随着我国隧道工程建设的快速发展,由隧道病害引发的隧道质量和安全问题越发常见.通过地质雷达探测隧道病害对于减少隧道质量和安全问题具有十分重要的意义,为了提高病害探测的效率及可靠性,基于雷达反射波信号多维度分析,提出一种隧道病害智能辨识的新方法.根据反射波信号时域、频域及时频域分析结果提取病害信号辨识的6个典型特征,利用支持向量机算法对典型特征的训练构建病害信号的二分类模型,实现了病害水平分布范围的自动辨识;再依据病害信号的第一本征模态函数分量振幅包络计算病害深度分布范围,最终实现隧道病害的智能辨识.结合某隧道回填层雷达实测数据对智能辨识算法的性能进行评价,与人工辨识结果的对比表明,该智能算法对于病害的辨识能力较强,病害的识别率高达100%,但辨识结果中同时存在少量误判,准确率达78.6%,满足工程应用的需求.该算法可用于隧道工程各类地质雷达探测数据中病害的智能辨识,而对于其他领域的地质雷达探测数据,本文研究成果亦可为不同类型探测目标智能辨识算法的设计提供可行思路

在贝叶斯理论框架下, 提出了一种基于多源数据融合的深埋硬岩隧道围岩参数概率反演方法.首先, 分析硬岩隧道常用的启裂-剥落界限本构模型中围岩单轴抗压强度、启裂强度与抗压强度比及抗拉强度三个参数不确定性来源, 确定其概率统计特征; 其次, 利用粒子群算法优化多输出支持向量机, 建立反映反演参数与隧道监测数据间非线性映射关系的智能响应面; 最后, 结合贝叶斯分析方法构建概率反演模型, 运用马尔科夫链蒙特卡洛模拟算法实现了围岩参数的动态更新.将该方法应用到某深埋硬岩隧道中, 利用反演的围岩参数计算隧道拱顶下沉点、周边收敛点变化值及开挖损伤区深度, 与监测数据吻合较好.结果表明, 该方法可以实现围岩多参数快速概率反演, 更新后的参数可用于硬岩隧道施工安全风险评估与结构可靠性设计

采用凸轮式形变试验机,压缩端面带凹槽并在凹槽里充满不同熔点温度的玻璃粉作润滑剂的圆柱形试件。为保证试验过程中整个试件温度的均匀和衡定,采用了试件保温装置。在变形温度为850°~1100℃、变形速度为5-80秒-1、变形程度(e=ln H/h)最大为ln2的条件下,实验研究了1Cr18Ni9Ti等十个钢种在高温高速条件下的变形阻力。文中叙述了金属塑性变形阻力的试验方法,分析了变形温度、变形速度、变形程度、等诸因素对变形阻力的影响规律,通过对实验数据的回归分析——非线性回归,提出在计算机控制的设定模型以及工程计算中可优先采用的变形阻力计算公式和查用图表。其表达式为:$\\sigma = {\\rm{EXP(}}\\frac{{{{\\rm{U}}_1}}}{{\\rm{T}}}{\\rm{ + }}{{\\rm{U}}_2}{\\rm{)\\cdot(}}\\frac{{\\rm{u}}}{{10}}{{\\rm{)}}^{{{\\rm{U}}_3}{\\rm{T + }}{{\\rm{U}}_4}}}{\\rm{\\cdot}}\\left( {{{\\rm{U}}_6}{{(\\frac{{\\rm{e}}}{{0.4}})}^{{{\\rm{U}}_5}}} - ({{\\rm{U}}_6} - 1)\\frac{{\\rm{e}}}{{0.4}}} \\right)$式中:T=$\\frac{{{\\rm{t}} + 273}}{{1000}}$U1~U6为系数,其值与钢种有关

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对316LN奥氏体不锈钢进行单道次热压缩试验,分别设置变形温度为900~1200℃、应变速率为0.001~10 s-1、真应变为0.1~0.9及试样的初始晶粒度为122~297μm之间,以研究热变形条件及初始晶粒度对316LN钢动态再结晶行为的影响.对试验数据进行处理,得到临界应变与峰值应变以及临界应力与峰值应力的比值分别为0.38和0.89,建立了动态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变方程.对建立的动态再结晶模型进行修正,将修正后的模型嵌入DEFORM-3D有限元模拟软件中进行计算,发现修正模型的模拟值和试验值符合较好,证明修正模型的准确性

