工业建筑

Industrial Construction

城市运行发展安全风险

  • 突发公共卫生事件冲击下超大城市老旧小区系统性风险识别与韧性改造——基于“源-体-力”城市安全框架

    邬樱;李爱群;田永英;

    突发公共卫生事件频发凸显了超大城市老旧小区在城市安全风险管控中的系统性短板。基于城市安全“风险源-承灾体-减灾力”理论框架,以北京超大城市为例,系统分析了突发公共卫生事件冲击下超大城市老旧小区的系统性风险与韧性改造路径。首先,从“风险源”方面分析突发公共卫生事件的特征及其对老旧小区特殊的级联风险冲击效应;其次,从“承灾体”方面识别老旧小区在人、社会、经济、工程、资源与环境等方面的脆弱性基底;最后,从“减灾力”方面提出韧性改造的策略与路径,形成风险源治理→承灾体优化→减灾力干预韧性上升的城市安全治理闭环,以期为超大城市基层平安能力建设与城市更新提供理论支撑和实践指导。

    2025年12期 v.55;No.635 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K]
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  • 基于改进Warshall算法的生命线系统抗震可靠性评估

    郑山锁;蔡国威;王凯歌;田琦;

    生命线系统在低概率、高影响事件下的拓扑结构会动态变化,导致网络断裂,形成隔离子网络。针对传统Warshall算法未考虑隔离子网络对连通路径计算效率的影响,提出了改进Warshall算法,进行了时间复杂度分析,并将此算法应用于电力系统的抗震可靠性评估。以陕西省西安市电力系统为算例,对比了改进前后Warshall算法的计算结果及效率,分析了某节点的连通概率收敛曲线。结果表明:相同地震作用及网络拓扑结构下,超过5000次的蒙特卡洛模拟可确保分析结果的统计收敛性;不同抽样次数下,两者计算的节点连通概率高度一致,改进Warshall算法的计算效率存在显著优势,验证了改进算法的有效性。

    2025年12期 v.55;No.635 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K]
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  • 城市规模和人口增长背景下典型城市区域极端自然灾害风险及致灾模式分析

    李利孝;章伦;孙梦思;黄希桂;任镜羲;龚敬亮;赵一戈;

    全球气候环境变化的背景下,热带风暴、极端降雨与洪涝、极端温度以及地震等自然灾害的发生频次和强度呈现上升趋势。与此同时,城市化的推进和大规模城市的涌现导致各类自然灾害的灾害风险和致灾模式亦发生显著变化,如承载体脆弱性改变、减灾力技术挑战等。首先对我国典型特大型城市面临的极端自然灾害风险类别与灾害情况进行分析,探究城市规模和人口增长对典型城市的极端风险的影响机制,最后分析了我国不同典型区域城市的特点以及各类自然灾害风险的致灾模式。研究旨在系统地探究城市规模和人口增长对典型城市极端自然灾害风险的影响机制,为城市的可持续发展提供指导,提高城市的适应能力和抗灾韧性。

    2025年12期 v.55;No.635 17-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2252K]
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城市安全规划与设计

  • 基于情景模拟的城市工程系统地震次生灾害级联失效研究

    鲁正;严德裕;蒋欢军;李江远;

    综合考虑承灾体之间的功能关联和地理关联,利用情景模拟方法建立适用于城市工程系统的级联失效模型,针对研究区域展开案例分析,揭示震后次生灾害扩散及承灾体级联失效演化过程。结果显示:城市工程系统中各类基础设施网络呈现出高度的相互依赖性,显著增大了灾害后果的扩散范围;地震震后的演化情景中,即使初始破坏程度较小,但在关联强度较高的情况下,工程系统的破坏程度会随着时间推移明显恶化;在震后次生灾害演化扩散阶段,各种承灾体呈现出不同的受灾敏感度,如学校、加油站等设施更易受到灾害影响,因此应提前为这些承灾体制定防御和应对计划;网络关键节点具有显著的时序演化特征,基于节点时序分析结果可以将网络节点划分为早期主导型、中期爆发型、晚期敏感型3种类型,并分别采取针对性的措施阻断灾害传播。

