同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于建筑信息模型的支吊架全过程设计系统

    满延磊;吴杰;张其林;刘兵;

    运用建筑信息模型(BIM)理论,研发了一套支吊架全过程设计系统.该系统集实体模型、计算分析、验算、计算书、数据接口、图纸和材料统计等功能于一体,并且所有功能共享数据.采用基于动态捕捉的三维智能建模技术以及自动化的参数化约束技术,使得建模效率大幅提升.

    2019年10期 v.47 1383-1389页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
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  • 盾构隧道大修结构服役性能评价及跨尺度模拟

    周彪;谢雄耀;杨雨冰;王啸剑;

    以延安东路越江隧道大修工程为背景,综合资料调研、现场检测以及成因分析、性能评估,提出了盾构隧道大修结构评估原则、流程与方法.基于环境、材料、构件及结构多层次评价指标体系,建立了盾构隧道大修结构区段整体性能评估方法及流程.重点针对结构收敛过大特殊区段,综合随机格构理论及Diana分析软件,提出了以材料-管片-隧道结构为主体的跨尺度模拟方法.分析了盾构隧道在不同收敛变形条件下衬砌结构开裂特征及变化规律,并提出了盾构隧道收敛变形指标.

    2019年10期 v.47 1390-1397页 [查看摘要][在线阅读][下载 1811K]
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  • 双侧卸载工况下盾构隧道错缝拼装结构变形特征

    刘学增;赖浩然;桑运龙;张强;张竹清;刘金栋;

    依托厦门地铁2号线区间隧道,采用相似模型试验和有限元数值模拟分析了隧道双侧卸载工况下结构的受力变形特征、破坏形式及损伤过程,得到盾构隧道管片错缝拼装结构在双侧卸载工况下的变形控制指标.结果表明,管片混凝土裂缝宽度达到设计允许值0.15 mm时的收敛变形值为3.29‰D(D为隧道直径);螺栓屈服时收敛变形值为10.67‰D,结构破坏形式表现为由管片开裂、螺栓屈服直到变形过大并垮塌.

    2019年10期 v.47 1398-1405页 [查看摘要][在线阅读][下载 1377K]
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  • 粗砂与结构物接触面的剪切特性试验研究

    赵程;谢俊飞;王文东;周依盟;

    利用同济大学研制的大型多功能界面剪切仪,对粗砂与结构物的剪切变形特性进行研究.采用在剪切盒内灌注彩色砂条的方法研究剪切带的空间分布特性.结果表明,彩色砂条的变形可以反映剪切带厚度和空间分布.剪切带厚度为6~11 mm,厚度随着法向应力的增加呈增加的趋势;剪切带厚度在空间上的分布呈现出不均匀性,在剪切方向(X轴方向)上呈现中间大两端小的趋势,在垂直剪切方向(Y轴方向)上离散性较小、分布近似均匀.剪切板凹槽的约束作用,使得凹槽内的砂土颗粒带动附近砂土颗粒运动,从而形成剪切带.土体的剪胀特性是由于剪切带内砂土的变形导致的,剪切初始时剪胀速率较快,达到抗剪强度后剪胀速率减慢.

    2019年10期 v.47 1406-1413页 [查看摘要][在线阅读][下载 2944K]
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  • 节段预制拼装混凝土桥梁剪力键接缝的抗剪强度

    沈殷;蔡鹏;陈立生;李国平;

    基于节段预制拼装混凝土桥梁腹板处多齿剪力键接缝脱离体的应力解析,分析并推导了多齿剪力键根部剪应力分布规律.依据弹性理论分析结果,提出了多齿剪力键根部剪应力分布的不均匀系数,并在考虑该不均匀系数后对AASHTO接缝抗剪强度计算公式进行了修正.与数值分析结果的比较表明,该修正公式能够准确地反映多齿剪力键中剪应力的变化趋势和峰值效应,而且修正公式计算结果与相关试验结果误差在5%以内.

