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

  • 空间索形自锚式悬索桥初始平衡状态分析

    王晓明;贺耀北;石雪飞;阮欣;

    通过缆索系统与塔梁系统的整体分析,对空间索形自锚式悬索桥的初始平衡状态展开研究.主要研究空间缆索系统的吊索——主缆耦合特性,以及自锚式的自平衡特性.先建立空间缆索竖平面为抛物线、水平面为节段线的简化模型,结合最小势能原理推导了解析简化公式.后采用Steffens-Newton法求解耦合的缆索真实模型,结合有限元给出全桥平衡态的数值迭代方法,并编制了程序SASB-IESA.两种算法分别求解算例,对比了二者精度,指出其各自适用性.

    2010年05期 v.38 625-631页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 箱形双幅桥气动干扰效应对颤振和涡振的影响

    朱乐东;周奇;郭震山;孟晓亮;

    以主跨310m的天津塘沽海河既有独塔斜拉桥拓宽工程的初步设计方案为背景,通过一系列弹簧悬挂节段模型风洞试验研究了箱形分离平行双幅桥之间的气动干扰效应对其颤振稳定性能和涡激共振特性的影响.结果显示:气动干扰效应使得箱形分离平行双幅桥与既有单幅桥相比,颤振临界风速明显降低,主要气动导数曲线递减至递增的转折点也明显提前,颤振稳定性能变差;气动干扰效应还使得箱形分离平行双幅桥与既有单幅桥相比,竖弯和扭转涡激共振最大幅值和风速锁定区间都有显著增大,涡激共振起振风速降低,斯脱罗哈数有所提高.结果还显示:气动干扰效应对箱形分离平行双幅桥下风侧桥的颤振和涡振性能的影响要比对上风侧桥的影响更大.因此,在将既有桥拓宽成分离平行双幅桥时必须考虑气动干扰效应对其颤振稳定性能和涡激共振特性的影响.

    2010年05期 v.38 632-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 632K]
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  • 针刺GCL内部剪切强度的试验研究

    徐超;李志斌;

    通过室内直剪试验研究了土工合成材料膨润土垫(GCL)内部剪切强度及其影响因素,并对直剪仪进行了改造.研究结果表明:针刺GCL的内部剪切强度主要受针刺纤维的抗拉和缠绕作用控制,其他因素对GCL内部剪切强度贡献很小;正应力和水化液类型对GCL内部剪切强度均有影响,表现为内部剪切强度随着正应力的增大而逐渐增大,水化液为蒸馏水时GCL的内部剪切强度最大;在实际工程应用中,GCL铺设完成后在堆载之前应采用自来水进行事先水化,可提高防渗工程的稳定性.

    2010年05期 v.38 639-643页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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  • 引入初始破坏的桁梁结构倒塌试验研究

    王磊;陈以一;李玲;刘宏创;

    对空间桁梁结构模型进行了倒塌试验.研制了连续性倒塌试验中人工控制的初始破坏引入装置.利用动态应变数据采集系统以及数字图像处理技术获取初始破坏引发的动力过程中的应变和位移,数据分析可得到结构破坏过程的持续时间,测点的应变时程曲线,观测点的位移时程曲线,揭示了破坏过程及破坏机制.结果表明:构件承载力富余程度的高低及空间效应是结构抗倒塌重要的冗余度.采用理论分析和数值分析对结构的破坏过程进行了模拟.

    2010年05期 v.38 644-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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  • 旋流池半地下连续墙筒形结构内力变形分析

    高彦斌;方奇;冯永刚;尉东永;

    基于弹性薄板理论,推导出旋流池开挖过程中一种新的围护结构半地下连续墙,在侧向水土荷载作用下的变形和内力方程.根据理论公式,系统地分析了端部自由和端部固定两种边界条件下旋流池半地下连续墙筒形结构的变形和内力特点,并分析了各参数包括筒壁厚度、直径、高度和模量对其内力和变形的影响.研究结果表明,旋流池半地下连续墙围护结构在侧向水土荷载作用下的内力主要以环向压力为主,弯矩和剪力值除在端部较大外,其余位置都较小;当端部固定时,最大变形值出现在中部靠下的位置,变形值总体上较小;在各种影响因素中,旋流池半径对筒壁的内力和变形影响最大.最后,对旋流池半地下连续墙筒形围护结构的设计计算提出了建议.

