土木工程与建筑学

• 土木工程专业知识驱动大语言模型构建与评测体系

  周颖;孟诗乔;徐灏然;冷皓;

  为解决通用大语言模型在土木工程领域应用中缺乏专业知识而导致的局限性问题，提出了一种专为土木工程领域设计的知识大模型―CivilGPT。通过多步骤的技术路线构建了CivilGPT模型，包括数据预处理、建立专业知识图谱、生成和优化自动化数据集、分阶段预训练和微调，以及与工程任务的对齐，确保模型能够在土木工程领域实现准确的知识表达和推理能力。此外，建立了基于土木工程资格考试的标准化评测框架Civil-Bench，涵盖13类注册工程师考试题目，包含14 823道客观题和269道主观题。通过测试15个国内外语言模型，结果显示CivilGPT在土木工程知识理解、推理能力和复杂问题解决方面具有显著优势。该研究为土木工程领域智能化发展奠定了技术基础，为其他专业领域模型开发提供了重要参考。

  2025年06期 v.53 831-840页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K]
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• 负载下栓接加固偏心受压H形钢极限承载力

  张国萱;王思哲;苏庆田;

  钢结构的加固通常是在原结构有负载的情况下进行的。为了厘清结构初始负载水平对栓接加固钢构件的加固效果的影响，进行了168个栓接角钢加固H形截面双向偏心受压构件有限元模型计算分析，研究了影响加固效果的参数，包括初始负载水平、长细比和偏心率。研究表明，对于偏心受压构件的加固，初始负载对加固效果的影响是不利的，对加固效果的削弱在14%以内，长细比也会影响加固效果，而偏心率大小对加固效果的影响不显著。提出的考虑长细比和初始负载水平来预测加固效果的计算方法，可用于计算负载下栓接加固双向偏心受压H形钢构件的极限承载力。

  2025年06期 v.53 841-850页 [查看摘要][在线阅读][下载 2145K]
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• 接缝处纵向钢筋连续预制混凝土节段梁试验研究

  端木祥永;俞承序;邹宇;王胜斌;徐栋;

  预制混凝土节段梁桥在城市基础设施建设中具有十分重要的地位。针对传统设计中接缝处钢筋断开的问题，提出了接缝处纵向钢筋连续设计方案。研究的主要目的是提升节段梁的抗裂性能以及结构耐久性。通过简支节段梁的荷载试验并结合数值分析，对比了新型接缝与传统接缝在开裂荷载、极限承载能力、变形特性和破坏模式方面的差异。研究结果表明：接缝处纵向钢筋连续布置对节段梁的抗裂性能有明显提高。提出的二维有限元模型可有效模拟接缝处纵向钢筋连续节段梁以及传统节段梁的全过程受力行为，提出的极限承载能力公式可较准确预测节段梁的受力性能。相关研究表明，接缝处纵向钢筋连续接缝设计为提高预制混凝土节段梁的工程应用性能提供了新思路。

  2025年06期 v.53 851-859页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K]
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• 型钢混凝土剪力墙变形性能指标体系试验研究

  韩小雷;陈熹俊;张垒;季静;黄烨华;

  为修正广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》（DBJ/T 15-151-2019）中型钢混凝土（SRC）剪力墙的变形性能指标体系，根据我国现行规范，设计了12个一字型SRC剪力墙试件进行低周往复试验，对其破坏形态、耗能能力、变形能力、位移延性等进行研究。根据试验结果，提出基于骨架曲线的性能状态划分方法和基于破坏现象的性能状态划分方法，两种方法确定的变形性能指标限值吻合且可相互表征，由此建立构件变形—构件损坏程度—构件承载力的对应关系；基于该研究12个试件和文献收集的92个试件共104个试件的低周往复试验结果，修正了SRC剪力墙的破坏形态判别准则，建立了SRC剪力墙关键性能点θ1、θ5、θ6的回归公式。最后，基于ASCE/SEI 41-13对建立的关键性能点回归公式进行超越概率调整，修正了SRC剪力墙的变形性能指标限值。

  2025年06期 v.53 860-872页 [查看摘要][在线阅读][下载 2556K]
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• 基于钢结构建筑的装配式外立面整合性围护系统

  陆均;王文胜;蒋怡青;姜雁彬;郭洋;马东亚;

