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湖南大学学报·自然科学版

湖南大学学报·自然科学版

2025年03期

本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综性学术理论刊物，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。

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| 多腔式型钢混凝土地下连续墙受弯承载力研究

| 多腔式型钢混凝土地下连续墙受弯承载力研究

摘要：总结了钢筋混凝土地下连续墙在工程应用中的局限性，在此基础上提出多腔式型钢混凝土（multi-cavity steel reinforced concrete，MSRC）组合结构作为深基坑支护结构的研究设想并对其抗弯性能开展研究. 对采用不同制作工艺的两类MSRC结构开展纯弯试验. 试验结果显示，两类构件在承载力等性能上差异较小，均表现为受弯破坏且具有较好的延性与后期承载力. 对构件受弯全过程
| 钢筋混凝土单层平面框架火灾行为的尺寸效应

| 钢筋混凝土单层平面框架火灾行为的尺寸效应

摘要：为探究钢筋混凝土框架结构火灾行为的尺寸效应，对6榀几何相似但比例不同的单层单跨钢筋混凝土平面框架结构开展标准升温条件下的明火试验，然后进行有限元模拟和参数分析，考察柱荷载比和梁荷载比对不同比例框架结构的破坏模式、变形发展以及耐火极限的影响.结果表明：相同受火条件下，几何尺寸和荷载水平相似的不同比例框架的耐火极限存在明显的尺寸效应，随试件尺寸增大，耐火极限增加，但增幅小于按文献中构件的耐火极限
| 大跨劲性骨架钢管混凝土拱桥新型栓焊节点叠合构件偏压力学性能研究

| 大跨劲性骨架钢管混凝土拱桥新型栓焊节点叠合构件偏压力学性能研究

摘要：在地形复杂、条件恶劣地区的大跨钢管混凝土拱桥建设中，拱肋采取传统焊缝连接施工难度高且节点质量无法保障.在此基础上提出了一种新型栓焊节点，有效降低施工难度的同时保障了节点质量.采用钢管混凝土新型栓焊节点与外包混凝土组成的劲性骨架（叠合构件）作为拱肋不仅能提升结构承载力，还能改善节点与外包混凝土之间的黏结性能，具有广阔应用前景.由于拱肋受力特点为小偏心受压，为研究钢管混凝土新型栓焊叠合构件的偏压
| 工字梁组合刚构桥墩梁节点传力机理与设计方法

| 工字梁组合刚构桥墩梁节点传力机理与设计方法

摘要：工字梁组合刚构桥墩梁节点受力复杂，墩梁节点传力机理与荷载分配规律尚不明确，且缺乏相应的墩梁节点计算方法. 通过对比工字梁组合刚构桥墩梁节点试验结果，采用验证后的实体有限元计算模型，根据墩梁节点各部件在桥墩轴力、弯矩、剪力单独作用下的受力状态，分析墩梁节点的传力机理和荷载承担占比，建立各部件的设计计算方法，并开展工字梁组合刚构桥试设计. 结果表明：墩梁节点的轴力和弯矩传递机理和路径接近，剪力传
| 基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割研究

| 基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割研究

摘要：为推动桥梁管养事业发展的数字化、智能化和精细化，保障其安全服役，提出基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割方法. 首先对桥梁结构进行倾斜摄影建模，根据模型提供的空间信息，对桥面板、桥侧、桥墩和桥底四部分分别进行无人机飞行路径精细化规划，并按照新路径执行航拍任务，进行三维重建. 其次，通过实桥试验进行方法验证，根据目标分辨率确定无人机飞行高度、航向和旁向重叠率等飞行参数，编写KML文
| 基于图像场景分类和包络线提取的桥梁重车识别

| 基于图像场景分类和包络线提取的桥梁重车识别

摘要：城市桥梁上的车辆超重荷载是引起桥梁性能劣化和损伤的主要原因之一，传统的运动目标检测算法存在因监控摄像头抖动导致检测精度下降的问题.本文提出一种基于图像最大结构相似度的重车识别方法.基于时域中值法建立桥梁视场背景模型，对待检测图片与背景模型进行分块.通过在对应分块附近搜索最大结构相似度，将该参数作为前景/背景分类依据来降低相机抖动的影响，采用快速傅里叶变换算法提高最大结构相似度的搜索速度.基于
| 基于改进经验模态分解与BiLSTM 神经网络的低矮房屋脉动风压时程预测

