同济大学学报(自然科学版)

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土木工程与建筑学

  • 生成式人工智能大模型在工程建造领域的应用与挑战

    卢昱杰;王娜;赵宪忠;

    生成式人工智能大模型在工程建造领域面临专业认知不足、应用场景与流程不明确等挑战,为挖掘生成式人工智能大模型在建筑垂直领域的应用场景与工程价值,系统分析与梳理生成式人工智能大模型在我国工程建造领域的潜在应用与面临的挑战,通过文献调研、专家讨论、价值链分析方法,明确该技术在工程建造领域的应用现状,建立“Construction-3L”建造领域大模型应用框架,从通用模型层(L1)、行业模型层(L2)、场景模型层(L3)3个维度挖掘大模型技术在立项、设计、施工中的应用机会与价值赋能方式,提出工程建造场景大模型的构建流程,同时分析大模型在工程应用中算法、算据、评价机制方面的共性挑战,并展望了工程建造领域大模型的应用场景、技术创新、政策方向。

    2026年01期 v.54 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • 基于协同专家系统的建筑施工大语言模型问答系统

    杨彬;肖鸿儒;高尚;雷克;陈文硕;张其林;汪丛军;

    为解决大型语言模型问答系统在建筑施工场景中存在的生成幻觉与部署成本高的问题,提出了一种基于协同专家机制的大型语言模型施工问答系统。该系统通过共享专家与路由专家的协同工作方式,在保证模型表达能力的同时,显著提升了问答生成的准确性与推理效率,并有效降低了计算开销。此外,设计了一种领域知识库注入的微调策略,在训练阶段引导模型深度学习施工领域专业语义,从而增强其对工程文本的理解能力,确保生成结果更加符合实际工程需求。实验结果表明,在仅激活约1/3模型参数的情况下,所提出系统仍可达到81.1%的生成语义相似度,兼顾了效率与性能,为建筑施工管理提供了一种高效、可靠且具备工程针对性的智能决策支持工具。

    2026年01期 v.54 13-21+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K]
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  • 数字化精益建造成熟度评价体系与方法

    马智亮;刘刚;宋银灏;张杨;李伟;曾勃;周新会;

    随着数字技术应用与发展,数字化精益建造的理念已被提出并受到重视。为支撑数字化精益建造应用和推广,对《建筑工程项目数字化精益建造成熟度评价标准》的核心技术方法进行阐述,即数字化精益建造的评价体系和方法。首先基于数字化精益建造管理模型,建立成熟度评价指标体系;然后分别确定评价指标权重及评价方法;最后介绍该标准在工程项目中的实际应用并进行分析。结果表明,该标准可用于量化评估工程项目的数字化精益建造水平。

    2026年01期 v.54 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1135K]
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  • 基于渗流理论的城市交通网络与供水管网级联失效分析

    胡群芳;张昱;宋朝阳;赫磊;车德路;苏展;

    为解决交通网络与供水管网之间耦合关系所引发各类突发事件级联失效作用及其建模量化问题,以上海市中心城区为案例,利用出租车GPS数据及道路、供水管网GIS(Geographic Information System)数据,通过空间匹配和时间属性融合建立动态耦合网络,基于渗流理论提出网络影响力指数用于量化级联失效影响。结果表明,交通网络和供水管网之间存在显著的时空耦合效应,尤其在高峰时段供水管网的失效对交通网络的连通性和运行效率产生了直接影响。同时,通过构建解耦策略,提出管网规划和维护优化方案,可减少2个网络之间跨网络级联失效影响,可为提升城市关键基础设施韧性安全与运行可靠性提供参考。

    2026年01期 v.54 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K]
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  • 圆钢管KK′X型节点性能的试验与数值分析

    颜阳;菅广跃;童乐为;赵成云;张得旺;吴斌;