  详细介绍了一种基于钢结构建筑的装配式外立面整合性围护系统。系统利用集成设计的方法，将外墙外立面与内装饰材料的外观效果进行了综合考虑，形成了高度复合、一体化、集约化、体现绿色理念和技术美学的装配式围护体系。通过跨专业设计、联合多个专业机构研究论证、典型部位1:1实体模型打样、实物检测分析的方法，研究给出了具体实现方式和节点构造，并进行了工程实样验证。

  2025年06期 v.53 873-877页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K]
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• 橡胶支座铅芯热效应评估方法

  薛斌;卢文胜;任祥香;

  为解决在铅芯热效应下橡胶支座温度场与力学性能退化预测的难点，提出了一种橡胶支座铅芯热效应评估方法，采用物理试验与数值模拟融合的技术路线，在物理空间研究自由边界与准真实边界下支座温度场传递规律及边界影响，在数值空间融合物理试验数据在真实边界条件下评估铅芯温度发展与支座力学性能退化。研究结果表明：试验显示，第一形状系数对支座升降温速率的影响显著；支座外侧橡胶保护层起到良好的隔热效果，致使支座自身降温缓慢；钢板-混凝土边界对支座温度场有较大影响不可忽视，应重视对支座边界的仿真模拟；数值模拟再现了物理试验过程，经试验验证分别实现了对支座与钢板-混凝土边界的合理仿真，最后在真实边界条件下实现对铅芯温度与支座力学性能退化规律的合理预测；所提方法可为不同参数特征的橡胶支座铅芯热效应评估提供借鉴。

  2025年06期 v.53 878-887页 [查看摘要][在线阅读][下载 2456K]
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• 基于关联规则的盾构隧道结构性能评价方法

  张洋宾;谢雄耀;周彪;林威;曹宇阳;张列学;王承;

  为解决盾构隧道结构性能评价较少考虑指标关联性的问题，引入关联规则理论优化网络分析法（ANP）并结合模糊数学建立评价模型。收集并处理各指标数据，采用Apriori算法开展关联规则挖掘，得到各指标间的关联关系及关联强度，据此对ANP的判断矩阵进行调整并开展盾构隧道结构性能评价。通过关联关系分析各指标间的演化关系，提出盾构隧道维养策略优化思路。从理论角度分析，提出的方法更符合实际工况，以上海市延安东路南线隧道为例开展工程应用，结果表明：提出的评价方法与模糊层次分析法（FAHP）所得结果仅相差3.9%，证明此方法的可行性；关联规则挖掘的结果表明超限累计沉降是结构性能退化的源头因素，应通过限制过大沉降和指标演化前项实现结构性能退化的控制。研究成果可为盾构隧道安全服役提供技术支持。

  2025年06期 v.53 888-897页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
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• 块体理论研究进展

  张洪;安宝宝;郑路;武威;

  侧重总结块体理论与方法研究的历史脉络、发展现状及未来趋势：核心概念从经典锥、形心滑动锥、广义节理锥发展为接触理论的总进入角；配套形成全赤平投影、向量运算、赤平解析、全域切割与接触计算等方法；保留刚体平移失稳基本假设，弱化无限延伸平直结构面和面-面接触几何约束两大基本假设；将面-面接触几何约束条件下临空凸块体稳定分析推广为一般接触几何约束条件下全域任意形态块体渐进失稳分析。此外，提出总进入角接触理论与计算方法用于块体可动性分析，以期进一步推动块体理论实质性发展。

  2025年06期 v.53 898-905页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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交通运输工程

• 基于计算机视觉的无信号交叉口机非冲突风险分析

  柴浩;程平;张志鹏;王奕曾;胡昊;

  城市中的无信号交叉口是城市流动的关键节点，无信号交叉口在没有信号灯控制的情况下，机动车与非机动车容易出现混合流情况，导致机非冲突概率增加，并致使驾驶者出现频繁的刹车制动与避让行为，造成城市流动效率降低。研究无信号交叉口内机非冲突风险并优化城市无信号交叉口设计对提升城市流动效率极为必要。研究构建了一种基于计算机视觉技术的轨迹提取框架，结合超过2 000min的无信号交叉口视频数据，对交通参与者不同类型的交通行为和冲突过程进行了分析，利用随机参数次序概率对冲突过程中的驾驶行为及环境因素与冲突严重程度之间的耦合关系进行建模。结果表明冲突过程中的侵入次序与交通参与者的类型以及交通冲突的严重程度高度相关。其中，电动自行车的交通参与会增加交通风险。研究开发的交通参与者轨迹提取框架将为更多的交通冲突研究者提供方案，冲突风险的分析结果将为城市交通流动效率优化和相关交通管理者提供理论指导。

