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期刊信息/Journal information
河海大学学报（自然科学版）
河海大学学报（自然科学版）

严忠民

双月刊

1000-1980

xb@hhu.edu.cn

025-83786343

210098

南京市西康路一号

河海大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hohai University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本学报是以水资源开发、利用和保护为重点的综合性学术期刊，主要刊登本校在水资源、水文、地质、测量、水利工程、水电工程、水运工程、海洋及海岸工程、水工结构、工程力学、水力学及河流动力学、岩土工程、计算机科学、电力工程、电子技术及自动化工程、工业与民用建筑、管理工程、水利经济、环境工程、机械工程等学科方面的科研成果、学术论文、学术讨论、研究动态等学术性文章。
正式出版
收录年代

    基于本构均一化理论的多层复合材料流固耦合等效分析方法

    顾水涛钟胜李珂刘敏...
    82-89页
    查看更多>>摘要：为缓解多层复合材料在流固耦合模拟中计算效率和精度间的矛盾,基于本构均一化理论提出了多层复合材料的等效方法,并结合开源工具preCICE检验了该方法在恒定、时变2 种流体边界条件下流固耦合的准确性和计算效率.结果表明:与直接分层模拟相比,等效方法的误差处于合理范围内,且即使忽略等效模型带来的固体单元数量减少的收益,计算效率也有显著提升;恒定流体边界下耦合仿真结果相对误差小于5％,耦合迭代效率提高20％;时变流体边界耦合场景中相对误差小于10％,耦合迭代效率提高40％.

    复合材料等效模型流固耦合preCICE计算效率

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    不同袋内材料对土工袋单元体静动力剪切特性的影响

    陈爽刘斯宏鲁洋方斌昕...
    90-98页
    查看更多>>摘要：为了进一步研究不同袋内填充材料对土工袋单元体在静动力作用下剪切特性的影响,采用室内大型剪切系统对不同袋内填充材料土工袋单元体进行了一系列单剪试验和循环剪切试验.结果表明:土工袋单元体表现出的剪切变形规律基本符合摩尔-库仑屈服准则,其抗剪强度主要由土工袋表面张力和袋内土体颗粒之间的摩擦力共同提供;不同袋内填充材料对土工袋单元体的剪切变形特性有一定的影响,相对于壤土土工袋、碎石土工袋,天然河砂土工袋单元体的抗剪强度、阻尼消能效果与抵抗变形的能力均相对更好,因此从抗剪强度及减振消能特性的角度看,实际减隔震工程中采用河砂装填是一个较好的选择.

    土工袋单元体填充材料剪切变形单剪试验循环剪切试验

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    高分子吸水树脂对无机结合料固化土工程性质的影响

    彭劼商志阳曹天赐赵晓婉...
    99-104,166页
    查看更多>>摘要：针对传统无机结合料固化土普遍存在的耐久性及干缩性差的问题,在无机结合料加固淤泥质黏土的基础上添加高分子吸水树脂(SAP)材料,通过无侧限抗压强度试验、击实试验、干湿循环试验、干缩变形试验与XRD测试,分析了SAP材料对无机结合料固化土工程性质的影响及其作用机理.结果表明:掺入SAP材料不仅可以提高无机结合料固化土的无侧限抗压强度,还能显著改善无机结合料固化土的压实性、耐久性与干缩性能;SAP材料主要依靠填充作用改善无机结合料固化土的工程性质.

    高分子吸水树脂无机结合料压实度干缩变形微观机理

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    泡沫稳定性对土压平衡盾构砂卵石渣土改良效果

    齐飞刘江涛钟小春张坤勇...
    105-109,137页
    查看更多>>摘要：为确保土压平衡盾构在砂卵石地层施工时切削的渣土具有良好的工程特性,以成都轨道17号线明九区间2 号风井—九江北区间为背景,采用不同稳定性的泡沫剂分别掺入卵砾石含量为20％、40％和60％的砂卵石渣土中,开展室内坍落度试验、渗透试验和喷涌试验,研究各种泡沫土流动性、渗透性和时效性的变化规律,探讨泡沫剂稳定性与砂卵石渣土的适应性.结果表明:稳定性好的泡沫能够适应卵砾石含量低于60％的砂卵石土层,即泡沫稳定性的提高有利于扩大砂卵石地层的适用范围;稳定性好的泡沫剂能够保持改良砂卵石渣土掘削排渣全过程良好的流动性、抗渗性;过量的泡沫掺入改良的砂卵石渣土易发生离析,造成改良后的渣土难以达到良好的和易性;泡沫改良砂卵石渣土的喷涌压力可作为检验改良效果的重要指标.

    土压平衡盾构砂卵石地层泡沫剂渣土改良

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    基于S-A模型的覆冰输电线绕流数值分析

    廖绍凯张研陈达
    110-117页
    查看更多>>摘要：基于Spalart-Allmaras湍流模型(S-A模型)封闭的雷诺平均N-S方程,采用沿均匀流线的三阶Runge-Kutta法和Galerkin法分别进行时间和空间离散,得到了湍流方程的有限元格式.采用自编Matlab程序,数值模拟了不同风攻角下覆冰输电线绕流问题,得到了覆冰输电线绕流瞬态和时均流场、气动力系数时程曲线和平均气动力系数随风攻角的变化关系,并与试验结果进行对比,验证了该算法的有效性.基于流场演化和平均压力分布,分析表明风攻角变化引起的边界层分离点转移是产生升力系数尖峰突跳现象的主要原因.

