大数据背景下的桥梁结构健康监测研究现状与展望

结构健康监测（SHM）技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用，但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁SHM数据的处理分析中，首先总结大数据的概念和构成要素；然后分析SHM数据的工业大数据属性，梳理桥梁SHM大数据的研究方向；随后综述包括处理技术和分析方法在内的大数据技术在桥梁SHM中的应用现状，在由数据预处理、数据融合、特征工程、模式识别、可视化构成的大数据分析流程中提出SHM大数据研究的需求和应用场景；最后对大数据技术在桥梁SHM中的前景与驱动力进行展望和讨论。结果表明：SHM大数据研究应以结构状态评估为落脚点；大数据处理技术在SHM的系统框架搭建及数据分析能力扩展方面虽已得到较多应用，但其并非SHM大数据研究的重点；SHM数据融合对大数据分析方法有迫切需求，以实现桥梁SHM数据与外观检测等多源异构数据的多层面融合；深度学习、集成学习为结构状态敏感特征的提取提供了新的算法；有监督、无监督机器学习方法结合海量SHM数据将对结构状态评估下的模式识别问题形成更全面的认知；异常识别、相关分析、迁移学习等方法可为实桥SHM损伤识别提供支撑。研究结果可为SHM领域的大数据研究提供参考。     

兰渝铁路胡麻岭隧道第三系含水粉细砂岩地表降水试验研究

兰渝铁路胡麻岭隧道7号竖井工区通过的第三系含水弱胶结粉细砂岩具有异常复杂的水稳性特征,掌子面自稳性差,施工进度极其缓慢,采用洞内降水措施,效果很难保证,施工风险大。根据地形地质条件,对胡麻岭隧道7号竖井工区开展地表降水试验研究,对试验成果进行计算分析,了解和掌握该第三系含水砂岩的水文地质特性,确定地表降水井的设计参数。通过对降水前后围岩、施工进度的比较,验证了降水井的设计合理。     

砂性地层地铁暗挖施工地表沉降预测方法

通过对地层沉降机理和地表沉降空间分布形态的分析,对Peck公式进行了修正,把隧道中轴线处地表沉降z中和地表沉降槽的宽度系数i都拓展成y的函数,得到了适用于砂性地层地铁暗挖施工开挖进程的三维空间地表沉降预测方法。根据沈阳地铁实际工程地表沉降实测值反推出预测公式中z中(y)和i(y)的具体形式及其他系数值,并对不同断面横向地表沉降计算值和实测值进行对比分析,结果证明该预测方法可应用于工程实践。     

城市浅埋隧道竖井排烟烟气逆流的影响研究

为研究浅埋隧道中烟气逆流长度的影响因素，以武汉东湖隧道为工程背景，采用量纲分析法，构建竖井排烟隧道内火源上游烟气逆流长度无因次表达式，并通过数值模拟，量化研究火源热释放速率、纵向送风风速、竖井与火源距离、竖井宽和高对火源上游烟气逆流的影响。结果表明： 上游烟气逆流长度随火源热释放速率、竖井与火源距离增长而增大，但当超过一定值时，烟气逆流长度均趋于稳定； 随着隧道纵向风速和竖井宽度的增加而减小，且不受竖井高度变化的影响； 同时，火源热释放速率与纵向风速的影响明显强于其他因素。创新性推导出了考虑火源热释放速率、纵向送风风速、竖井与火源间距、竖井宽度情况下火源上游无量纲烟气逆流长度的预测公式，且与数值模拟结果良好吻合。     

TPDS对客车踏面损伤监测应用分析

结合车辆运行品质轨边动态监测系统(TPDS)在武汉铁路局客车踏面损伤监测方面的应用,分析了TPDS客车运用的可行性,深入探讨了TPDS客车运用存在的问题,并提出了TPDS运用于客车监测,需要对TPDS实现设备及软件升级及监测网络完善等建议。     

