国家自然科学基金(51208078)
- 作品数：27 被引量：93H指数：7
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- 基于磁场梯度张量的拉索断丝监测方法
- 2022年
- 针对目前兴起的拉索损伤磁记忆检测方法易受环境干扰磁场影响的问题,该研究基于磁场梯度张量和磁荷面积分理论研究温室拉索断丝监测方法,推导拉索钢丝的磁场梯度计算公式,提出拉索断丝位置和断丝数量的判定方法,并采用磁场试验进行对比验证。为了验证试验的可重复性,对于每一种测试工况均设定了2组试验。理论计算表明,3个方向的磁感应强度沿拉索长度方向的磁场梯度(Bxz,Byz和Bzz)曲线均在断丝位置(500 mm)出现突变,一束拉索中断丝2根与断丝1根时3个磁场梯度曲线突变处包围的面积的比值的平均值约为2。磁场试验结果表明,断丝位置为496 mm,与实际断丝位置(500mm)的误差为0.8%,通过2次测量,一束拉索中断丝2根与断丝1根时3个磁场梯度曲线突变处包围的面积的比值的平均值约为2。2次测量结果的差别极小,验证了试验的可重复性和可靠性。实际工程中,取3个磁场梯度判断的断丝数量的平均值,可以有效减小三轴磁传感器探头位置带来的误差。该研究为拉索断丝监测提供了理论依据,且有效排除了环境磁场干扰。
- 江胜华孙伟贺
- 关键词：温室断丝
- 基于磁场梯度张量缩并的岩石断层剪切滑移监测方法被引量：1
- 2016年
- 现有的岩石断层剪切滑移监测方法不易直接测量沿剪切滑移方向的变形,仪器布设较繁琐,且无法监测岩石断层剪切滑移的中后期变形。基于磁场定位理论,采用磁性物质制作磁性智能石头,在岩石断层两侧的岩体分别布设磁性智能石头和磁传感探头,构建岩石断层剪切滑移大变形监测系统。基于磁场梯度张量缩并定位对磁性智能石头进行跟踪,实现岩石断层剪切滑移的中后期大变形监测。根据磁传感探头的精度和地球磁场梯度的影响,通过三维磁感应强度和磁场梯度的分析,其有效监测距离最大值为35 m,理论误差随着变形值与监测距离的比值、断层厚度与监测距离的比值的增大而增大。在岩石断层剪切滑移大变形监测的模拟试验中,在断层厚度为0.5～1.0 m、监测距离为5 m的情况下,变形监测的相对误差最大约为2%,可为磁测在岩石断层剪切滑移大变形监测的进一步研究和应用提供参考。
- 江胜华周智欧进萍
- 关键词：剪切滑移
- 基于磁偶极子的磁场梯度张量缩并的试验验证及相关参数确定被引量：11
- 2015年
- 近十年发展起来的基于磁偶极子的磁场梯度张量缩并理论虽然可较好地描述磁源,不受测量系统的朝向的影响,但其理论尚不够完善,磁场梯度张量的模量的空间分布规律及相关参数的取值尚不明确。为解决此问题,对基于磁偶极子的磁场梯度张量的模量及参数k的三维空间分布特性进行理论分析,结果表明其空间分布均为椭球状。对参数k与角度θ的关系提出显式的近似计算公式,假设检验表明,提出的拟合公式与理论值高度吻合。采用基于电流脉冲的步进电机角度控制系统和三维磁传感器设计试验系统,对磁场梯度张量的模量的空间分布特性和参数k的拟合公式进行验证,试验结果表明,理论值与试验值基本一致,可为磁场梯度张量缩并理论的应用提供依据和参考。
- 江胜华申宇褚玉程
- 关键词：磁偶极子
- 大型冷却塔的预应力环形基础有限元计算被引量：1