采用凸轮式形变试验机,在高温高速下对20Cr、40Cr、T8A,T12A等四种钢进行压缩时塑性变形阻力的试验研究。试验范围:变形温度:850～1150℃;变形速度:5～80秒1;变形程度:emax=1n2。本文着重分析了变形温度、变形速度、变形程度对20Cr、40Cr、T8A、T12A等四种钢塑性变形阻力的影响关系及20Cr与40Cr,T8A与T12A试验结果的比较。并提供了供工程技术人员和轧钢生产中可实际使用的塑性变形阻力的计算公式和计算图表。同时还运用T8A的试验结果与各国学者的试验结果进行了比较

运用Gleeble 1500热模拟机对600~1350℃温度范围内SS400B钢加入钛后的高温力学性能进行测试,对断口形貌及低倍组织进行扫描电镜观察,研究其断裂机理及影响因素.利用热力学软件Factsage对不同钛含量条件下第二相粒子的析出情况进行计算分析.结果表明,在实验温度范围内测试试样的断面收缩率均超过了45%;在高温区生成的铝钛氧化物可作为塑坑的形核核心,促进延性断裂的发生;同时由于铝钛氧化物、氮化钛的生成,降低了对钢塑性有害的氮化铝生成;沿晶铁素体和沿晶渗碳体的生成恶化钢的塑性,促进沿晶脆性断裂的发生

利用Thermo-Calc软件对8Cr13MoV马氏体不锈钢的凝固过程进行计算,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对铸态组织和碳化物形貌以及类型进行观察与分析,利用Gleeble热模拟试验机测定材料的静态连续冷却转变曲线.结果表明,8Cr13MoV在平衡凝固条件下组织为铁素体和M23C6型碳化物,而在实际的凝固条件下,组织为铁素体、马氏体、残余奥氏体、M7C3型和M23C6型碳化物,由于偏析导致最终组织中碳化物以M7C3型为主,少量M23C6以薄片或树枝状分布在晶界上.由于较高的C和Cr含量,以0.1℃·s-1的冷却速率冷却时,奥氏体也会发生马氏体转变

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行了T91钢的压缩试验,研究了变形温度为1100~1250℃、应变速率为0.01~1 s-1时该钢的变形行为,分析了流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,计算了高温变形时应力指数和变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建该钢高温塑性变形的本构关系,绘制了动态再结晶图和热加工图.结果表明:在试验变形条件范围内,其真应力-真应变曲线呈双峰特征;钢中发生了明显的动态再结晶,且再结晶类型属于连续动态再结晶.T91钢的热变形激活能为484 kJ.mol-1,利用加工图确定了热变形的流变失稳区,结合力学性能,可以优先选择的变形温度为1200~1 250℃,应变速率不高于0.1 s-1

为了开发新一代冷轧低合金超高强钢，利用连续退火实验机对Ti-0．12％、Nb-0．076％的冷轧低合金超高强钢进行连续退火实验，设计了760~830℃四种不同退火温度，研究了退火温度对实验钢的相组成、晶粒尺寸和力学性能的影响．在800℃退火、400oC过时效的条件下，可得到铁素体和少量贝氏体的组织，铁素体晶粒尺寸约为1．4μm，屈服强度可达700MPa．同时利用扫描电镜和透射电镜观察到钢中存在大量纳米尺寸的亚晶结构、少量位错以及纳米级的Ti、Nb的析出物．这些微结构单元对强度有较大的提升作用．

设计喷枪置于铁水包后部(相对于扒渣嘴),在扒渣开始前,通过此喷枪向铁水内喷吹气体,气体上浮后排开一定面积渣层,使表面渣向扒渣嘴方向聚集,为下一步扒渣机的操作提供便利条件,从而减少扒渣次数,提高效率,降低铁损.使用1:3.5比例设计铁水包水模型,模拟不同工况下,气体排渣的效果.同时采用数值模拟的方法验证水模实验结果.实验表明喷枪浸入深度从200mm变到400mm,无渣比(无渣区域占总面积的百分比)从10%增加到30%;气体流量从4m3·h-1变到6m3·h-1,无渣比从30%增加到37%.说明浸入深度越大,吹气量越大,排渣的效果越好.数值模拟与水模型符合较好