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期刊信息/Journal information
东南大学学报（自然科学版）
东南大学
东南大学学报（自然科学版）

东南大学

毛善锋

双月刊

1001-0505

journal@seu.edu.cn

025-83794323，83794094

210096

南京四牌楼2号

东南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Southeast University(Natural Science Edition)CSCDCSSCI北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为理工科综合性学术刊物，公开发行，主要刊登本校及校外在土木建筑、机械动力、无线电电子、计算机与自动控制、电力电气、热能工程、交通运输、材料科学、生物医学、管理科学与工程，数理化等学科的最新科研成果，促进国内外学术交流。
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    基于Pushover方法的耗能自复位铰节点框架结构抗震性能分析

    鲁亮颜浩天叶雨立
    608-615页
    查看更多>>摘要：基于Pushover分析方法研究设置耗能自复位铰节点(EDSC-HJ)的钢筋混凝土框架结构的抗震性能.首先介绍EDSC-HJ框架的结构形式,并建立了 EDSC-HJ框架结构的有限元模型,通过与振动台试验结果对比验证数值模拟的正确性;其次使用Pushover方法计算EDSC-HJ框架有控结构与无控结构的抗震性能并设计节点弹性恢复装置和耗能装置的力学参数.结果表明:EDSC-HJ框架结构节点相对转动刚度比的合理取值区间为0.05～0.5;设置节点阻尼器的EDSC-HJ有控结构的层间位移响应下降了 76％,且满足限值要求;由于节点阻尼器的设置提高了结构的附加抗侧刚度,有控结构的基底剪力响应提高了23％.EDSC-HJ框架结构的抗震性能明显优于钢筋混凝土框架(RCF)结构,具有良好的韧性结构特征.

    Pushover分析抗震性能耗能自复位铰节点有限元模型阻尼器

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    钢-橡胶组合防撞装置试验与动力性能研究

    马海英邱媛夏烨王君杰...
    616-626页
    查看更多>>摘要：为减少船桥撞击损伤,提出一种新型的钢-橡胶组合防撞装置.首先设计3组大比例试验构件,通过拟静力试验研究装置整体受力性能、破坏模式以及承载力;然后通过试验验证有限元模型,明确了焊缝对结构受力的影响,进行了装置整体动力性能分析.结果表明:钢-橡胶组合防撞装置由于填充轮胎的支撑作用,承载能力明显高于空筒防撞装置;钢-橡胶组合防撞装置具有很好的缓冲消能效果,在正撞和20°斜撞工况下耗能均达到35％以上,满足阻碍船舶与桥墩撞击的功能;回收轮胎不仅实现了一定的拨转功能,还起到耗能作用,轮胎填充能提升耗能5％以上,对船有回弹作用;同时,轮胎的填充不仅能提升自浮性能,更提升了装置整体性能.

    桥梁工程防撞装置数值模拟防撞性能

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    基于改进Faster R-CNN与U-Net算法的桥梁病害识别与量化方法

    乔朋梁志强段长江马晨...
    627-638页
    查看更多>>摘要：为实现桥梁病害检测的自动化,对基于图像处理技术的混凝土桥梁表观病害的智能识别和尺寸确定方法展开研究.提出基于改进Faster R-CNN算法的病害识别方法,利用K均值聚类和遗传算法对区域候选网络锚框进行优化设计;以裂缝预测区域为基础,提出ResNet34结合U-Net的裂缝形态提取方法,并结合裂缝形态学研究了裂缝像素宽度和长度的确定方法.结果表明:锚框优化设计可改进Faster R-CNN算法的表观病害识别效果,5类常见病害的预测准确率、召回率、平均精确率分别由68.40％、69.87％、74.64％提升到85.40％、83.59％、83.72％;利用病害预测框,结合改进U-Net算法的裂缝像素尺寸计算,可实现裂缝病害尺寸的自动测量;基于改进Faster R-CNN和改进U-Net的方法可实现混凝土桥梁常见病害的智能识别和尺寸量化,从而提高桥梁病害检测效率并促进桥梁技术状况评定的智能化.

    桥梁工程表观病害识别裂缝尺寸确定改进FasterR-CNN改进U-Net

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    基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法

    蔡建国钱润民陈中向冯健...
    639-646页
    查看更多>>摘要：为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型,结合箱体挡墙结构的破坏机理,分析并推导出侧墙受压、临水面挡墙和集束连接受拉3种主要破坏模式的承载力公式.实际工程对比分析结果表明:进行900次模型优化后,优化形态和应变能基本保持不变;基于拉压杆模型的装配式混凝土箱体挡墙结构的承载能力低于规范值和有限元模拟值,但误差均保持在16％范围内,从而验证了该方法的合理性.