    2019年10期 v.47 1414-1420页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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  • 钢-混凝土组合沉管结构抗剪机理

    宋神友;李永轩;金文良;刘玉擎;

    以深圳至中山跨海通道沉管隧道设计方案为研究背景,建立沉管节段的精细化非线性有限元模型,进行四点反弯矩剪切试验仿真模拟.结果表明,在隧道横向,横隔钢板和混凝土分别承担斜向拉力和斜向压力,两者形成主要的受力体系;在隧道纵向,混凝土内未发现明显的横向应力分布变化;角钢连接件主要承担格室面板与混凝土间的剪力传递,拉拔作用不明显;在结构弹性状态下,各连接件抗剪刚度相近、剪力分布均匀;连接件附近混凝土开裂后逐步退出工作,但并不影响结构继续承载;剪切破坏过程表现为结构依次发生混凝土弯剪开裂、连接件处混凝土开裂、横隔钢板屈服,最终因混凝土剪切斜裂缝贯通达到结构极限承载力.

    2019年10期 v.47 1421-1428页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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  • 高层正交胶合木-混凝土核心筒体系力学性能参数分析

    熊海贝;王治方;宋依洁;

    基于国内外高层木结构及木-混凝土混合结构的研究,结合正交胶合木(CLT)的材料性能优势,设计了一种高层正交胶合木-混凝土核心筒混合结构体系.运用有限元分析方法,研究不同参数对该混合结构的力学性能、变形、动力特性等的影响.结果表明,CLT板连接刚度的变化对CLT结构竖向位移的影响较大,提高CLT板间的连接刚度,可减小CLT结构竖向位移和楼层水平位移;混凝土核心筒墙体厚度增加,结构楼层水平位移平均减小9.07%,但对CLT结构竖向位移几乎无影响;一定范围内楼层数的变化对结构周期和楼层水平位移的影响较大,而对CLT剪力墙结构竖向位移的影响相对较小.

    2019年10期 v.47 1429-1436页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K]
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  • 狭长小型河口冲淤特征与演变机制

    匡翠萍;赵钒;顾杰;汤俐;

    基于Mike21软件建立狭长小型河口——风河河口的二维潮流、波浪和泥沙输运数学模型,并运用验证合理的模型研究风河河口及其邻近海域的水沙动力特征,探讨50年一遇风暴浪作用下狭长小型河口冲淤演变的响应特征.结果表明,纯潮流作用下,河道总体呈现"上淤下冲"的演变态势,潮不对称输沙是风河河口地貌演变的主要原因;河口冲淤在正常天气下受潮流控制,在极端天气下受风暴浪控制;常浪与潮流耦合作用下,河道内冲淤分布与纯潮流相似;50年一遇波浪耦合潮流作用下掀沙能力显著增强,其中SE向和E向波浪影响最大,近岸海域主要呈冲刷态势,河口河道呈淤积态势,并且淤积厚度比纯潮流作用下高一个量级.

    2019年10期 v.47 1437-1445页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K]
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交通运输工程

  • 基于自然驾驶数据的高速公路出口区换道风险模型

    张兰芳;王淑丽;陈程;杨旻皓;折欣;

    依托上海自然驾驶实验数据,提取高速公路出口区的交通流特性数据和驾驶行为样本.以单向四车道高速公路出口为例,考虑不同道路交通环境和出匝换道路径因素,基于比例优势模型构建高速公路出口区换道风险模型.在该模型基础上生成换道风险图谱,解析高速公路出口区换道风险分布特征,为车流控制管理提供理论决策支持.

    2019年10期 v.47 1446-1453页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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  • 基于二次修正的短时行程时间预测模型

    杨航;王忠宇;邹亚杰;吴兵;

    为了提高高速公路短时行程时间预测模型的精度和鲁棒性,同时缓解过度训练带来的过拟合效应,构建了基于小波神经网络和马尔可夫链的组合预测模型,并采用平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差三个指标评价模型的预测效果.分析结果表明,在行程时间突变之后,组合预测模型较其他模型都有着更高的预测精度;同时,该模型在预测行程时间突变点时不存在延迟,说明其在高峰时段内有着更高的预测精度和更强的预测鲁棒性.

