环境激励下挡土墙结构损伤诊断及稳定性预警方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908345
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of urbanization in our country, the failure or collapse of retaining structures, which are used widely, cause huge losses of life and property as well as infrastructures. The safety of retaining structures has been a significant issue which is urgently solved in urbanization. However, the investigation of damage diagnosis and safety alarming for retaining structures is still in its infancy. In view of this, the retaining wall structures which as one type of retaining structures are studied in this project. An analysis dynamic model of the wall-soil system dynamic test problem is established. Based on the condition space theory, the establishment and solution to the condition equation to the wall-soil dynamic test model are performed. Though numerical calculating, model experiments, field tests, signal analysis, and system intelligence identification, the Hilbert marginal energy spectrum analysis of the virtual impulse response function of dynamic responses to the retaining wall structures under ambient excitations is performed. The damage feature vector spectrum and damage identification indexes, which can be used to identify damage, are created. A damage diagnosis method for retaining wall structures is proposed in order to sensitively distinguish the damage state of the wall, validly diagnose the damage location and quantitatively identify the damage intensity of the retaining wall. Then the relationship between the damage index and stability of the retaining wall is analyzed under different damage conditions, and a stability alarming method for the retaining wall structures is proposed. The stability state of retaining wall structures can be alarmed by the damage indexes under different damage conditions.
随着我国城镇化建设的推进,广泛使用的支挡结构失效或破坏,给人民群众的生命财产及国家的基础设施造成了巨大损失,其安全性已成为城镇发展亟待解决的重大问题,而关于支挡结构的损伤诊断及安全预警研究尚处于起步阶段。鉴于此,本项目以挡土墙这类支挡结构为研究对象,建立工作状态下墙-土系统动力测试问题的分析动力学模型,基于状态空间理论完成墙-土系统动测模型状态方程的建立及求解。通过数值计算、模型试验和现场测试,利用信号分析及系统智能识别等手段,对环境激励下挡墙结构动力响应间虚拟脉冲响应函数进行希尔伯特边际能量谱分析,创建反映挡墙损伤的损伤特征向量谱及损伤识别指标,拟提出一种用于挡墙结构的损伤诊断方法,实现敏感判别挡墙损伤状态、有效诊断损伤位置及定量识别损伤程度。分析不同损伤状态下损伤指标与挡墙稳定性间的关系,拟提出一种用于挡墙结构的稳定性预警方法,通过损伤指标对不同损伤状态下的挡墙稳定状态进行预警。

结项摘要

在役挡土墙结构在多因素作用下会出现损伤,而损伤可能降低其安全性。为了评价在役挡土墙结构的损伤及安全性,对环境激励下挡土墙结构动力响应间虚拟脉冲响应函数进行希尔伯特边际能量比谱分析,基于希尔伯特频段的损伤敏感性分析,筛选出对损伤较为敏感的特征频段,创建识别挡土墙结构损伤的希尔伯特损伤特征向量和损伤指标,提出一种用于挡墙结构的损伤诊断及安全性评价方法。即通过损伤特征向量判别挡墙损伤状态、损伤指标走势曲面图诊断挡墙损伤位置、损伤指标与损伤程度间的定量关系识别挡墙损伤程度、损伤指标与挡土墙稳定性间的关系评价其安全状态。为了验证该方法的有效性及可行性,对桩板式挡土墙进行了环境激励下的模型试验和现场测试。试验结果表明:当挡土墙无损时,损伤特征向量为零向量;当挡土墙有损时,损伤特征向量为非零向量。因此,通过损伤特征向量可判别挡墙损伤状态。局部损伤导致损伤指标走势图出现较大起伏,走势图峰值坐标即为局部损伤中心,通过损伤指标走势图的峰值特征可诊断挡土墙损伤位置。建立损伤指标与挡土墙损伤程度间的定量关系式,已知损伤指标可反算出损伤程度。随着损伤指标值持续增长,挡土墙稳定系数逐渐减小,挡土墙的安全性在逐渐降低。建立稳定系数与损伤指标间的定量关系可评价挡土墙的安全性。因此,该损方法可敏感判别挡墙损伤状态、有效诊断损伤位置、定量识别损伤程度以及评价安全性。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
基于希尔伯特损伤特征向量的挡土墙结构损伤诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;郭鸿;郭光玲
  • 通讯作者:
    郭光玲
Damage Index Analysis of Retaining Wall Structures Based on the Impulse Response Function and Virtual Impulse Response Function
基于脉冲响应函数和虚拟脉冲响应函数的挡土墙结构损伤指标分析
  • DOI:
    10.1155/2021/9741732
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    SHOCK AND VIBRATION
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xu Qian
  • 通讯作者:
    Xu Qian
Damage Identification of Wind-Break Wall Structures based on the Further Updated Wavelet Packet Frequency Bands Energy Ratio Spectrum
基于进一步更新的小波包频带能量比谱的防风墙结构损伤识别
  • DOI:
    10.1155/2022/8200199
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Hindawi Limited
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qian Xu
  • 通讯作者:
    Qian Xu

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其他文献

锚杆参数对锚固边坡抗震性能影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;张永兴;陈建功
  • 通讯作者:
    陈建功
茶愈伤组织实时定量PCR分析中内参基因的选取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    安徽农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史成颖;李正国;徐乾;宛晓春
  • 通讯作者:
    宛晓春
基于脉冲响应函数和虚拟脉冲响应函数的挡土墙结构损伤诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;杨超;陈建功
  • 通讯作者:
    陈建功
处理非平衡数据的粒度SVM学习方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;王文剑;张文浩
  • 通讯作者:
    张文浩
桩板式挡土墙损伤预警研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;杨超
  • 通讯作者:
    杨超

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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