    Spalart-Allmaras模型雷诺平均N-S方程Runge-Kutta法有限元格式覆冰输电线流场演化气动力系数

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    基于残差网络的河流表面时空图像测速法

    李华宝张振陈林孟健...
    118-128页
    查看更多>>摘要：针对在耀光、紊流、降雨等复杂含噪场景下时空图像中有效纹理特征变得模糊,使得现有纹理主方向检测算法精度受限的问题,结合深度学习的思想,提出了一种基于残差网络回归模型的时空图像测速(ResNet50-STIV)法,并借助残差网络回归模型强大的非线性学习能力构建了回归预测函数.通过构建人工合成数据集和包含复杂场景时空图像的天然河流数据集对残差网络回归模型进行试验,结果表明:提出的残差网络回归模型在人工合成数据集下的检测精测可达到0.1°,对于天然河流数据集,具有残差结构的ResNet回归模型的检测精度优于VGG16;从模型层数看,基于ResNet50 的回归模型能较好地平衡检测精度以及执行效率,在正常场景下的检测精度达到 0.7°,而在耀光、紊流、降雨场景下能控制在1.3°以内,ResNet50-STIV优于现有的时空图像测速法;与流速仪法在多场景下表面流速比测的最大相对误差小于12％.

    水流测量时空图像测速纹理主方向残差网络深度学习

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    盾构隧道管片接缝密封垫防水耐久性试验研究

    王媛周峰陈龙任杰...
    129-137页
    查看更多>>摘要：为研究盾构管片接缝橡胶密封垫的防水耐久性,开展了橡胶密封垫水热加速老化试验,并对老化后试样进行拉伸力学性能试验、试样表面电镜扫描与长期防水性能试验,分析了橡胶垫表面微观尺度下的防水失效机理;采用橡胶密封垫极限防水压力为耐久性评价指标,结合基于Arrhenius方程的p-T-t数学模型,推导了橡胶密封垫长期防水性能折减系数的预测公式.结果表明:老化后橡胶密封垫表面接触状况的恶化和橡胶材料的硬化,加速了橡胶密封垫接触面间渗漏通道的形成;橡胶密封垫防水性能随着老化时间的增加不断降低,但下降速度逐渐减小.采用提出的防水性能预测公式对广东榕江-关埠引水工程盾构隧洞实际使用的橡胶密封垫的耐久性进行了预测,预测服役100 a后的老化系数为0.390,结果相对于仅考虑橡胶材料力学性能时的预测结果偏小12.36％,对原设计使用期内频繁出现的渗漏现象提供了合理解释与更准确的寿命预测.

    盾构隧道接缝防水橡胶密封垫水热老化失效机理耐久性预测

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    长距离盾构隧道掘进的主要问题及发展趋势

    朱伟钱勇进王璐方忠强...
    138-149页
    查看更多>>摘要：对盾构隧道工程区间施工距离变化的现状进行梳理,基于 4 个典型的长距离盾构隧道工程实例,对盾构隧道长距离掘进中出现的刀盘刀具磨损、盾尾密封系统失效、管路磨损、复杂地层盾构开舱、地下对接等问题以及其主要技术原理、技术流程、适用范围及优缺点进行归纳总结,并对我国智能化快速施工技术发展进行了展望.

    隧道工程长距离掘进刀具更换盾尾密封修复地层加固开挖面稳定盾构机对接

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    基于改进XGBoost不平衡围岩超前分类方法的隧洞工程施工仿真研究

    韩峰余佳徐国鑫张君...
    150-157页
    查看更多>>摘要：为了在围岩类别不平衡的条件下实现围岩类别有效判断,进而提高隧洞工程施工仿真准确性,基于改进极限梯度提升(XGBoost)不平衡围岩超前分类方法进行隧洞工程施工仿真研究.采用自动邻域确定合成过采样(AND-SMOTE)方法优化围岩类别不平衡性,并采用改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型进行围岩超前分类,进而优选仿真参数,提高仿真结果的准确性,其中,以模型交叉验证平均准确率为目标,采用哈里斯鹰优化(HHO)算法自动优化XGBoost超参数,以提高围岩分类精度.工程应用表明,相比未改进的 XGBoost 不平衡、KNN、SVC 等 6 个模型,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度更高;考虑围岩类别不平衡性后,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度提高了8.6％;此外,基于围岩超前分类的隧洞工程施工仿真结果与实际进度的相对偏差相比传统仿真降低了11.3％,更符合工程实际.

    隧洞工程施工仿真围岩超前分类类别不平衡XGBoost模型哈里斯鹰优化算法AND-SMOTE

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    砂土地层水下盾构隧道开挖面被动破坏数值模拟

    申政闵凡路柏煜新方忠强...
    158-166页
    查看更多>>摘要：基于Mohr-Coulomb强度准则和不相关联的流动法则,采用Abaqus模拟砂土地层水下盾构隧道开挖面被动破坏,分析埋深比C/D、地层上覆水位高度H、砂土内摩擦角φ对地表位移的影响,并探讨开挖面前方土体破坏模式.结果表明:标准开挖面支护压力与C/D、H和砂土φ均呈正相关关系;地表位移受C/D变化影响较大,C/D由0.8 增大到1.5,最大纵向和横向位移值分别减小80％和86％;静水压力仅会限制横向地表位移的发展,对纵向地表位移的影响较小;C/D较小时,被动破坏模式呈现延伸至地表的倒棱台形,属于整体破坏;C/D增大至4.3 时,土拱无法达到地表,属于局部破坏.

    水下隧道砂土地层开挖面被动破坏数值模拟地表位移破坏模式

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