- 2020年
- 随着发电机组不断增大,冷却塔的环形基础尺寸也在不断增大。冷却塔环基作为特殊的环形超长混凝土结构,在复杂作用力、温度及地基土等因素作用下,不可避免出现裂缝。为解决该问题,提出对环形基础布置预应力钢绞线的方案,并以河南省某电厂大型冷却塔为例,采用ANSYS建立了冷却塔有限元模型,分析了自重、风荷载、温度作用及组合工况下冷却塔非预应力环基和预应力环基的应力分布规律。结果表明,非预应力环基在自重、风荷载、温度作用及组合工况下,环形基础的第1主应力最大值分别为1.64、2.41、3.43和6.04 MPa,环基对温度作用的影响最为敏感,风荷载次之,自重最小;施加预应力后,各荷载工况下预应力环基内外侧的第1主应力最大值为非预应力环基的56.6%,降低幅度显著。可见,对环基施加预应力以降低第1主应力值的效果是明显的,对减轻冷却塔环基病害有一定的工程借鉴价值。
- 江胜华杨兴据石天庆侯建国
- 关键词：大型冷却塔有限元分析预应力
- 基于磁场梯度张量的斜拉桥拉索钢丝锈蚀损伤监测被引量：1
- 2022年
- 针对斜拉桥拉索的锈蚀特征及锈蚀监测的需求,考虑到地球磁场分离困难的现状,推导了拉索钢丝的磁场梯度张量与锈蚀率的理论公式,并研制了斜拉桥拉索钢丝锈蚀监测的试验系统。采用8根拉索钢丝进行通电加速锈蚀试验模拟斜拉桥拉索钢丝的锈蚀。通过高精度三轴磁通门磁力仪测量锈蚀前后和不同锈蚀程度的拉索钢丝的磁感应强度并进一步计算磁场梯度,采用磁场梯度张量反演拉索钢丝的锈蚀率。试验结果表明:拉索钢丝法向的磁感应强度曲线为S形,长度方向的磁感应强度曲线为W形;法向磁感应强度曲线沿试件长度方向的梯度均为W形,长度方向的磁感应强度曲线沿试件长度方向的梯度为水平放置的S形;锈蚀后的磁感应强度和磁场梯度均降低,但磁场梯度的降低幅度更显著。根据8号拉索钢丝的磁场梯度张量,反演的锈蚀率的平均值为12.69%,与实测锈蚀率(17.93%)的误差为5.24%。8根拉索钢丝的理论锈蚀率与实测锈蚀率的最小误差为0.01%,最大误差为6.66%,根据磁场梯度反演的理论锈蚀率与试验中实测锈蚀率基本一致。
- 江胜华刘晓春刘晓春刘奥洲余浩
- 关键词：斜拉桥拉索
- 冲刷作用下桥墩结构体系的有限元计算
- 2023年
- 在泥沙冲刷和动水压力的耦合作用下,采用ANSYS有限元软件构建了桥墩-承台-桩-土的三维有限元模型,在不同冲刷深度情况下对桥墩结构体系进行了受力分析,计算了桥墩结构体系的屈曲荷载、墩顶的水平位移和竖向位移以及在桩侧和桩端的土抗力及桩身变形。结果表明,当冲刷深度从0 m增加到15 m时,桥墩结构体系的屈曲荷载由7.65×10^(5)kN减小到0.89×10^(5)kN,仅为未冲刷时屈曲荷载的11.63%。当冲刷深度从0 m增加到14 m时,桥墩顶部水平位移由3.15 mm增加到57.99 mm,桥墩顶部竖向位移由26.99 mm增加到28.73 mm,桩侧土平均摩阻力由35.33 kPa减小到26.29 kPa,桩端土竖向抗力由11008.44 kPa增加到12152.89 kPa,桩侧土水平抗力最大值由23.47 kN增加到248.94 kN,桩身最大水平位移由2.31 mm增加到52.36 mm。随着冲刷深度的增加,桥墩结构体系变形大幅度增加,竖向承载力降低幅度十分显著,桥墩结构体系很容易发生失稳。