| 基于改进经验模态分解与BiLSTM 神经网络的低矮房屋脉动风压时程预测

摘要：为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题，提出基于改进经验模态分解算法（IEMD）和双向长短期记忆网络（BiLSTM）的结构表面风压时程预测方法.首先，采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法，将风压时程自适应地分解为多个固有模态函数，并通过样本熵对其进行重构获得子序列；其次，针对各子序列完成双向长短期记忆网络的构建、训练及预测，并利用贝叶斯优化（BO）算法对神经网络超参数进行优化；最后
| 台风气候下低矮建筑屋面实测风压的分形特征

| 台风气候下低矮建筑屋面实测风压的分形特征

摘要：在中国东南沿海地区，台风造成的损失主要是由于低矮建筑的破坏，台风期间屋面风压的特性具有重要的工程价值. 基于物理学的分形理论，对风压脉冲信号的分形特征展开研究. 依托同济大学浦东实测基地，以2011年台风“梅花”期间低矮双坡实测房屋面风压数据和近地面风速数据为样本，采用盒子计数法估计风压时程序列的分形维数. 论证了分形维数值和风压脉动强弱的正相关性. 分析了屋盖全区域的分形特征以及屋盖坡角和
| 基于概率的施工期超长隔震结构单元划分方法

| 基于概率的施工期超长隔震结构单元划分方法

摘要：施工期超长隔震结构所经历的环境温差和混凝土干缩作用具有一定的区域性和随机性，采用概率手段研究施工期超长隔震结构单元划分方法，以有效控制隔震层的温缩变形. 首先，研究了施工期超长隔震结构单元划分机理，提出了隔震层温缩变形的控制方法. 其次，基于广义极值分布模型得到了12个不同环境温湿度分布的高烈度城市最冷月平均最低温度、最热月平均温度和年平均相对湿度的最优分布模型参数，结合超长隔震结构施工期的
| 二次内爆作用下钢筋混凝土结构累积毁伤研究

| 二次内爆作用下钢筋混凝土结构累积毁伤研究

摘要：钢筋混凝土结构是常见的建筑结构形式，其内部爆炸的毁伤效应研究具有十分重要的现实意义.本研究通过与试验数据对比，验证了钢筋混凝土结构有限元建模方法的准确性.基于此方法，建立了2/3缩比的钢筋混凝土剪力墙结构有限元模型，分析不同房间单独爆炸作用下顶板和剪力墙构件的破坏模式和动力响应，以及两个房间连续爆炸后的累积毁伤发展规律.研究表明：采用1 kg TNT单独爆炸时，毁伤主要发生在沿顶板的塑性铰线
| 基底悬摆隔震结构抗震性能数值分析

| 基底悬摆隔震结构抗震性能数值分析

摘要：基底悬摆隔震（base-suspended pendulum isolation，BSPI）结构是一种新型悬挂隔震结构体系.首先介绍BSPI结构的悬挂隔震层构造和力学模型.然后通过振动台模型试验，验证有限元建模方法的正确性.最后建立BSPI结构和常规框架的有限元模型，进行动力时程分析，得到不同地震作用下的结构动力响应，对比分析了BSPI结构和常规框架结构的抗震性能.研究结果表明：BSPI结构
| 软弱地层隧道围岩承载环抗力计算

| 软弱地层隧道围岩承载环抗力计算

摘要：软弱地层中隧道锚喷支护的力学效果主要是形成基于空间边界附近围岩的承载环. 利用岩体评级（RMR）系统中的相关因素与岩体地质强度指标（GSI）所涉及要素之间的对应关系，建立了GSI各项要素指标及其总值确定的简明途径. 利用岩体内摩擦角、黏聚力与霍克-布朗（Hoek-Brown，H-B）准则常数ms、s 及a 的等效换算关系，结合拉布西维兹剪切楔体滑移失稳模式，导出了基于H-B非线性屈服准则的承
| 饱和软黏土的ESF 弹塑性模型及其验证

| 饱和软黏土的ESF 弹塑性模型及其验证

摘要：为描述饱和软黏土的强度变形特性并解决传统弹塑性模型中屈服面角点处塑性应变增量方向不够明确的问题，建立了一种饱和软黏土的蛋形屈服面弹塑性本构模型.首先，基于蛋形函数（ESF），采用相关联流动法则，以塑性体应变作为内变量，建立了饱和软黏土的ESF弹塑性模型.模型通过引入封闭光滑的蛋形屈服面，克服了传统屈服面的角点缺陷.通过调整蛋形形状控制参数，将屈服面灵活转化为包括子弹形、椭圆形在内的多种形式，
| 运营地铁周边地层加固区的动力扩散传递特性