    2025年12期 v.55;No.635 27-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K]
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  • 我国城市立体空间防灾设计框架及应对策略

    张彤彤;陈俊廷;姜晨阳;肖靖;

    解析了城市立体空间防灾设计的现存突出问题:1)缺乏安全评估技术指导下的防灾空间布局实践;2)现有防灾设计策略难以应对特殊区域中不同空间所呈现的问题;3)市政设施在“平灾转换”时尚未全面实行定性与定量结合的设计方式。针对上述问题,提出城市立体空间的典型灾害场景。通过探究国内外城市立体空间防灾设计相关实际案例,构建了包括确定规划布局、防灾空间和防灾设施三个方面的城市立体空间防灾设计框架。基于地下空间洪水倒灌场景,提出采用“避-御-纳”的全周期设计策略;基于立体街巷火灾爆炸和地震场景,提出合理化立体疏散体系的策略;基于超高空间人员应急疏散场景,提出增设高区缓冲空间的策略。

    2025年12期 v.55;No.635 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K]
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  • 文物建筑安全风险评估方法和案例分析

    谭志催;张文革;郭小东;刘佳;李轲轲;

    文物建筑面临风险因素众多,如何科学、合理地对文物建筑进行安全风险评估是文物行业内当下最热门的研究内容之一。将风险评估分为风险识别、风险分析和风险评定3个阶段,风险识别阶段将文物建筑所面临的风险划分为5个类别,涵盖绝大多数风险因子;风险分析阶段按文物建筑的本体完损情况、管理情况、防护措施、外界生存条件、受损概率等因素对每个类别进行风险分析,确定分类的风险等级和得分;风险评定阶段按分类风险分析和分类权重值计算综合评定得分,确定文物建筑整体风险等级、风险状况和修缮建议。采用三阶段评估方法对部分文物建筑案例进行安全风险评估,评估结果与实际勘查状况较为吻合,能够反映文物建筑当前的安全风险水平。

    2025年12期 v.55;No.635 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K]
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城市安全监测预警

  • 基于广域筛查与重点监测的既有房屋安全智慧化管理体系研究

    郭鹏;范宏柱;张华;陈峰;张光明;

    针对我国既有房屋量大面广、安全隐患逐渐增多、传统房屋安全检测监测成本高、效率低的问题,提出了依托卫星遥感、北斗系统、智能机器人、无人机、人工智能(AI)等技术构建的从广域筛查到重点监测的房屋安全管理模式。重点通过高分光学卫星遥感开展房屋改扩建识别,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术发现房屋形变安全隐患,部署北斗高精度定位系统对筛查出的隐患建筑进行动态监测,借助机器人与无人机搭载不同载荷对高层、超高层、大型公共建筑等重点建筑进行自动化巡检,同时以AI赋能增强对监测数据的异常特征识别能力。最终通过建设全国房屋安全综合管理平台,开展房屋安全的广域筛查、重点监测和数字化管理,建立多层次协同的房屋安全风险管控机制,推动风险管理由“事后应急”向“事前预防”的转变,提升房屋安全管理智慧化水平。

    2025年12期 v.55;No.635 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 建筑外立面脱落关键因素相关性分析

    赵仕兴;马麟涛;许浒;余志祥;杨同越;