    2010年05期 v.38 650-655页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K]
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  • 块裂层状岩质边坡稳定性极限分析上限解

    张子新;徐营;黄昕;

    采用室内模型试验仿真构造了顺层和反倾斜块裂层状岩质边坡,分别定性地确定了可能出现的两种类型边坡的破坏模式,并根据实际工程中可能出现的边坡破坏特征,进一步拓展了这两种类型边坡的破坏模式,使其更具有普遍性.然后根据极限分析上限法基本原理,对室内模型试验结果进行分析求解,验证了极限分析上限法在该类型边坡稳定性分析中的适用性,并使极限分析上限法演绎到普遍破坏模式中.这进一步拓展了极限分析法的应用范围,为块裂层状岩质边坡稳定性分析提供了一种有效的分析手段.

    2010年05期 v.38 656-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 900K]
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  • 板岩流变特性试验与模型辨识

    刘学增;王华牢;周敏;苏京伟;

    针对江西武吉高速公路隧道的Ⅱ~Ⅴ级围岩,通过分级增量循环加卸载试验、剪切流变试验和双轴压缩流变试验研究围岩的流变特性,并对模型进行辨识.试验结果表明Ⅱ~Ⅳ级围岩具有过渡蠕变和定常蠕变过程,表现为脆性破坏;Ⅴ级围岩则具有过渡蠕变、定常蠕变和加速蠕变过程,表现为塑性破坏.通过模型辨识,采用广义Kelvin模型模拟Ⅱ~Ⅳ级围岩,采用非线性流变元件NRC模型与西原模型的串联模型模拟Ⅴ级围岩,可较好模拟围岩流变特性;同时得到与应力水平有关的围岩流变力学参数.模型辨识的方法可应用于板岩以外的其他岩石.

    2010年05期 v.38 664-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 1107K]
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  • 特高压输电塔气弹模型风洞试验研究

    邓洪洲;司瑞娟;胡晓依;陈强;

    为进一步了解特高压输电塔风振响应的特点,以正在建设的淮南-上海1000kV特高压线路中的一基双回路直线塔为原型,采用离散刚度法制作了输电塔气弹模型,进行了输电塔在紊流场中不同风速、不同风攻角下的气弹模型风洞试验.试验结果表明:输电塔模型的响应随风速的增大而增大;位移响应受风攻角的影响比较明显,在15°风时位移响应最大;各试验工况下,输电塔模型横风向的振动比较显著,X向和Y向的加速度响应处于同一量级且数值比较接近;Y向的加速度响应在0°风时最大,X向的加速度响应在90°风时最大,但任何工况下,输电塔X向的加速度响应均大于Y向的加速度响应.

    2010年05期 v.38 673-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 三峡工程对长江口南汇边滩近期演变影响初步预测

    刘曙光;郁微微;匡翠萍;孙波;

    利用DELFT3D模型建立了长江口二维泥沙数学模型,通过实测水文泥沙资料对模型进行了验证.在此基础上,分别将上游洪、枯季流量概化和外海典型潮波组合,建立了长期冲淤模型.通过10年实测地形资料对模型进行的验证,显示该模型较好地模拟了长江口水沙运动以及长期冲淤演变过程.考虑三峡工程蓄水后上游来水来沙的变化,对近期南汇边滩的演变趋势给出预测,结果显示:三峡工程实施之后的5~20年,南汇边滩发育基本稳定,上游来沙量的减少不会造成大幅度冲刷,边滩整体继续向东南方向演变.