| 运营地铁周边地层加固区的动力扩散传递特性

摘要：为保证软土地层中地铁线路建造及运营的稳定性，可通过注浆加固提高结构周边土体强度，而根据加固程度不同，土体介质的非连续性将逐渐转变，对应动力传递特性随之变化，因此行车状态下加固区及周边地层的动力响应分布模式有待进一步探索. 基于解析理论建立含加固区的地铁线路-地层动力耦合模型，将加固土及天然土考虑为具有不同物理力学属性的饱和多孔介质，利用Biot理论分别推导运动方程，地铁结构视为均匀厚度的无限
| 含粗骨料超高性能混凝土与钢筋黏结性能研究

| 含粗骨料超高性能混凝土与钢筋黏结性能研究

摘要：在超高性能混凝土（UHPC）中加入粗骨料可以有效地解决UHPC自身收缩大、成本高等问题.为了研究弯曲应力状态下含粗骨料超高性能混凝土（UHPC-CA）与钢筋的黏结性能，对12根UHPC-CA搭接梁式试件进行4点弯曲加载试验，并采用钢筋开槽粘贴应变片的方式测量了沿搭接钢筋长度方向黏结应力，研究其分布规律.主要研究参数包括粗骨料粒径、粗骨料含量、搭接长度以及保护层厚度.试验结果表明，试件破坏以劈
| 不同脱氯工艺提钛尾渣对水泥浆体性能的影响

| 不同脱氯工艺提钛尾渣对水泥浆体性能的影响

摘要：提钛尾渣是含钛高炉渣提钛后所排放的废渣，具有潜在水硬活性，但因含有氯离子，其资源化利用受到限制，需进一步脱氯处理. 本文分析了不同脱氯工艺下提钛尾渣的掺量对水泥浆体的性能影响. 结果表明，掺入提钛尾渣会降低水泥浆体的流动性；提钛尾渣中的氯离子对水泥浆体有促凝作用，且随着掺量的增加，凝结时间缩短明显. 在相同掺量下，几种不同脱氯工艺的提钛尾渣按对水泥浆体凝结时间的缩短程度从大到小排序为：未脱氯
| 基于铁-邻苯二酚仿生络合反应的钢纤维海水海砂砂浆试件耐久性提升方法

| 基于铁-邻苯二酚仿生络合反应的钢纤维海水海砂砂浆试件耐久性提升方法

摘要：为提升钢纤维在海洋环境中长期性能，基于铁-邻苯二酚仿生络合反应对钢纤维进行表面处理，提升其抗锈蚀能力.采用不同浸泡时间（1 d、3 d、7 d）、不同单宁酸溶液浓度（25 g/L、50 g/L、150 g/L）和不同处理温度（25 ℃和55 ℃）对钢纤维进行表面处理，并通过拉伸强度和表面形貌分析研究了抗锈蚀提升效果和机制.结果表明，仿生络合反应通过在钢纤维表面构建一层致密保护膜，可以有效增强
| 热风钎焊S30403 奥氏体不锈钢高温下及高温冷却后的力学性能试验研究

| 热风钎焊S30403 奥氏体不锈钢高温下及高温冷却后的力学性能试验研究

摘要：以S30403奥氏体不锈钢为原材料的热风钎焊不锈钢芯板具有突出的力学特性和环境友好性. 相较于传统热辐射钎焊，热风铜钎焊技术提高了生产效率，并将加工成本降低了30%以上. 热风钎焊时，不锈钢经过铜钎焊炉高速高温（1 100 ℃）热风处理，会影响不锈钢力学性能. 本文对热风钎焊S30403奥氏体不锈钢进行了高温下和高温冷却后拉伸试验，得到弹性模量、名义屈服强度、极限强度、断后伸长率等主要力学性
| 7×7 构型NiTi 形状记忆合金绞线超弹性试验研究

| 7×7 构型NiTi 形状记忆合金绞线超弹性试验研究

摘要：重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金（SMA）绞线的力学性能，主要关注其回复能力和耗能能力. 分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响. 此外，通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变. 结果表明，经过400 ℃下退火10 min后，SMA绞线具有出色的超弹性性能
| 明清官式木构建筑遗产多元语义模型生成方法

| 明清官式木构建筑遗产多元语义模型生成方法

摘要：为提高明清官式木构建筑遗产建模分析效率，通过多元语义模型参数化生成方法研究，实现同时生成建筑与结构模型.首先，对明清官式木构建筑遗产的基本构件进行分类，并梳理建筑模型和结构模型之间的信息流，采用Grasshopper进行二次开发，完成建筑基本构件库.然后，以全国重点文物保护单位北京德胜门箭楼进行技术实践，通过建筑基本构件库自动生成结构分析模型，并进行结构安全分析.研究结果表明，提出的方法可同

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