    近年来,建筑外立面脱落致人伤亡事故愈发频发,建筑运维安全问题越来越受到关注。因此,保证建筑外立面安全可靠并延长其使用寿命是既有建筑运维阶段的首要工作之一。为了深入探究建筑外立面脱落主要因素,并阐明各因素间存在的关系,收集整理了自2000年以来全国范围内1030件外墙脱落案件,通过梳理归纳出材质类型、使用时间、季节、地区、损失类型、脱落面积、脱落高度、风力和气温共9个要素。采用频数分析方法揭示了各要素间的相互影响规律,并在此基础上采用独立性检验和皮尔逊分析探究了各个要素间的相关程度。结果表明:统计案件中的外保温层、墙面粘贴材料、墙面粉刷材料和墙面钉挂材料发生脱落的平均年限分别为1.47年、5.26年、3.30年和2.49年,明显小于JGJ 144—2019《外墙外保温工程技术标准》规定年限;脱落面积主要集中在0.72~49.50 m~2区间,表明脱落情况往往是外立面材料集体脱落;脱落面积与材质类型、地区和时间,损失类型与面积、时间,脱落高度与类型、风力,风力与季节、地区、脱落面积和气温,气温与地区存在相关关系,其中脱落面积与时间和材质类型,脱落高度与类型,风力等级与地区的相关程度最强,相关系数r分别为-0.22、-0.22、-0.27和-0.23,表明小面积脱落跟时间相关性强,相较用于外墙饰面层的粉刷材料、粘贴材料和钉挂材料,外保温层更易产生大范围脱落。外保温层与脱落高度间的相关程度高,外保温层相较于其他外墙材料,更容易受到高度的影响。东北和华北地区的外墙更容易受到强风的影响,从而增加脱落的风险。

    2025年12期 v.55;No.635 60-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 装配式超高层住宅结构施工过程中动力性能的评估研究

    刘洋;刘淳清;张凤亮;韦骄原;

    对深圳某装配式超高层开展了贯穿施工全周期的环境振动测试,获取了各阶段的结构动态响应数据。采用基于贝叶斯理论的运营模态分析(Operational Modal Analysis, OMA)技术,识别了施工进程中的结构模态参数。通过分析模态参数并与有限元模型结果进行对照,发现模态频率和阻尼比随施工进展而整体呈现下降趋势,与结构动态响应特性的演变相一致。为此,研究中量化了各施工阶段频率变化的特征。结果表明,尽管实测模态频率普遍高于有限元计算值约40%,但两者变化趋势一致,验证了有限元模型在趋势预测上的可靠性。最终竣工状态下的结果表明实测前六阶振型与有限元分析结果在模态置信准则(MAC)下具有高度一致性。

    2025年12期 v.55;No.635 71-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K]
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城市韧性与减灾

  • 地铁工程复杂性对施工安全先行指标的影响

    苗春刚;王尧;黄玥诚;方东平;张帆;徐曼;

    地铁工程复杂性给施工安全管理带来了严峻挑战,但现有研究尚未明确其对安全领导力与安全文化等施工安全先行指标的具体影响机制。基于复杂系统理论与LCB(领导力-文化-行为)理论,通过结构方程模型分析了26个地铁项目的 238份管理人员问卷数据,揭示工程复杂性对安全领导力与安全文化的差异化影响路径。结果表明:工程复杂性会显著削弱安全领导力与安全文化;技术复杂性与组织复杂性共同对安全领导力产生负面影响;组织复杂性与环境复杂性共同对安全文化产生显著负面影响,组织复杂性同时对两类施工安全先行指标产生显著负面影响。研究揭示了地铁工程复杂性对施工安全先行指标的影响机制,成果拓展了LCB理论在复杂工程场景的应用,为系统性管控工程复杂性提供了实证依据。

    2025年12期 v.55;No.635 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1469K]
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  • 城市老旧社区韧性治理的学理因由与推进方略

    谷甜甜;刘坦;吴昊;李德智;

    在多重不确定性叠加共振的现代社会,将韧性治理引入城市老旧社区,已成为解决城市老旧社区“治理滞距”的新向度。为实现城市老旧社区治理的“人”与社区韧性建设中的“物”连接,亟需从主体、信息、资源、任务维度辨析老旧社区治理、韧性社区、老旧社区韧性治理的内涵,明确老旧社区韧性治理的社会关系鲁棒性、资源利用高效性、信息获取冗余性、治理内容多样性和治理主体凝聚性特征,总结出以现代城市规划理论、灾害治理理论、风险脆弱性理论作为其学理因由,提出包括确保经济循环畅通、培养治理专业人才、精准把控合理布局、理顺基层治理秩序、加强宣传普及认知、健全跟踪考评机制六大推进方略,从而推进城市老旧社区韧性治理理论体系的建构,形成共建、共治、共享的城市老旧社区韧性治理新格局。