    2019年10期 v.47 1454-1462页 [查看摘要][在线阅读][下载 773K]
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  • 基于低频轨迹数据的分时租赁驾驶人驾驶风格分析

    余荣杰;龙晓捷;涂颖菲;李健;

    基于上海某汽车分时租赁企业的运营数据,开展了基于低频轨迹数据的驾驶行为特征提取及驾驶风格分析.采用相对超速时间比例及其变异系数为驾驶风格特征指标,基于K-means聚类算法将驾驶人风格划分为谨慎、温和、激进三类,相应驾驶人比例分别为54.04%、36.60%和9.36%.对不同驾驶风格租赁用户的出行、运行及个体特征的比较发现,不同驾驶风格的用户在出行、运行速度及车辆能耗特征方面具有差异性,在年龄、性别及违章方面无统计上的显著差异.

    2019年10期 v.47 1463-1469+1527页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 振动的时效性对道路行驶舒适性评价的影响

    陈长;梁远路;孙立军;

    将每个振动时刻对应于评分时刻均有一个时滞的多对一情形转化为每个过程只有一个代表时滞与之对应的一对一情形,并检验和回归了代表时滞对主观评分的影响.在考虑时滞的基础上,使用分数阶微积分以考虑每个振动时刻之前的历史过程,选取预测主观评分精度最好的阶次为最优阶次.结果表明,较短的时滞不会影响评分结果,但较大的时滞能显著降低主观评分,使用结构行为学方程能较好地拟合两者的关系.对按频率加权的主轴加速度、旋转轴角速度分别取0.7、0.3阶积分可降低11.9%的预测误差,这反映人对振动的累积过程比较敏感.

    2019年10期 v.47 1470-1476+1519页 [查看摘要][在线阅读][下载 2673K]
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  • 改进的固定交通检测器缺失数据综合修复方法

    苗旭;王忠宇;邹亚杰;吴兵;

    基于检测器数据的时空相关性,为缺失数据修复模型动态地选择解释变量,在综合考虑检测器数据的周期性趋势和实时变化特性的基础上,提出了一种改进的缺失数据修复方法.对上海市南北高架的线圈流量数据进行数据修复精度测试.结果表明,相较于传统的支持向量回归(SVR)模型,该方法在3个测试检测器上的数据修复平均绝对误差分别减小了3.80%、3.40%、25.23%,并且在数据连续缺失1~10个时平均绝对百分比误差均低于6%.

    2019年10期 v.47 1477-1484页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]
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机械、车辆与能源工程

  • 功率分流式混合动力系统结构优化与性能验证

    耿文冉;楼狄明;王晨;张彤;

    对某具有双行星排的功率分流式混合动力系统进行了结构优化,并对优化后的系统进行运动学、动力学和效率分析,随后介绍了系统的工作模式及特点.基于Matlab/Simulink与LMS AMESim软件建立联合仿真平台,进行整车性能仿真.结果表明,整车能量消耗和动力性能均得到改善.纯电动模式下,城市工况(UDC)整车电能消耗降低8%;混动模式下,新欧洲行驶工况(NEDC)整车油耗降低6%.纯电动模式最高车速从110 km·h~(-1)增加到160 km·h~(-1).混动模式0~100 km·h~(-1)加速时间从14.5 s减少到10.0 s.

    2019年10期 v.47 1485-1492页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K]
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  • 喷水温度对缸内喷水柴油机燃烧及性能影响的试验研究

    康哲;江浪;邓俊;吴志军;

    基于一台双缸机械泵柴油机,结合自行开发的高压共轨喷射系统、缸内高温水喷射系统及高性能控制平台,试验研究不同喷水温度下的缸内喷水技术对柴油机燃烧及性能的影响.结果表明,随着喷水温度从25℃提高至160℃,喷入缸内高温高压环境的水的蒸发速度改善,缸内有效做功工质增加,膨胀行程做功量可实现约49.5 J的优化,柴油机指示热效率提高8%.与此同时,提高喷水温度可改善缸内水雾蒸发速率,从而降低缸内燃烧过程的循环波动.