- 谭宇光江胜华侯建国
- 关键词：冲刷桥墩有限元屈曲
- 桥墩局部冲刷防护的石块起动被引量：11
- 2013年
- 桥墩局部冲刷一直是影响桥梁安全的最大自然灾害,抛石防护是最普遍的冲刷防护形式之一。在总结已有冲刷机理的基础上,分析了包括墩前河床底部流速和墩侧河床底部流速的桥墩局部流速,并给出了桥墩冲刷防护石块起动的简化公式。结果表明,墩侧河床底部流速大于墩前河床底部流速,墩侧防护石块更易走失。当行近流速小于3m/s时,可采用抛石进行桥墩局部冲刷防护,抛石直径约为0.2m;对于行近流速为3～5m/s时,建议采用其它冲刷防护措施。
- 江胜华周智欧进萍
- 关键词：桥梁局部冲刷抛石防护
- 基于磁场梯度定位的边坡变形监测原理被引量：9
- 2012年
- 现有边坡变形传感器易受雨水、泥石流、滚石等环境的影响,且在深部变形监测时,存在仪器布设较繁琐的问题。基于磁测的原理,采用磁性标签制作智能石头,通过磁力梯度仪和智能石头建立边坡变形监测系统。采用Levenberg-Marquardt算法(LM算法)改进遗传算法,实现基于磁场梯度的磁性目标(智能石头)定位,避免磁性目标的磁感应强度与地球磁场分离的问题,同时解决了一般优化算法的收敛性。此算例中,基于磁场梯度定位的边坡位移监测精度达到0.01m,在实际的边坡监测中,其精度可通过增大智能石头的磁矩、改变磁力梯度仪的位置进行调整。
- 江胜华周智欧进萍
- 关键词：边坡遗传算法LEVENBERG-MARQUARDT算法磁测
- 基于赫兹接触理论的桥墩局部冲刷防护石块起动简化公式被引量：9
- 2014年
- 为了在理论上研究桥墩局部冲刷防护石块的起动,通过简化三维马蹄形旋涡研究了墩前和墩侧的桥墩局部河床底部流速,采用赫兹接触理论分析石块的运动,提出了冲刷防护石块起动的简化实用公式,并与经验公式和实际工程进行比较。研究结果表明:墩侧河床底部流速远大于墩前;当行近流速小于4m·s-1时,可采用抛石防护,抛石直径不大于0.9m,质量在1t以下;当行近流速大于4m·s-1时,建议采用其他冲刷防护措施;提出的简化公式与经验公式和实际防护工程基本一致。
- 江胜华周智欧进萍
- 关键词：桥梁工程赫兹接触理论局部冲刷
- 基于磁偶极子的磁场梯度张量局部缩并及试验验证被引量：9
- 2017年
- 基于磁偶极子的磁场梯度张量缩并理论虽然可较好地描述磁源,不受测量系统的朝向的影响,但在实际的磁场梯度张量测量中通常仅可测得部分磁场梯度参数,没有获得磁场梯度张量中的所有张量分量,如何有效利用这些部分磁场梯度参量,已成为目前磁场梯度张量缩并理论及在磁场定位的应用中亟需解决的问题。基于磁偶极子理论提出磁场梯度张量局部缩并的方法,给出磁场梯度张量的局部模量的概念,分析了磁场梯度张量的局部模量及相关参数的三维空间分布规律,结果表明:局部模量CXY及kXY值随着g先增大后减小,在g=39°时取最大值,在g=90°时取最小值;局部模量C_Z及k_Z值随着g先减小后增大,在g=63°时取最小值,在g=0°时取最大值。提出磁场梯度张量局部模量中重要参数的近似计算公式,并通过试验进行验证。试验结果表明,试验值与理论计算值基本一致,可为磁场梯度张量局部缩并理论的应用提供依据和参考。
- 江胜华侯建国何英明汪时机
- 关键词：磁偶极子