    2025年12期 v.55;No.635 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K]
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  • 基于实验室法-解释结构模型改进复杂网络的高校人员密集场所火灾风险识别及演化研究

    李良;王启瑞;郭瑞鹏;周子源;

    为有效降低高校人员密集场所火灾风险,满足校园消防安全管理精细化要求,基于扎根理论系统识别火灾风险因素,使用实验室法-解释结构模型(D-ISM)对火灾风险演化复杂网络进行优化,构建分级网络,解决了传统方法中关键风险节点与风险传播路径分析相分离的问题,增加量化指标,对风险因素进行了分级、分类分析。主要结论如下:1)将风险因素划分为三级,构建包括核心层、间接层、直接层的三级分类复杂网络,有助于搭建符合分类防控要求的风险评估体系。2)高校人员密集场所火灾风险耦合度高,容易产生演化,且演化的复杂性始于间接层。3)风险演化表现为从核心层向间接层、直接层依次演化的特征,各层级火灾风险具有显著特点,可分层分类制定管控措施。

    2025年12期 v.55;No.635 96-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K]
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  • 考虑恐慌情绪和分区引导的救援空间分配优化研究

    王益;肖昊煜;朱佳波;

    为探讨在紧急疏散条件下引导人员空间部署的最优策略,以提高疏散效率和控制恐慌情绪的扩散,采用改进的元胞自动机(CA)模型与遗传算法(GA)相结合的方式进行分析。首先构建了改进的考虑恐慌情绪传播及救援人员引导作用的疏散模拟模型。其次,进一步实现了遗传算法的具体模块,并设计了目标函数,用以最小化人员总疏散时间。通过在简化场景和实际商场火灾场景中应用该模型,模拟不同引导人员数量和部署位置下的疏散过程,并分析不同响应时间和出口标志的清晰程度对疏散效果的影响,最终得出最优的引导人员部署策略。研究发现,合理的引导人员空间分配、快速响应与清晰标志能够显著提高疏散效率,有效减缓恐慌蔓延与出口区域的拥堵,并提出了在实际疏散管理中优化资源配置的具体建议。

    2025年12期 v.55;No.635 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1925K]
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  • 智慧韧性导向的高速公路收费大棚集成创新设计

    亓琳;赵新华;刘传勇;

    针对国内高速公路收费设施普遍面临的矛盾:抗灾性能欠佳、智能技术应用滞后、地域文脉割裂与资源消耗显著等系统性缺陷,基于韧性基础设施理论框架,提出“智慧管控-文化转译-低碳技术”三位一体设计体系。通过构建环境要素-结构应力多维物联感知体系,实现气象与结构状态实时预警响应;采用参数化算法将地域文化元素转译为空间形态与装饰符号,增强设施与环境的协调性;集成海绵城市技术与风光互补能源系统,构建“能源-水-材”协同的低碳运维模式。依托京雄高速房山北站工程实践验证,系统实现极端天气及时响应、全生命周期能耗降低、文化融合评分提升的综合成效。研究成果可为交通基础设施的韧性提升、文脉延续及可持续运营提供系统性解决方案。

    2025年12期 v.55;No.635 115-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 2135K]
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  • 考虑微地形修正的输电线路场地台风极值风速估计

    卞荣;张琳琳;朱子笛;黄铭枫;陈科技;鲍旭明;

    我国东南沿海地区每年直面西北太平洋台风威胁,沿海输电线路可能发生严重破坏,但由于实测数据不足,往往无法准确估计台风气候下的极值风速。采用基于随机森林的全路径模拟方法开展西北太平洋台风随机模拟,并基于YM风场模型开展台风风场模拟,获取温州市一输电线路场地50年和100年重现期下的极值风速分别为33.7 m/s和35.8 m/s。分别绘制温州市和乐清市台风设计风速分布图,结果表明内陆地区台风风速呈向内递减趋势。进一步分析微地形对台风极值风速的影响规律,使用计算流体力学(CFD)方法计算真实地形下风速加速比,并对极值风速分布图进行修正。台风极值风速经修正后有大幅提升,说明微地形区域对台风风速具有显著增强作用。