    采用试验和数值分析方法,对圆钢管桁架空间KK'X型间隙节点的性能开展了研究。首先,对2个不同几何参数的KK'X节点进行了破坏试验,研究了节点变形特征、破坏模式、荷载—变形曲线、极限承载力和应变强度分布等性能。其次,建立了KK'X型节点的有限元模型,其可靠性通过试验得到验证。应用该模型进一步分析了节点塑性区域及其发展过程。研究表明:节点的破坏模式均为主管塑性破坏,受压K支管处主管管壁向内凹进变形最为显著;支管直径增大能显著提高节点的极限承载力;节点相贯线附近应力分布较为复杂,最大的应变强度发生在受压K支管处的主管鞍点,率先进入屈服,之后塑性区域逐渐向外扩展,最终节点域大部分区域进入塑性。

    2026年01期 v.54 40-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2146K]
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  • 圆钢管KK′X型节点性能的参数分析与设计公式

    童乐为;菅广跃;颜阳;赵成云;张得旺;吴斌;

    采用经试验验证的有限元模型,对空间KK'X型圆钢管间隙节点极限承载力进行各类参数分析。研究揭示:τ_K和τ_X对节点极限承载力影响较小,其余几何参数影响较大;随着X支管轴力增大,K支管在节点处的极限承载力显著降低;主管轴压应力对节点极限承载力不利,主管轴拉应力对节点极限承载力影响很小。在钢结构设计标准关于平面K型节点承载力计算公式的基础上,提出了采用几何调整系数μ_(KKX)和支管轴力比影响系数ψ_m表达的基于主管塑性破坏、轴力作用下的空间KK'X型节点极限承载力计算公式,其准确性得到了有限元和试验结果的验证。按照钢结构设计标准采用的校正法,最终提出了空间KK'X型圆钢管间隙节点的承载力设计公式,为该种复杂管节点的工程应用提供了设计指南。

    2026年01期 v.54 54-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K]
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  • 承插式连接桩基承台冲切性能试验

    张鹏辉;端木祥永;王志强;

    为了探究承插式连接对桩基承台冲切力学行为的影响,设计并进行了1个现浇承台和3个不同承插深度和配筋形式的承插式连接承台的竖向冲切性能试验,比较了承插式连接桩基承台和现浇桩基承台冲切性能的差异,并探讨了承插深度和U形钢筋设置对冲切承载力的影响,对现有规范中承插式连接桩基承台冲切承载力计算公式进行了评估和改进。结果表明:承插式连接桩基承台与现浇承台的损伤发展过程相似,其冲切承载力较现浇试件小6.75%~7.85%;增加承插深度和设置U形钢筋对承插式连接桩基承台的竖向传力和冲切承载力影响很小;现有规范公式不能合理反映出承插式连接桩基承台的冲切承载力随承插深度和配筋形式变化的规律,基于试验结果修正的拉压杆模型可以合理预测承插式连接桩基承台的冲切承载力。

    2026年01期 v.54 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K]
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  • 膨润土类工程屏障溶质耦合运移理论研究进展

    王琼;胡广;苏薇;叶为民;陈永贵;

    详细梳理了等温溶质耦合运移(ICST)理论研究成果,并基于COMSOL数值软件,比较了不同模型的溶质通量模拟结果。研究结果表明:ICST模型主要包括反扩散(CD)模型和盐扩散(SD)模型,两者的通量模拟结果基本一致,但后者在理论上更为准确。对流—扩散(AD)模型高估了溶质运移通量,而考虑限制性扩散后,AD模型(ADC)与ICST模型的模拟结果差异显著缩小。在实际应用中,建议结合现场工况合理使用SD模型和ADC模型。鉴于工程屏障近场环境的复杂性,阐明非等温、非饱和及土体变形作用下溶质耦合运移机制,并构建准确反映模型参数随浓度和温度变化的土体热—水—力—化溶质耦合运移模型,应是今后的研究重点。

    2026年01期 v.54 76-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]
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交通运输工程

  • 基于改进粒子群算法的土参反演及基坑开挖变形预测

    何平;官子愈;狄宏规;郭慧吉;吴迪;周俊宏;周顺华;