    2010年05期 v.38 679-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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交通运输工程

  • 基于薄板单元的水泥混凝土路面荷载应力分析

    周玉民;谈至明;田波;

    将刚性、半刚性基层上水泥混凝土路面结构简化为弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型,在轴(轮)载作用下,采用薄板单元,讨论了模型网格划分和计算精度的关系.研究了移动轴载作用下路面结构最大荷载应力大小和位置的变化规律.分析了基层超宽对面层和基层自身最大荷载应力的影响,基层超宽降低了面层的荷载应力,幅度为0~33%;但基层自身荷载应力明显增大.比较了采用薄板单元及实体单元时面层和基层最大荷载应力的差异,当面、基层厚度增大时,采用薄板单元得到的面层荷载应力偏大0~20%;而基层荷载应力偏小2%~30%.给出了标准轴载作用于纵边中部荷位的荷载应力修正系数.

    2010年05期 v.38 685-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 628K]
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  • 计算机编制城市轨道交通共线交路列车运行图

    江志彬;徐瑞华;吴强;吕杰;

    分析了城市轨道交通的网络结构和客流特征条件下的共线交路形式,重点研究了共线交路列车运行图底图结构设计、车底套跑与非套跑的运用方式、列车运行间隔的合理匹配、列车首末班车与换乘节点衔接方案的优化、车场的有效利用以及列车延误的影响等问题,对共线交路列车运行图的铺画流程和方法进行了探讨.

    2010年05期 v.38 692-696页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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环境科学与工程

  • 复合填料地下渗滤系统的强化脱氮研究

    严群;吴一蘩;杨健;董卫华;

    为有效提高地下渗滤系统的运行水力负荷并强化其脱氮效果,建立了由55%煤渣、25%土壤与20%草炭全混合装填的地下渗滤装置,运行水力负荷为10cm·d-1,每天进水4次,通过改变不同运行条件来促进TN的去除.研究结果表明该装置对COD,NH4+-N,TN的平均去除率,在正常出水水位条件下运行,分别为73.4%,98.2%和20.1%;在提高出水水位条件下运行,分别为75.4%,79.1%和26.9%;在添加碳源条件下运行,分别为88.9%,88.5%和55.7%.说明草炭的添加并不能明显提高TN的去除率,而出水水位的提高,可促进系统内厌氧环境的形成从而有利于TN的去除,但同时也会降低氨氮的去除效果;添加碳源可明显提高TN的去除效果,使系统出水TN质量浓度由正常出水水位条件下的22.8mg·L-1下降到14.2mg·L-1,且对COD和NH4+-N去除效果的影响不大.因此,影响该系统去除TN的关键因素是碳源的缺乏.

    2010年05期 v.38 697-703页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
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  • 应用正交设计与BP网络优化制备改性活性炭

    刘振中;邓慧萍;

    采用FeCl2·4H2O和KMnO4对活性炭进行改性.为获取高效的三价砷去除率,运用正交实验设计结合BP神经网络优化活性炭的改性方案.以FeCl2·4H2O和KMnO4的摩尔总浓度、FeCl2·4H2O和KMnO4物质的量比、水浴温度、干燥温度为正交实验设计因子,每个因子各取5个水平,以三价砷的去除率为目标因子,编制4因素5水平正交设计表.结合BP网络强大的函数拟合功能,以正交设计表中4因素为网络输入层,以三价砷去除率为网络输出层,建立BP神经网络模型,并通过该模型进行预测和优选,得到最佳的活性炭改性方案.即FeCl2·4H2O和KMnO4的摩尔总浓度为0.12mol·L-1,物质的量比为3∶1,水浴温度45℃,干燥温度190℃.此时三价砷的去除率为0.765,与网络预测值0.788相差3.00%.运用X射线衍射及SEM电镜扫描技术对最佳条件下的改性活性炭进行表面性能研究,并测定活性炭表面的铁锰的负载量,为进一步深入研究打下基础.

    2010年05期 v.38 704-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 管道充水工况下气液两相流瞬态数值模拟

    袁文麒;刘遂庆;

    结合k-ε湍流模型,对三维管道充水过程的气液两相流进行了瞬态数值模拟.建立了管道充水过程液相体积分数与时间的数学模型,并对两相流在管道中的流动特性、能量损耗进行分析.模拟结果表明:充水过程中存在分层、段塞、气团、气泡流;气体在管道中以气团、气泡流流型向下游管网流动;气液两相流造成的能量损耗大于单相流,两相流能量消耗增大的原因是存在气液相间相互作用以及流体与管壁摩擦系数的增大;倾斜下降管道剖面水平方向轴向流速对称分布;垂直方向靠近管道顶部与底部分别出现气、液相轴向流速峰值,气液交界处轴向流速最低.