    2025年12期 v.55;No.635 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K]
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  • 广州白云“4·27”龙卷风对钢结构厂房破坏现场调查分析与思考

    左太辉;程晔;华旭刚;

    2024年4月27日广州市白云区遭受龙卷风袭击,导致大量建筑尤其是轻型钢结构厂房出现屋顶掀翻、立面破损和整体倒塌等不同程度的损坏。基于灾后现场勘查,深入探讨龙卷风对轻钢结构厂房围护结构及主体承重构件的破坏特点和原因。结果表明:极端龙卷风荷载是引发轻钢结构厂房受损的关键因素,损坏形态与结构类型差异有关;严格遵循规范进行设计和施工的轻钢厂房表现为围护结构受损,主体结构展现了较好的抗风韧性;高耸结构在龙卷风作用下易发生整体扭曲变形和支撑失效。由于设计和施工质量对提升建筑物抵御龙卷风侵袭能力具有重要影响,可以通过减小檩条间距和增强立柱承载力等措施提高轻钢厂房抵御龙卷风灾害的能力。

    2025年12期 v.55;No.635 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2061K]
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  • 台风“摩羯”对滨海商业临时建筑破坏特征及抗风对策探讨——以海口白沙门文创市集为例

    蒋伊琳;路冠丞;邱佳峰;姜霖;朱丽玮;赵雁;马未;

    2024年超强台风“摩羯”对海口白沙门文创市集造成严重破坏,基于灾后实地调研,系统分析了45栋装配式模块化临时建筑在极端风灾中的破坏特征与成因。研究发现:围护结构破坏最为普遍,占比超80%;主体结构破坏以轻钢结构倾斜、节点断裂为主;设备管线及家具大量移位、浸水。破坏主因包括设计抗风等级不足、材料强度低、围护连接构造薄弱及临海无遮挡地形放大风压等。对此,提出应提升滨海临时建筑抗风设计标准,优化围护与主体结构连接节点,采用高性能耐候材料,并加强防风构造与运维管理等4项技术措施,为热带海岛同类项目提供抗风减灾技术路径。

    2025年12期 v.55;No.635 137-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 2952K]
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  • 下击暴流致工程结构动力响应分析方法的研究进展

    薛江;谢欣宇;陈佳宇;逯鹏;刘小兰;王剑;丁代伟;

    对下击暴流的灾害机理与防护技术进行调研,在致灾机制层面,揭示了雷暴云能量转化触发的下沉气流冲击扩散规律,结合灾害案例分析其作用于建筑结构的极端风压特性及动力放大效应。研究技术体系方面,梳理了理论模型从基础形态到三维动态的演化路径,对比不同分析方法差异及在结构风荷载预测中的适用性,并梳理了不同试验手段在风场模拟中的应用。在工程防护领域,梳理了气候适应性设计策略,通过结构加固技术显著提升抗风性能,集成智能化监测系统实现灾后快速评估。建议融合雷暴云参数化与多目标密度演化理论,构建气象-地形-结构动态耦合框架,形成灾害预测-反馈控制-规范调适的全链防控体系,为工程韧性设计提供系统性支撑。

    2025年12期 v.55;No.635 146-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2620K]
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基础设施智能诊治

  • 面向工程结构的视觉振动测量算法综述及其验证应用

    金楠;谭志森;俞青;侯思军;常好诵;施钟淇;孙彦龙;钟儒勉;

    梳理了9种主要的视觉振动测量算法,通过统一的室内试验条件开展了公平、系统的性能对比测试。室内对比试验结果表明,基于标记物的方法展现出更高的测量精度,误差平均值EM低至0.92 mm,标准化均方根误差NRMSE低至4.97%。在无标记物方法中,光流法表现最优,其EM为1.5 mm,NRMSE为7.8%,显著优于其他无标记物非接触式测量方法。基于对比试验结论为视觉技术的工程应用提供参考。最后,在工程应用测试中,使用视觉振动测量算法准确提取出结构振动的频率特征,验证了视觉算法在实际工程场景应用中的有效性和泛化能力。

