工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)

數(shù)據(jù)技術(shù)研究綜述

劉智慧，張泉靈

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的迅猛發(fā)展、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用、大容量存儲(chǔ)設(shè)備的迅速更新，人們?cè)谌粘５纳a(chǎn)生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正以指數(shù)形式飛速增長(zhǎng)，“大數(shù)據(jù)”的概念隨之產(chǎn)生。在“大數(shù)據(jù)時(shí)代”，數(shù)據(jù)已經(jīng)不僅僅是需要分析處理的內(nèi)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(fù)的數(shù)據(jù)中，收集、整理和分析數(shù)據(jù)足跡（data print），以支撐社會(huì)生活的預(yù)測(cè)、規(guī)劃和商業(yè)領(lǐng)域的決策支持等。從大數(shù)據(jù)的概念特征、一般處理流程、關(guān)鍵技術(shù)3 個(gè)方面進(jìn)行綜述?？偨Y(jié)了大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生背景，對(duì)近幾年國(guó)內(nèi)外大數(shù)據(jù)的相關(guān)研究成果進(jìn)行較為全面的總結(jié)和介紹。大數(shù)據(jù)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(jià)值密度低）。概括出了大數(shù)據(jù)的一般處理流程，重點(diǎn)描述了典型的云計(jì)算技術(shù)在大數(shù)據(jù)分析過程中的基礎(chǔ)性作用。大數(shù)據(jù)的處理流程基本可劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與集成、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)解釋4 個(gè)階段。在分析大數(shù)據(jù)處理流程的基礎(chǔ)上，對(duì)大數(shù)據(jù)分析過程中所用到的關(guān)鍵技術(shù)，如MapReduce、GFS、BigTable、Hadoop 以及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等作基本介紹。分布式文件系統(tǒng)為整個(gè)大數(shù)據(jù)提供了底層的數(shù)據(jù)貯存支撐架構(gòu)；為了方便數(shù)據(jù)管理，在分布式文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，提高數(shù)據(jù)訪問速度；在一個(gè)開源的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上利用各種大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以對(duì)不同種類不同需求的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理得出有益信息，最終利用各種可視化技術(shù)形象地顯示給數(shù)據(jù)用戶，滿足用戶的各種需求。歸納總結(jié)出大數(shù)據(jù)時(shí)代面臨的新挑戰(zhàn)及其相應(yīng)的研究成果和應(yīng)對(duì)措施，包括大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)隱私問題、集成與管理問題、IT 技術(shù)架構(gòu)問題、生態(tài)環(huán)境問題等。目前對(duì)于大數(shù)據(jù)的研究尚屬起步階段，還有很多問題亟待解決。大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來臨，如何從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)、獲取信息，尋找隱藏在大數(shù)據(jù)中的模式、趨勢(shì)和相關(guān)性，揭示社會(huì)運(yùn)行和發(fā)展規(guī)律，以及可能的科研、商業(yè)、工業(yè)等應(yīng)用前景，都需要更加深入地了解大數(shù)據(jù)，具有更加深刻的數(shù)據(jù)洞察力。

來源出版物：浙江大學(xué)學(xué)報(bào)工學(xué)版, 2014, 48(6)：957-972

入選年份：2017

基于DIC 技術(shù)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(hù)層銹脹開裂的全過程，基于數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)，采用數(shù)字散斑圖像的匹配追蹤分析方法，揭示氯鹽環(huán)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(yīng)變場(chǎng)的時(shí)變演化規(guī)律。結(jié)果表明：混凝土梁內(nèi)縱筋與箍筋的銹蝕均對(duì)試件表面的廣義主應(yīng)變分布場(chǎng)產(chǎn)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(yīng)變分布具有圣維南特性；使用DIC 技術(shù)可以準(zhǔn)確判斷混凝土梁表面初始開裂的時(shí)間、位置以及裂紋的走向。研究方法與成果對(duì)于量化表征鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的銹蝕開裂全過程具有重要意義。采用DIC 技術(shù)研究銹蝕鋼筋混凝土表面損傷場(chǎng)時(shí)變規(guī)律，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。（1）通過DIC技術(shù)測(cè)得試件表面廣義主應(yīng)變?cè)茍D，可以直觀的觀察到由于鋼筋銹蝕導(dǎo)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(dāng)廣義主拉應(yīng)變達(dá)到500 με 左右，混凝土表面初裂，此時(shí)結(jié)構(gòu)表面未出現(xiàn)肉眼可見裂縫，使用DIC 技術(shù)可以在混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)肉眼可見裂縫前，準(zhǔn)確判斷初裂的時(shí)間和位置。（3）箍筋銹蝕產(chǎn)生銹脹應(yīng)力使箍筋處混凝土表面出現(xiàn)廣義主拉應(yīng)變。由于箍筋上方的混凝土已產(chǎn)生肉眼無法觀測(cè)到的橫向裂縫，箍筋銹蝕產(chǎn)生銹脹應(yīng)力得到部分或全部的釋放，即箍筋銹蝕產(chǎn)生的拉應(yīng)力隨著裂縫的產(chǎn)生而降低或消失。縱筋、箍筋銹蝕導(dǎo)致保護(hù)層開裂后剛度降低，試件產(chǎn)生向下的撓度，導(dǎo)致混凝土上表面受壓，從而箍筋處試件上表面最終呈現(xiàn)廣義主壓應(yīng)變。（4）DIC 技術(shù)可以獲得混凝土試件表面產(chǎn)生廣義主拉應(yīng)變的范圍。根據(jù)廣義主拉應(yīng)變的范圍確定試件表面開裂可能性最大區(qū)域，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)以及修復(fù)具有重要意義。

