工程技術大學學報

數據技術研究綜述

劉智慧，張泉靈

摘要：隨著互聯網科技的迅猛發展、數據庫技術的廣泛應用、大容量存儲設備的迅速更新，人們在日常的生產生活中產生的數據量正以指數形式飛速增長，“大數據”的概念隨之產生。在“大數據時代”，數據已經不僅僅是需要分析處理的內容，更重要的是人們需要借助專用的思想和手段從大量看似雜亂、繁復的數據中，收集、整理和分析數據足跡（data print），以支撐社會生活的預測、規劃和商業領域的決策支持等。從大數據的概念特征、一般處理流程、關鍵技術3 個方面進行綜述。總結了大數據的產生背景，對近幾年國內外大數據的相關研究成果進行較為全面的總結和介紹。大數據有著4“V”特征，即volume（容量大），variety（種類多），velocity（速度快）和最重要的value（價值密度低）。概括出了大數據的一般處理流程，重點描述了典型的云計算技術在大數據分析過程中的基礎性作用。大數據的處理流程基本可劃分為數據采集、數據處理與集成、數據分析和數據解釋4 個階段。在分析大數據處理流程的基礎上，對大數據分析過程中所用到的關鍵技術，如MapReduce、GFS、BigTable、Hadoop 以及數據可視化技術等作基本介紹。分布式文件系統為整個大數據提供了底層的數據貯存支撐架構；為了方便數據管理，在分布式文件系統的基礎上建立分布式數據庫，提高數據訪問速度；在一個開源的數據實現平臺上利用各種大數據分析技術可以對不同種類不同需求的數據進行分析整理得出有益信息，最終利用各種可視化技術形象地顯示給數據用戶，滿足用戶的各種需求。歸納總結出大數據時代面臨的新挑戰及其相應的研究成果和應對措施，包括大數據的數據隱私問題、集成與管理問題、IT 技術架構問題、生態環境問題等。目前對于大數據的研究尚屬起步階段，還有很多問題亟待解決。大數據時代已經來臨，如何從海量數據中發現知識、獲取信息，尋找隱藏在大數據中的模式、趨勢和相關性，揭示社會運行和發展規律，以及可能的科研、商業、工業等應用前景，都需要更加深入地了解大數據，具有更加深刻的數據洞察力。

來源出版物：浙江大學學報工學版, 2014, 48(6)：957-972

入選年份：2017

基于DIC 技術的銹蝕鋼筋混凝土表面開裂

童晶，金賢玉，田野，等

摘要：為研究鋼筋混凝土梁混凝土保護層銹脹開裂的全過程，基于數字圖像相關（DIC）技術，采用數字散斑圖像的匹配追蹤分析方法，揭示氯鹽環境中外加電流加速銹蝕條件下鋼筋混凝土梁表面廣義主應變場的時變演化規律。結果表明：混凝土梁內縱筋與箍筋的銹蝕均對試件表面的廣義主應變分布場產生影響，并且銹蝕混凝土梁表面縱向初裂位置附近的廣義主應變分布具有圣維南特性；使用DIC 技術可以準確判斷混凝土梁表面初始開裂的時間、位置以及裂紋的走向。研究方法與成果對于量化表征鋼筋混凝土結構的銹蝕開裂全過程具有重要意義。采用DIC 技術研究銹蝕鋼筋混凝土表面損傷場時變規律，可以得出以下幾點結論。（1）通過DIC技術測得試件表面廣義主應變云圖，可以直觀的觀察到由于鋼筋銹蝕導致混凝土表面損傷開裂的全過程，可以精確的判斷混凝土表面初裂的位置和裂紋的走向。（2）當廣義主拉應變達到500 με 左右，混凝土表面初裂，此時結構表面未出現肉眼可見裂縫，使用DIC 技術可以在混凝土結構表面出現肉眼可見裂縫前，準確判斷初裂的時間和位置。（3）箍筋銹蝕產生銹脹應力使箍筋處混凝土表面出現廣義主拉應變。由于箍筋上方的混凝土已產生肉眼無法觀測到的橫向裂縫，箍筋銹蝕產生銹脹應力得到部分或全部的釋放，即箍筋銹蝕產生的拉應力隨著裂縫的產生而降低或消失。縱筋、箍筋銹蝕導致保護層開裂后剛度降低，試件產生向下的撓度，導致混凝土上表面受壓，從而箍筋處試件上表面最終呈現廣義主壓應變。（4）DIC 技術可以獲得混凝土試件表面產生廣義主拉應變的范圍。根據廣義主拉應變的范圍確定試件表面開裂可能性最大區域，對于混凝土結構的監測以及修復具有重要意義。