    2025年12期 v.55;No.635 159-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K]
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  • 市政管网渗漏引起的地面塌陷过程调查与机理分析

    秦敢;杨帆;姚华彦;张兴其;

    市政管网渗漏是城市地面塌陷的重要诱因之一。为了揭示管网渗漏的诱因以及地面塌陷的过程机理,以我国西南地区某次地面塌陷事件为研究对象,通过现场调查、数值模拟及多源数据综合分析得出:地面塌陷为管-井周围出现大规模的侵蚀空洞导致,造成空洞的主要因素为污水井及附近管段的渗漏,次要因素为雨水方沟、雨水支管短时性渗漏以及浅层不明水源的渗漏。而引发渗漏的原因是井室底部、下井室周边、流槽、管-井拼接处等容易出现结构缺陷。因市政管网渗漏引起的地面塌陷经历了4个发展阶段,即管网破损、开始渗漏阶段,土体侵蚀、渗漏连通阶段,结构缺陷、渗漏加剧阶段,空洞形成、下沉塌陷阶段。

    2025年12期 v.55;No.635 167-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K]
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  • 基于无人机图像识别的钢结构表面锈蚀检测方法

    袁峥嵘;何益斌;夏心红;阳波;姚文轩;仇澳;

    锈蚀是一种常见的钢结构损伤现象,若不及时发现修复会影响整个结构的安全。以钢结构表面锈蚀为研究对象,提出一种以无人机为载体获取高清图像,基于计算机视觉的钢结构表面锈蚀检测方法。该方法通过无人机获得高清锈蚀图像,构建锈蚀数据集,把YOLOv8模型进行训练改进从而实现高精度的锈蚀目标检测,U_Net模型对检测出的锈蚀区域进行分割,实现锈蚀面积统计。改进的YOLOv8网络模型以YOLOv8-OBB模型为基础,对YOLOv8-OBB模型的主干网络的深层卷积层进行层剪枝并引入上下文锚点注意力模块(CAA)和感受野注意力卷积(RFAConv)、将主干网络的浅层特征信息引出到颈部网络,从而实现特征融合。该方法通过试验验证,锈蚀检测精确度(P)提升3.8%,召回率(R)提升5%,均值平均精度(mAP)提升3.5%,参数量减少了63.2%,浮点运算次数增加了11.1×10~9次,每秒帧数(FPS)降低了17.47帧/s。

    2025年12期 v.55;No.635 173-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1902K]
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  • 基于多普勒激光测振原理的方钢管损伤识别试验研究

    尹涵;李泽宇;吴明辉;于放;陈洪兵;汪明;周萌;

    随着高层及超高层建筑结构规模日益庞大、类型日趋多样,在长期服役过程中,由于结构损伤的持续累积效应,导致结构异常现象频发,如何快速准确开展损伤识别已成为工程领域亟待突破的技术瓶颈。为此,提出了一种基于多普勒激光测振原理的方钢管损伤识别方法。为研究将该方法应用在高层及超高层建筑简化模型损伤识别中,设计了长细比为40∶1的一根方钢管试件,并对方钢管损伤评估及损伤位置判定开展试验研究。通过建立方钢管物理模型,利用激光多普勒测振技术采集结构损伤前后的振动响应信号,并利用频域分解(FDD)提取结构的固有频率、振型等模态参数;进一步引入模态曲率差分析,基于损伤前后模态曲率的突变特征实现损伤区域的准确定位。试验通过预设不同位置损伤,验证了该方法对损伤的敏感性。结果表明:模态曲率差指标可有效识别结构的损伤,此外对方钢管进行损伤设置有限元分析,将模态识别结果与数值模拟结果相比,二者振型吻合较好。

    2025年12期 v.55;No.635 181-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1751K]
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  • 基于多尺度自适应融合图卷积网络的结构损伤识别

    倪艳春;靳启源;胡睿;