铁路电力牵引工频电磁场对人体的健康影响与防护对策

电气化铁路因27.5 kV电力牵引接触网周围形成工频（50 Hz）电磁场广泛存在于铁路运营的多个环节（场所）,对电气化铁路职工造成职业危害。本文就工频电磁场对人体免疫系统的影响、遗传毒作用及其与肿瘤和白血病的关系等进行综述,旨在为提出电气化铁路职工的工频电磁场防护对策、开展电气化铁路职业卫生工作提供科学依据。     

Concentration of floating biogenic material in convergence zones

Some organisms that live just below the sea surface (the neuston) are known more as a matter of curiosity than as critical players in biogeochemical cycles. The hypothesis of this work is that their existence implies that they receive some food from an upward flux of organic matter. The behaviour of these organisms and of the associated organic matter, hereafter mentioned as floating biogenic material (FBM) is explored using a global physical–biogeochemical coupled model, in which its generation is fixed to 1% of primary production, and decay rate is of the order of 1 month. The model shows that the distribution of FBM should depart rapidly from that of primary production, and be more sensitive to circulation patterns than to the distribution of primary production. It is trapped in convergence areas, where it reaches concentrations larger by a factor 10 than in divergences, thus enhancing and inverting the contrast between high and low primary productivity areas. Attention is called on the need to better understand the biogeochemical processes in the first meter of the ocean, as they may impact the distribution of food for fishes, as well as the conditions for air–sea exchange and for the interpretation of sea color.     

远程氩等离子体对医用聚四氟乙烯表面灭菌与改性的研究

目的研究远程氩等离子体对医用聚四氟乙烯(PTFE)表面的灭菌及改性。方法通过载体定量灭菌实验测定远程氩等离子体对PTFE表面大肠杆菌的杀灭效果,并利用接触角测量、质量损失率计算和X射线光电子能谱分析(XPS)研究灭菌前后PTFE表面结构、性能的变化。结果在放电功率100 W,放电时间120 s,氩气流量20 cm3/min的条件下,远程及常规氩等离子体均可有效灭活大肠杆菌(GE≥3.769);但经远程氩等离子体灭菌后,PTFE表面的亲水性(水接触角为58.5°)明显优于常规氩等离子体灭菌后的PTFE表面(水接触角为70.5°),同时受损及降解程度低(表面质量损失率仅为11.8%)。远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、离子的刻蚀作用,强化自由基反应,对PTFE表面的脱氟作用更强,从而引入更多的含氧基团。结论远程氩等离子体在有效杀灭大肠杆菌的同时,可使PTFE表面获得更好的改性效果。     

一种基于灵敏度矩阵进行桥梁损伤识别的方法

重点研究了一种基于灵敏度矩阵对桥梁进行损伤识别的方法。基于振动分析的矩阵摄动理论,首先讨论了求取模态参数对结构物理参数灵敏度矩阵的方法,形成灵敏度矩阵的过程中避免了偏微分计算;基于灵敏度矩阵,建立了桥梁的损伤识别模型,并给出了此模型具体的求解方法;然后利用Guyan缩减的方法来缩减结构的模态自由度,保证了在进行损伤识别的过程中利用较少的模态参数,进而提高了方法的实用性;最后把所述方法应用于三跨预应力混凝土连续箱梁桥的实际损伤诊断工程。结果表明,利用所述方法进行预应力混凝土连续梁桥的损伤识别是有效的。     

曲面的3阶切触在5坐标曲面加工中的应用

运用微分几何中的切触原理,研究了在多轴数控机床中刀具切削圆与零件曲面的切触条件和局部坐标系下的局部3阶切触条件。通过引用切触阶来衡量刀具加工过程中的运动轨迹与将要被加工曲面的贴近程度,运用工件坐标系与刀具坐标系的相互转换,推导出刀具与被加工曲面的最佳切触条件。通过对车门曲面加工的验算和截形分析,证明运用5坐标加工要比运用3坐标及4坐标加工更贴切。