  2025年06期 v.53 906-913页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
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• 考虑站型组合的市域轨交线路通过能力计算方法

  于策;顾保南;

  快慢车模式下，恰当的越行有助于提高市域轨道交通线路通过能力，但并非所有车站都具备越行条件。为定量把握线路通过能力与包含站型组合在内的众多因素的关系，提出一种线路通过能力计算方法。在掌握各站站型、列车停站方案、列车区间运行时分、列车间隔时间、快慢车开行次序，明确越行发生条件的基础上，按次序逐一引入快慢车，计算列车在每个车站的到发/通过时刻并及时调整被该列车越行的列车的运行时刻，之后引入下一列车，直至线路通过能力饱和。计算案例限定了设有到发线的中间站总数，结果表明，针对不同的快慢车开行比例，站型组合对线路通过能力均有影响，但影响程度不同。计算线路通过能力时应考虑到站型组合的约束。

  2025年06期 v.53 914-923页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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• 基于差异出行比较的城轨方案道路总出行时间评价

  赵墨林;顾保南;陈路遥;

  针对当前轨道交通规划方案评价中综合交通出行时间的道路交通部分不易准确比较的问题，提出利用比选方案道路交通出行的差异部分对全道路网总出行时间进行比较的方法。聚焦轨道交通比选方案下道路交通出行的差异OD，修正差异OD的预测出行路段参数并预测车流量，估算差异OD本体的出行时间。同时基于Wardrop第一平衡准则构建了利用差异OD及其出行路段参数直接估算差异OD的影响时间的计算模型。通过比较差异OD本体出行时间与差异OD影响时间之和，实现比选方案道路网总出行时间的分析。以某城市轨道交通线网规划方案比选为例设计了实验案例，验证结果显示该方法的分析结果可靠，在规划工作中容易实现。

  2025年06期 v.53 924-933页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K]
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• 基于无人机观测的城市郊区临街区域颗粒物时空分布

  李超;何红弟;彭仲仁;

  道路交通污染已成为城市的主要污染源，临街社区最容易受到交通污染的影响。利用无人机对城市临街小区内空气污染物的三维分布进行实地监测，归纳其三维分布规律，通过分析不同交通条件，不同建成环境以及不同气象条件等情景，解释污染物在城市临街小区三维分布成因。发现大型柴油车对于道路污染源排放强度的影响极大，12%的大型柴油车可以贡献55%的PM_1排放。同时根据道路两侧的用地情况不同，在90m高度以下，PM_1的水平影响范围为100～350m,90～300m高度内，PM_1的水平影响范围可达500m以上。

  2025年06期 v.53 934-943页 [查看摘要][在线阅读][下载 2414K]
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环境科学与工程

• 微流控探索地下水污染物多介质界面过程进展

  李思;代朝猛;李继香;张宏程;李质;买买提江·买斯德克;刘曙光;张亚雷;付融冰;

  微流控模型因其可以在微观尺度上原位和实时地观测土壤地下水界面过程，解决了由于土壤地下水的异质性、不透明性和动态性带来的的黑箱问题。着重展示了创新的微流体装置如何为深入探讨土壤地下水地球物理化学过程提供重要见解，如微观尺度的土壤地下水多孔介质中的物质运移转化、吸附解吸、淋溶与沉淀等过程。批判地讨论微流控技术应用的限制，如微流控模型的尺度、制备与操作复杂度、与传统观测技术衔接困难等，并展望了微流控模型未来的研究方向，如结合主流和新型表征技术，提高微流控模型的逼真性和通用性。微流控技术将引领朝向微观、可控和原位的土壤地下水污染物多介质界面过程研究技术进步。

  2025年06期 v.53 944-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
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• 预涂动态膜形成特征及其在水处理应用

  谢丽;闵柏林;柳林齐;罗纯;杨钰乾;庞维海;陈立生;