    目前,基于图卷积网络(Graph Convolutional Network, GCN)的损伤识别方法多依赖于静态图或单一尺度动态图结构对不同变量进行建模,难以同时提取局部与全局的特征。鉴于此,提出一种基于多尺度自适应融合图卷积网络(Multi-scale Adaptive Fusion Graph Convolutional Network,MAFGCN)的结构损伤识别方法。首先,基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)构建物理信息驱动的动态图结构,并基于传感器空间拓扑关系构建静态图结构。其次,使用简化图卷积提取多尺度动态特征图的特征,与静态图特征进行融合。最后,设计多尺度异构图融合框架,通过自适应权重机制实现多尺度邻接矩阵融合,使用图卷积在不同的尺度上提取高阶特征。通过简支梁数值模型和卡塔尔看台的实际检测对该方法进行了验证,并通过向原始振动数据中加入不同水平的噪声验证了方法的抗噪性。结果表明:该方法能够有效地捕捉振动数据的多尺度特征,在15%噪声水平下仍然能够达到90%以上的损伤识别准确率。

    2025年12期 v.55;No.635 188-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1950K]
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  • 基于数字孪生的变电站施工质量控制建模方法

    肖群安;王宇平;王松;刘占省;刘畅;

    现阶段变电站建设作为电力基础设施的重要组成部分,其施工质量直接影响到电力系统的稳定运行。然而,传统的变电站施工质量控制方法存在一定局限性。针对变电站施工过程中质量控制的挑战,提出了一种基于数字孪生的变电站施工质量控制方法。首先,通过结合BIM模型和巡检机器人现场采集的数据构建变电站的数字孪生模型。其次,将施工步骤的规范提前导入数字孪生系统,构建可以自行根据规范数据且可以对实时更新的数字孪生模型进行评价的数字孪生系统。最后,通过巡检机器人实时或者按规定时间间隔采集现场施工情况,完成数字孪生模型实时更新,以实现施工过程中的实时监控、质量评估和预测性维护。同时详细阐述了数字孪生技术的原理、模型构建方法以及在变电站施工质量控制中的应用,并通过案例分析验证了该方法的有效性。

    2025年12期 v.55;No.635 198-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1864K]
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  • 曲线人行桥人致振动舒适度分析与振动控制

    马宏伟;王鹏远;熊伟;李红波;何忠意;曾昱棠;杜锐;

    为了有效抑制人行桥在竖向周期性荷载下的动力响应,对比了设置质量调谐阻尼器(TMD)和旋转惯性双调谐质量阻尼器(RIDTMD)来减小竖向加速度的效果。以山地步道项目的架空人行桥典型段为研究背景,在考虑支座实际刚度下,对曲线人行桥进行静力作用下的受力性能分析,通过有限元软件MIDAS/Civil和ANSYS建立该段桥梁的精细化有限元模型,按照实际荷载情况施加荷载,进行强度与刚度分析,两者计算得到的梁上最大应力的相对误差仅为0.59%;从避开敏感频率和限制结构动力响应方面对人行桥进行舒适度分析,并按照国内外规范对人行桥进行舒适度评级,提出了设置调谐质量阻尼器对人致振动的控制方案;在人行桥第四跨跨中设置RIDTMD的方法,基于改进定点理论将RIDTMD多参数优化简化为质量和阻尼的二维优化,结合MATLAB Simscape迭代计算确定RIDTMD最优参数。结果表明:在人行桥第四跨跨中设置质量比为3%的TMD,可以有效抑制人群步伐不一致的竖向周期性荷载下的动力响应,竖向加速度减振效果可达到61.8%,舒适度等级按照德国规范从CL_3提高至CL_1,按照中国规范从等级4提高至等级2;在等效的加速度控制效果下,调谐质量比从3%降低至1.95%,质量优化率达到35%。

    2025年12期 v.55;No.635 207-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 2187K]
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  • 振震双控型环境微振动竖向隔振装置性能分析及应用

    吴洁雯;丁建国;陈彦北;江民;