來源出版物：浙江大學(xué)學(xué)報(bào)工學(xué)版, 2015, 49(2)：193-199

入選年份：2017

混凝土梁側(cè)錨固鋼板受壓屈曲特性的數(shù)值模擬

陸洲導(dǎo)，徐曉亮，杭啟兵，等

摘要：目的：目前在鋼筋混凝土梁中應(yīng)用最廣泛的梁底粘鋼和粘碳纖維法僅對(duì)低配筋梁具有較好的加固效果，對(duì)配筋率較大的梁將導(dǎo)致超筋破壞，而且在鋼板或碳纖維片材端部極易發(fā)生脆性剝離。采用螺栓將鋼板錨固在梁側(cè)的方法（bolted-side-plating，BSP 法），則可同時(shí)增加受拉和受壓縱筋，從而在提高梁抗彎承載力的同時(shí)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(cè)鋼板上部區(qū)域處于受壓狀態(tài)，當(dāng)荷載較大時(shí)可能發(fā)生受壓屈曲，而此時(shí)鋼板受拉區(qū)依舊能正常工作，從而使梁的受力模式發(fā)生改變，發(fā)生類似于超筋梁的脆性破壞。目前設(shè)計(jì)規(guī)范尚無有關(guān)BSP 法加固設(shè)計(jì)、特別是梁側(cè)鋼板屈曲限制措施的條文規(guī)定，因而本文擬對(duì)螺栓錨固的受壓屈曲特性進(jìn)行深入分析，探討其隨各種因素變化的規(guī)律。方法：根據(jù)前期試驗(yàn)研究中試件的實(shí)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(shí)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(gòu)模型根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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(duì)螺桿設(shè)置預(yù)緊力，有效模擬鋼板、墊片、螺桿之間的相對(duì)連接關(guān)系。通過設(shè)置Buckle分析步獲得模型的第一階模態(tài)，將其作為初始變形缺陷。在通過設(shè)置Static General 分析步進(jìn)行位移加載分析。從破壞模式、荷載—位移曲線、屈曲承載力對(duì)試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以論證該數(shù)值模型的可靠性。再進(jìn)一步進(jìn)行參數(shù)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(guī)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(duì)鋼板受壓區(qū)屈曲的約束作用，并分別進(jìn)行參數(shù)分析及采用最小二乘法擬合關(guān)鍵控制參數(shù)，從而得出配置加勁肋的螺栓錨固的屈曲承載力。并用試驗(yàn)及有限元模擬結(jié)果驗(yàn)證擬合公式的有效性。結(jié)果：ABAQUS 有限元模擬和試驗(yàn)觀測(cè)均可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)荷載增大到一定數(shù)值時(shí)鋼板受壓側(cè)逐漸發(fā)生側(cè)向起拱，起拱區(qū)域隨屈曲約束措施的不同而不同，且模擬和試驗(yàn)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(duì)鋼板屈曲起拱所取的約束作用有限。減小鋼板受壓區(qū)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(fā)生轉(zhuǎn)移，從而更有效地約束側(cè)向起拱。配置橫向加勁肋對(duì)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(qū)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(cè)向起拱發(fā)展大體一致，側(cè)向起拱對(duì)初始缺陷并不敏感?？v向加勁肋對(duì)屈曲承載力的加強(qiáng)效果可分解為加勁肋自身屈服承載力及其對(duì)受壓鋼板的屈曲約束兩部分，并可通過擬合公式較準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)算。結(jié)論：梁側(cè)螺栓固定鋼板的受壓屈曲屬于一種僅可遠(yuǎn)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(diǎn)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(shù)分析，可較為直觀全面地得出其屈曲特性隨各參數(shù)變化的規(guī)律，并通過曲線擬合出經(jīng)驗(yàn)公式從而較準(zhǔn)確地預(yù)估螺栓錨固鋼板的屈曲承載力。

來源出版物：同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版, 2017, 45(1)：1-8

入選年份：2017