    2019年10期 v.47 1493-1499+1532页 [查看摘要][在线阅读][下载 566K]
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  • 基于改进堆叠式循环神经网络的轴承故障诊断

    周奇才;沈鹤鸿;赵炯;刘星辰;

    提出基于改进堆叠式循环神经网络的轴承故障诊断模型.利用深层网络极强的非线性拟合能力以及循环神经网络特有的沿时间通道传播的特点,通过门控循环单元解决堆叠式循环神经网络梯度消失的问题,实现对轴承健康状况的分类识别.利用美国凯斯西储大学轴承数据集进行了轴承故障诊断试验,同时将支持向量机、粒子群优化的支持向量机、人工神经网络、卷积神经网络AlexNet以及循环神经网络作为对比以检验所提模型的分类性能.结果表明,提出的模型能够对轴承故障进行有效诊断,并且具有一定的可靠性与泛化能力.

    2019年10期 v.47 1500-1507页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K]
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  • 基于智能化仿真试验平台的货运列车再充气特性

    应之丁;陈家敏;

    基于气体流动理论,依据气体状态方程和质量方程以及流量特性,建立货运列车制动系统再充气过程的数学模型,然后在智能化仿真试验平台上对该模型进行验证,试验所得曲线与仿真曲线基本吻合.考察150辆编组货运列车首车和尾车的再充气过程,得到了不同位置车辆再充气缓解过程的变化特征,并且测试出不同位置处车辆列车管与制动缸的作用时间差.

    2019年10期 v.47 1508-1513页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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  • 轨道车辆振动实测环境的谱归纳技术

    邓辰鑫;周劲松;宫岛;罗敏;

    轨道交通车辆振动加速度实测数据具有很强的非正态性,利用约翰森法则改进振动数据归纳标准,并提出具有普适性的振动环境谱归纳技术.利用实测数据进行计算,对比改进前后方法的差异,并检验该归纳技术的普适性.结果表明,改进的方法能适应非正态环境,归纳谱能反映实际振动情况.

    2019年10期 v.47 1514-1519页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K]
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经济与管理科学

  • 带资源空窗期的资源投入型问题的建模与优化

    陆志强;周皓雪;

    以飞机移动式装配线为背景,在基本资源投入型问题的基础上考虑资源空窗期约束,建立以最小化资源使用总成本为目标的数学模型.针对该模型设计了一种构造启发式算法,并提出了非关键任务优先级决策规则.考虑空窗期约束特点,以连续排入的两个非关键任务间结果最优的启发式规则来确定非关键任务位置,并提出以非关键任务优先级和关键任务开始时间为双链表编码的遗传算法,然后将启发式规则嵌套在遗传算法的解码和评估阶段.最后通过数值实验比较启发式算法和遗传算法与CPLEX在求解该问题时的优劣,证明了两种算法的有效性.

    2019年10期 v.47 1520-1527页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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  • 基于DC-MSV模型的国内外油运股股价波动规律比较

    刘文白;余逸平;

    为研究国内外油运股股价的波动规律,采用动态相关系数多元随机波动(DC-MSV)模型研究动态相关性和风险溢出效应.实证分析发现,国内外油运股股价与运价、股票指数均存在较高的正相关关系;运价和股票指数对A股油运股股价的影响力相当,而美股主要受运价的影响;股票指数对A股油运股的价格影响力出现下降的迹象;股票指数在大幅波动期间,对股价的影响力显著提升.投资A股油运股需要同时关注运价和上证指数,而投资美股应该主要关注运价.

    2019年10期 v.47 1528-1532页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请

    2019年10期 v.47 1533页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
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