    为克服传统智能优化算法精度低、效率慢、易陷入局部最优的问题,提出了一种基于多级学习的自适应粒子群优化算法(MLAPSO)。该算法引入佳点集策略及多重搜索机制,包括全局搜索、FDB机制及Levy飞行策略,CEC-2022基准函数测试表明,MLAPSO在搜索精度和稳定性方面显著优于传统优化算法。进一步结合基坑开挖的荷载—结构模型,提出了基于MLAPSO的土体参数反演及基坑分阶段开挖变形预测方法。应用某地铁站基坑变形监测数据进行验证,结果表明,该方法能准确反演土体参数,且利用反演参数预测的围护结构变形与实测变形吻合较好,验证了该方法的正确性。

    2026年01期 v.54 87-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
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  • 基于地理信息系统的高速铁路大型临时设施选址模型

    曾小清;邓波;朱明昌;应沛然;李在奇;

    大型临时设施选址对高速铁路施工建设起着至关重要的作用,其主要为建造高速铁路生产和提供预制梁。为针对性解决传统选址工作前期勘察综合成本大、选址结果主观倾向明显且难以量化评估等问题,系统地梳理了选址因素逻辑架构,构建了多层次选址指标体系,结合ArcGIS空间解析,建立高速铁路大型临时设施选址模型。结合山东省已建成的大型临时设施实际位置进行模型验证,得到模型准确度为90%,佐证了本文选址模型的可行性与科学性。可为后续类似设施选址提供理论依据,也有助于形成高速铁路大型临时设施选址新的工作范式。

    2026年01期 v.54 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K]
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  • 基于层次分析法的有砟轨道精测精捣作业效果综合评价

    曲建军;张晓阳;刘攀;

    为构建全面而科学的有砟轨道精测精捣作业效果综合评估体系,综合考虑轨道质量改善、轨道质量追踪、轨道波长能量改善和车辆动态响应4个方面,建立了精测精捣作业效果综合评估体系;结合当前检测手段和精测精捣作业特点,提出了9项评价指标;基于大量的轨道几何检测数据及车体响应数据统计分析,结合现有管理标准,针对不同的评价指标将其划分成6个等级;采用层次分析法,结合专家打分和评议,明确了不同评价模块和评价指标的权重,提出了一种基于层次分析法的精测精捣作业效果综合评价方法。通过实例分析,对比了3个工务段的不同精测精捣模式作业效果。分析结果表明,工务段1作业效果最好,其次为工务段3和工务段2。该方法能够应用于不同精测精捣维修区段的效果评价、不同维修作业模式的效果对比分析,科学指导现场作业模式的选择,为科学、系统地评价精测精捣作业效果提供依据。

    2026年01期 v.54 107-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K]
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材料科学与工程

  • 高锰奥氏体钢动态压缩性能及绝热剪切行为

    夏敏;吴文涛;谭欣;赵峰;郭洪燕;何满潮;

    采用微型霍普金森压杆系统,研究了一种高锰奥氏体钢(NPR钢)在超高应变速率下的动态压缩性能和剧烈塑性变形微观结构。NPR钢在超高冲击下表现出卓越的抗冲击性和应变硬化能力,屈服强度约为550 MPa,极限抗压强度约为1 500 MPa,断裂应变为0.7。通过分析准静态和动态条件下的应变速率敏感性系数λ,发现NPR钢具有2个不同的应变速率敏感区。在应变速率为1×10~4 s~(-1)时,NPR钢未发生断裂,沿冲击截面晶界处产生大量聚集型微孔洞,孔洞的形成方向与冲击方向呈65°。随着应变率增加到2×10~4 s~(-1),NPR钢发生断裂,冲击截面出现由大量微孔洞聚集长大形成的绝热剪切带,绝热剪切带的生长方向与冲击方向呈70°。此外,沿冲击方向形成大量的异质结构,包括扭折带、形变孪晶以及孪晶相互作用区域产生的旋转纳米晶,表明在超高应变率下,NPR钢结构具有复杂的损伤机制。