  立足于预涂动态膜，论述了预涂动态膜的工作原理。总结了诸如支撑膜孔径及材质、成膜材料特性及粒径，以及过滤压强和错流速度等操作条件对预涂动态膜处理效果的影响。并综述了预涂动态膜在地表水、工业废水和市政污水中应用的相关研究进展。此外，还对预涂动态膜开展了经济分析。最后指出了预涂动态膜在实际工程运用中所面临的挑战及未来的发展方向，旨在为预涂动态膜技术在水处理领域中的应用提供理论依据和技术支撑。

  2025年06期 v.53 951-960页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K]
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数理科学与化学

• 分红存在上界含信用等级迁移的定价模型

  梁进;张海婷;

  考虑在债券发行方可能发生信用等级迁移情况下公司资产分红存在上界的零息票债券的定价问题。根据公司资产的数量将公司分为高低两种信用等级状况，公司资产价值变化满足带有红利率的几何Brownian运动，同时考虑到对公司资产的分红有预期计划，当累计红利数达到预期值时，公司资产价值变化便满足普通几何Brownian运动。通过计算此模型下公司债券的价值，进而评估信用等级迁移的风险，同时利用对冲推导出在信用等级迁移边界上的条件。建立创新的含信用等级迁移的风险评估模型，进而利用特征线隐格式差分法进行求解，得到公司资产价值的数值解并分析其金融意义。

  2025年06期 v.53 961-967页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K]
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• 跳扩散模型下公司的红利分配和破产问题研究

  马俊美;吴婧文;韩嘉宇;郭明鹭;

  在Merton跳扩散模型下研究了带有红利支付和违约特征的公司的相关计算问题。基于Girsanov测度变换理论，使用概率论方法，推导出了公司的价值现值、生存概率和股利现值的解析解。最后进行了数值试验，并与蒙特卡罗模拟的数值结果进行了比较，验证了推导出的解析解的正确性与高效性。所提出的方法可以进一步推广到带有双障碍特点的雪球期权及鲨鱼鳍型衍生品的定价问题研究。

  2025年06期 v.53 968-975页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K]
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经济与管理科学

• 基于Stacking集成学习的乳腺癌智能诊断预测模型

  段春艳;刘千拓;王佳洁;管迪;尤筱玥;

  整合创新数据预处理方法和机器学习算法，根据乳腺癌威斯康星州诊断数据集构建了智能预测模型。首先，采用以LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)为基模型的特征递归消除法进行特征选取；其次，使用结合ADASYN(adaptive synthetic sampling)过采样和OSS(one-sided selection)欠采样的综合采样进行数据不平衡处理，得到均衡的训练数据集；最后，以MLP(multilayer perception)、LightGBM、CatBoost(categorical boosting)作为基学习器，逻辑回归模型作为元学习器构建了基于Stacking集成学习的智能诊断模型，并通过5折交叉验证和准确率、敏感度、受试者操作特征曲线的下方面积等多项分类预测指标进行评估。实验结果显示所提出的模型能够达到98.2%的预测准确率，具备稳定且优秀的分类预测性能，能够为乳腺癌的临床诊断提供强有力的决策支持。

  2025年06期 v.53 976-984页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K]
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• 基于强化学习的多阶段资源分配对策模型

  张骁雄;丁松;彭锐;伍国华;刘忠;

  针对资源受限下的攻防博弈资源分配问题，提出一种基于强化学习的多阶段攻防资源分配对策模型。防守者考虑如何在多阶段攻防中有效分配资源部署伪装目标以及加强真实目标防护，而多个进攻者考虑如何合作在多阶段攻防中有效分配资源识别伪装目标以及攻击真实目标。在各阶段以真实目标发挥期望效益为奖励准则，设计基于强化学习Q-learning算法的资源分配模型，生成整个周期内的攻防双方最优资源分配策略。示例研究验证了所提模型算法的有效性，能为多阶段攻防博弈资源分配提供辅助决策。

  2025年06期 v.53 985-992页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
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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，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。网络投稿请直接登录《同济大学学报（自然科学版）》编辑部网站注册投稿（http://tjxb.cnjournals.cn），或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报（自然科学版）界面注册投稿，有关投稿要求及注意事项如下：1.校内作者投稿以作者身份登录本刊网站，进入投稿界面，上传原始稿件并录入作者信息。

  2025年06期 v.53 993页 [查看摘要][在线阅读][下载 328K]
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