    为解决半导体车间对环境微振动控制和抗震设防的双重需求,自主开发了一种振震双控型环境微振动隔振装置。采用理论分析、试验验证与数值模拟相结合的研究方法,分层设计固有频率为5 Hz的竖向弹簧隔振单元以及嵌有剪力销的水平摩擦摆抗震单元。制作缩尺试件开展竖向压缩试验、水平剪切试验和剪力销分级抗震试验,测定装置关键力学参数及分级地震作用下的耗能能力。以江苏省苏州市某半导体车间为工程背景,采用ANSYS APDL建立有限元模型,并通过ABAQUS建模验证模型可靠性,基于1/3倍频程分析与振动等级(BBN-VC)标准评估结构振动响应。结果表明:该装置能够实现三水准抗震设防目标,加速度隔振率可达到70%,40 Hz频率处结构速度幅值降低77%,满足半导体制造工艺的振动敏感性要求。

    2025年12期 v.55;No.635 216-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K]
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  • 块石倾角对土石混合边坡稳定性的影响分析

    刘顺青;文川;孙宇赫;张智超;

    为研究块石倾角对土石混合边坡稳定性的影响,考虑自然界中广泛存在的具有棱角边的块石,通过构建不同形态的四边形块石,建立土石混合边坡数值模型,采用有限元极限分析法,计算不同块石倾角下边坡的安全系数,并对结果进行统计分析。研究结果表明:块石倾角对土石混合边坡的稳定性存在显著影响,当块石倾角在0°~120°变化时,边坡平均安全系数随着块石倾角的增大先增大后减小,在120°后再次先增大后减小;块石的空间随机分布使得土石混合边坡的安全系数产生波动变化,且含石率不同,波动程度差异较大;当块石倾角为60°时滑动剪切带的发展受到块石棱边或长轴方向的阻挠,此时的边坡稳定性较强;当块石倾角为0°、150°、180°时,边坡的滑动剪切带沿着块石的棱边接触方向贯通发展,边坡的稳定性较低,此时的块石倾角大小与含石率有关。

    2025年12期 v.55;No.635 224-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
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  • 离子固化剂加固滑带的滑体降雨变形特性试验研究

    吴建兵;徐驰;雷进生;周珂;杨友;

    对滑带土加固改良有助于改善滑带土的工程性质,提高滑坡体抗滑稳定性能。以某移民迁建场地项目场区边坡为原型,根据相似理论构建边坡物理模型,利用人工降雨模拟装置对离子固化剂灌浆加固前后的边坡物理模型进行人工降雨试验,研究坡体示踪点应力和位移分布规律,分析降雨条件下坡体破坏模式及演化过程。试验结果表明:土压力及孔隙水压力受离子固化剂对边坡滑带层的加固效应影响明显;在滑带土灌浆加固后,边坡模型变形破坏的临界降雨总量与降雨强度明显增大,滑坡发生时累计降雨量约为加固前的9.14倍;边坡由整体性的滑动垮塌破坏变成局部性的蠕滑破坏,边坡滑移过程持续时间增长,蠕滑破坏后模型形态基本保持完整;在破坏持续时间内,离子固化剂可灌性良好,用离子固化剂灌浆加固后的边坡更为稳定,即离子固化剂加固改良滑带土可以有效地改善边坡的抗滑稳定性。

    2025年12期 v.55;No.635 231-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2516K]
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  • 盾构隧道下穿引发的高铁站变形规律及变形控制措施研究

    杜华林;韩圣章;马小龙;冀叶涛;赵林嵩;王瑞坤;程雪松;

    高铁站变形控制要求极为严格,然而目前盾构隧道下穿高铁站引发的高铁站变形规律及控制措施研究极为缺乏。对此,依托天津地铁四号线盾构隧道下穿天津西站工程,对变形控制措施进行研究,分析了盾构隧道下穿引发的高铁站结构变形规律。研究表明:双线盾构隧道下穿后,负一层底板在整个高铁站结构中隆沉变形最大;先行线下穿时,结构沉降总体较小;下穿后,底板整体出现隆起。后行线下穿时,各测点在波动中略有下沉;一层路基层变形显著小于底板,均小于1 mm;路基层整体呈东侧隆起、西侧沉降,双线隧道正上方为低点,桩柱处为高点;自动化监测、试掘进、二次注浆、同步注浆等施工措施对控制高铁站变形较为有效。

    2025年12期 v.55;No.635 241-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 2108K]
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