    2026年01期 v.54 118-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
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机械、车辆与能源工程

  • 液氢加氢站的液氢储罐转注过程动态模拟

    杨靖丞;沈瑾;王维博;吴昊;王佳伟;胡赟;韩一松;朱绍伟;薛明喆;张存满;

    为了解决目前液氢加氢站用液氢增压泵入口处液氢因压力不足导致产生闪蒸现象从而威胁液氢增压泵的稳定运行的问题,进行液氢加氢站内液氢储罐转注过程的动态模拟,并提出针对液氢储罐内的压力管理策略。利用MatLab软件平台,建立了耦合液氢增压泵蒸发气回流与自增压的液氢储罐转注过程热力学模型。分析了液氢转注过程中压力温度变化规律,提出了一套预防液氢储罐内液氢产生闪蒸现象为目标的压力管理策略,并对压力管理策略中的自增压目标压力进行优化,得到了最优的目标压力。可为液氢加氢站中液氢转注过程的自增压程序的编写提供理论指导。

    2026年01期 v.54 128-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 基于自适应惩罚因子和用户评分行为的协同过滤算法

    赵晓群;李煜堃;黄新林;

    针对传统协同过滤算法头部效应和推荐精度低2个问题,提出了一种基于自适应惩罚因子和用户评分行为的协同过滤算法,惩罚因子通过对热门项目进行惩罚修正了相似度的计算,自适应参数通过遍历的方式找寻不同数据集下的最优惩罚力度,有效缓解了传统算法的头部效应问题;用户评分行为通过考虑用户的评分时间差以及评分的分布特性差异,细化相似度的计算,提高了算法精度。采用4个公开数据集验证改进算法的效果,对于表现较好的MovieLens 1M数据集,保持推荐数目不变时,本文算法F_1分数相比传统算法平均提高约13.9%,有效提高了算法的推荐质量。同时,采用的倒排表构建项目—用户交互矩阵,有效提高了算法运算速度,在MovieLens 1M数据集下,较传统算法运行时间减少约72.1%。

    2026年01期 v.54 138-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K]
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  • 基于深度学习的分层多尺度疲劳驾驶检测

    张戟;韩双庆;刘家栋;

    针对驾驶员疲劳检测的问题,建立了深度HMLSTM网络实现基于面部特征的疲劳识别。使用LOTR模型实现面部空间特征的提取。考虑到驾驶员疲劳是一个循序渐进的过程,定义8种时序疲劳特征,使用堆叠的HMLSTM在短时间序列以及长时间序列上捕捉疲劳度语义特征,从而在早期就准确识别出驾驶员疲劳迹象,通过低成本的视觉方法,进行可靠的驾驶员异常行为监测。使用公开数据集与自制D1-DDB数据集实现了模型的训练与系统的集成。

    2026年01期 v.54 150-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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经济与管理科学

  • 基于机器学习方法的社会融资规模驱动因素

    郝雨桐;钟宁桦;刘若蕖;沈一帆;

    近年来社会融资规模扩张动能减弱,为厘清其背后的深层成因并探索驱动其增长的有效路径,采用XGBoost算法与2种解释性工具,剖析影响社会融资规模的关键因素,得到比较一致的结论。研究结果表明:消费和投资是社会融资规模增长的关键驱动力。分时间的脉冲响应分析显示,2012年后投资驱动社会融资规模能力逐渐减弱,而消费驱动能力逐渐增强。消费市场疲软是近期拖累社会融资规模增长的主要因素。进一步分析我国不同地区之间的差异,发现消费对社会融资规模的驱动作用具有区域差异,在东部地区效果最强。建议应更好地发挥消费的基础性作用,逐渐形成“以消促投”的良性循环,最终以消费和投资“双轮”驱动社会融资规模稳健增长。

    2026年01期 v.54 160-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K]
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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。

    2026年01期 v.54 171页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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