    装配式混凝土箱体挡墙结构受力机理数值模拟拓扑优化拉压杆模型

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    爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

    李明鸿刘晏辰夏梦涛宗周红...
    647-657页
    查看更多>>摘要：为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了 PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了 PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40％以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

    预制节段拼装墩柱双层钢管混凝土数值模拟爆炸荷载动力响应损伤机理

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    基于RF建立的双层桥墩矢量式损伤极限状态能力模型

    郭威佐王克海
    658-667页
    查看更多>>摘要：为了确定双层桥墩的抗震能力,基于随机森林(RF)算法构建了双层桥墩的矢量式损伤极限状态能力模型.将地震动激励角视作为一个符合均匀分布的随机变量,通过大量推倒(Pushover)分析构建双层桥墩的能力样本数据库,以训练其能力值预测模型,并利用SHAP进行特征重要性分析.结果表明:双层桥墩的能力阈值不服从对数正态分布,且分布参数明显不同于以往研究的建议值;矢量式损伤极限状态能力模型能有效识别双层桥墩能力的分层现象,决定系数R2＞0.95,具有良好的预测性;地震动激励角显著影响双层桥墩的抗震能力.相比于上层墩柱,双层桥墩严重损伤极限状态的目标值更容易受到下层墩柱特征参数的影响,可适当关注下层墩柱属性以增强双层桥墩整体的抗震性能.

    桥梁工程双层桥墩地震动激励角随机森林(RF)可解释性

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    混杂B/CFRP层合板拉伸性能及疲劳寿命仿真

    朱发旺朱青杨才千
    668-674页
    查看更多>>摘要：为探究混杂玄武岩纤维/碳纤维增强复合材料(B/CFRP)层合板的力学响应和疲劳寿命,采用湿铺层法制作混杂层合板,通过单向拉伸试验方法研究了 B/CFRP层合板在不同铺层数量和不同长度下的基本拉伸性能.借助ABAQUS精细化有限元模型,对混杂层合板拉伸过程中响应特征进行模拟研究.结合疲劳理论,分析了 B/CFRP层合板的应力-寿命曲线,并基于静载仿真结果,预测了 B/CFRP层合板在不同应力幅、应力比下的疲劳寿命.试验结果表明,试件长度对层合板力学性能影响不显著,随着BFRP层数的增加,层合板逐渐出现多级断裂现象.有限元仿真值与试验值较为吻合,B/CFRP层合板疲劳极限强度为0.568倍极限强度.相同应力比情况下,应力上限越大,疲劳寿命越短,且变化幅度较为明显.当应力上限低于0.7倍极限强度时,仿真寿命与理论寿命相差较小.

    纤维增强复合材料拉伸性能有限元仿真多级断裂疲劳寿命预测

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    长江流域不同时间尺度下农业干旱恢复时间的量化及其影响因素分析

    朱仟魏庆白郅杰闵馨童...
    675-683页
    查看更多>>摘要：为了减少由农业干旱引起的相关损失,基于总初级生产力(GPP)制定了干旱恢复标准,并以此量化了不同时间尺度下的农业干旱恢复时间.通过随机森林算法分析了农业干旱恢复时间的影响因素,明确了不同时间尺度下影响农业干旱恢复时间的最主要因素.结果表明,长江流域在1、6、12、24个月时间尺度下的平均干旱恢复时间分别为5.7、3.9、3.8和3.0个月,随着时间尺度的增加干旱恢复时间会逐渐降低.从空间分布状况来看,干旱恢复时间较长的地区主要分布于长江流域的西部和东南部地区.对影响因素的分析结果表明,在短时间尺度下气象变量是影响干旱恢复时间长短的最主要因素,但对较长的时间尺度而言,干旱恢复时间的长短则更多受干旱发生季节的影响.

    干旱恢复时间随机森林影响因素长江流域

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    水泥基材料的拉伸徐变行为综述

    杨果赵海涛胡张莉徐怡...
    684-696页
    查看更多>>摘要：为了理清水泥基材料拉伸徐变的影响因素和复杂机理,从拉伸徐变测试方法、内部组分影响、外部加载条件、拉伸徐变机理等方面对拉伸徐变行为进行综述.总结了拉伸徐变测试的困难性和新测试方法的优缺点;分析了内部组分的种类和掺量对拉伸徐变的影响,包括对水化和强度起主要作用的基体组分,以及影响细观界面滑移的骨料和纤维;基于温度-湿度-水化-滑移耦合作用的研究思路,分析了不同温湿度、加载龄期和应力水平下的拉伸徐变变化规律及影响机制;将拉伸徐变相关徐变机理进行梳理,提出了多场耦合-多尺度滑移的徐变机理分析模型.

    拉伸徐变水泥基材料徐变机理多尺度滑移温度-湿度-水化-滑移耦合

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    岩体声发射与地震活动相关性和地震预报

    祝志文姜子涵
    697-706页
    查看更多>>摘要：为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了 35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ1的演化.实验结果表明:包含爆发的AE特性变化预示着主震的临近,其密集爆发与临近的3.2级及2.4级主震密切相关;主震发震前,b值出现连续下降的趋势并降至1以下的最小b值,自然时间方差从0.07迅速减小到接近零的最小值;多模态统计方法得到的AE时间分布的变化趋势比地震活动早,能提前约17 h预测主震事件.因此,AE与地震活动有很强的相关性,可作为地震前兆.实测结果为AE用于地震预报提供了可能性和观测证据.

    声发射地震预报岩体b值自然时间分析多模态统计

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