來源出版物：浙江大學學報工學版, 2015, 49(2)：193-199

入選年份：2017

混凝土梁側錨固鋼板受壓屈曲特性的數值模擬

陸洲導，徐曉亮，杭啟兵，等

摘要：目的：目前在鋼筋混凝土梁中應用最廣泛的梁底粘鋼和粘碳纖維法僅對低配筋梁具有較好的加固效果，對配筋率較大的梁將導致超筋破壞，而且在鋼板或碳纖維片材端部極易發生脆性剝離。采用螺栓將鋼板錨固在梁側的方法（bolted-side-plating，BSP 法），則可同時增加受拉和受壓縱筋，從而在提高梁抗彎承載力的同時保持梁的變形性能，而且螺栓作為剪力鍵能有效避免剝離破壞。然而在BSP 梁中，梁側鋼板上部區域處于受壓狀態，當荷載較大時可能發生受壓屈曲，而此時鋼板受拉區依舊能正常工作，從而使梁的受力模式發生改變，發生類似于超筋梁的脆性破壞。目前設計規范尚無有關BSP 法加固設計、特別是梁側鋼板屈曲限制措施的條文規定，因而本文擬對螺栓錨固的受壓屈曲特性進行深入分析，探討其隨各種因素變化的規律。方法：根據前期試驗研究中試件的實際尺寸，采用ABAQUS 軟件建立 有限元模型。其中混凝土、螺桿、螺帽、墊片采有C3D8R實體單元模擬，受壓鋼板、加勁肋、加載墊板等采用S4R殼單元類型，鋼材材料本構模型根據試驗結果取用。建模過程中考慮模型材料、邊界、幾何等非線性，通過自接觸、摩擦單元的定義和對螺桿設置預緊力，有效模擬鋼板、墊片、螺桿之間的相對連接關系。通過設置Buckle分析步獲得模型的第一階模態，將其作為初始變形缺陷。在通過設置Static General 分析步進行位移加載分析。從破壞模式、荷載—位移曲線、屈曲承載力對試驗和數值模擬結果進行對比，以論證該數值模型的可靠性。再進一步進行參數分析，考察BSP 梁中鋼板屈曲特性隨鋼板厚度、螺栓間距、加勁肋布置、初始缺陷等變化的規律。然后將縱向加勁肋帶來的屈曲承載力提高分為兩部分：加勁肋自身的屈服承載力和其對鋼板受壓區屈曲的約束作用，并分別進行參數分析及采用最小二乘法擬合關鍵控制參數，從而得出配置加勁肋的螺栓錨固的屈曲承載力。并用試驗及有限元模擬結果驗證擬合公式的有效性。結果：ABAQUS 有限元模擬和試驗觀測均可發現，當荷載增大到一定數值時鋼板受壓側逐漸發生側向起拱，起拱區域隨屈曲約束措施的不同而不同，且模擬和試驗所得的破壞模式及荷載—位移曲線均吻合良好。增大鋼板厚度能提高試件屈曲承載力，但對鋼板屈曲起拱所取的約束作用有限。減小鋼板受壓區螺栓間距和配置截面更大的縱向加勁肋不僅能有效提高屈曲承載力，還能使鋼板屈曲起拱部位發生轉移，從而更有效地約束側向起拱。配置橫向加勁肋對受壓鋼板的屈曲承載力無明顯提高效果，主要起約束鋼板中部區域起拱的作用。不同初始缺陷下，螺栓錨固鋼板的屈曲承載力和側向起拱發展大體一致，側向起拱對初始缺陷并不敏感。縱向加勁肋對屈曲承載力的加強效果可分解為加勁肋自身屈服承載力及其對受壓鋼板的屈曲約束兩部分，并可通過擬合公式較準確地進行計算。結論：梁側螺栓固定鋼板的受壓屈曲屬于一種僅可遠離混凝土梁的單向屈曲問題，加上螺栓約束為一種分散的點約束，該問題難以得出理論上的解析解。采用基于ABAQUS 有限元模擬的參數分析，可較為直觀全面地得出其屈曲特性隨各參數變化的規律，并通過曲線擬合出經驗公式從而較準確地預估螺栓錨固鋼板的屈曲承載力。

來源出版物：同濟大學學報自然科學版, 2017, 45(1)：1-8

入選年份：2017