动的趋势;在相同的冻融循环次数下,试样峰值强度随着应变率的提高而逐渐增大,动态强度增长因子(DIF)也相应有所提高,表现出混凝土材料具有明显的应变率效应;在冻融循环次数和冲击气压相同时,不同强度等级的混凝土试样动态单轴抗压强度、动态强度增长因子与强度等级呈正相关关系。 展开更多

关键词 冻融循环 混凝土 冲击气压 应变率效应 动态力学性能

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