    2010年05期 v.38 709-715页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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材料科学与工程

  • 轴对称功能梯度圆板稳态热传导的精确解

    刘五祥;

    对轴对称功能梯度圆板稳态热传导问题进行精确分析.根据正交各向异性功能梯度圆板稳态热传导的基本方程,假设材料热传导率沿板厚方向按指数函数形式梯度分布,利用分离变量法,获得了在上、下表面作用任意热载荷情况下的精确解.通过数值算例,分析了材料性质的梯度变化和板厚对温度场分布的影响.所获得的精确结果,可以作为评价其它近似方法的标准解答.

    2010年05期 v.38 716-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 轮轴钢LZ50的单轴微动疲劳失效机理

    刘兵;何国球;蒋小松;朱旻昊;

    研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损.磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程.微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向.

    2010年05期 v.38 720-724页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
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机械、车辆与热能工程

  • 基于遗传算法的白车身焊接机器人焊点分配

    刘海江;张春伟;徐君杰;茆凡;

    分析了轿车白车身制造过程中多机器人拼焊工位焊点分配问题的特征,将焊点与机器人抽象为空间点、以机器人运动时间的倒数为价值向量建立多背包问题数学模型,利用遗传算法进行求解.通过合理处理选择、交叉、变异遗传算子,算法具有良好的搜索性能和收敛性.侧围补焊工位焊点分配结果表明各机器人焊接任务均衡,节拍时间控制在要求范围之内.

    2010年05期 v.38 725-729页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 面向对象的发动机曲柄连杆机构动力学仿真

    杜爱民;梁昆;

    基于面向对象的多物理领域联合仿真平台SimulationX,建立了发动机工作过程和曲柄连杆机构的统一物理模型,该模型实现了发动机一维燃烧和运动机构三维动力学联合仿真.通过对某型号发动机曲柄连杆机构的多刚体系统动力学仿真分析,得到了相关载荷参数,为后续发动机的热力学和结构动力学分析提供了边界条件,也为发动机数字化的虚拟设计和仿真分析提供了依据.

    2010年05期 v.38 730-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
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计算机与信息工程

  • 基于本体的VSM在兴趣型学习社区分组中的应用

    程艳;许维胜;赵斐;何一文;

    采用语义网络技术,提出了基于本体的向量空间模型(VSM),计算学习者的兴趣向量,克服了传统的VSM有术语间语义相关性被忽略的不足,提高了兴趣相似性比较的精确程度,同时提出了一种基于学习者兴趣相似匹配度和学习者兴趣匹配浓度的学习社区自组织分组算法.针对模型使用本体中的概念构造向量空间表现出的巨大维数,运用概念索引降维法对兴趣特征矩阵进行合理降维,大大降低了计算的复杂性.最后通过应用案例验证分析了该模型算法具有较高的分组效率和良好的扩展性.

    2010年05期 v.38 736-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K]
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  • 一种利用不可行解的贝叶斯网学习算

    李小琳;何湘东;陈传明;

    现有的基于打分搜索的贝叶斯网学习方法都是利用满足有向无环图的可行解进行学习.在搜索过程中遇到不可行解时,这类算法简单地去除不可行解或将不可行解转化为可行解.然而,有的不可行解中往往蕴含着有价值的信息.本文提出一种新的贝叶斯网学习方法ISEC,同时利用可行解和不可行解学习贝叶斯网络,并提出针对不可行解的选择策略,在学习过程中可以有效地利用不可行解中的有用信息.实验结果表明,ISEC能够比仅利用可行解的方法更快地学习到更优的贝叶斯网.

    2010年05期 v.38 744-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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测量科学与技术

  • 连续大批量空间数据质量抽样检验方案

    王振华;童小华;梁丹;谢欢;

    以调整型抽样方案思想为指导,利用连续批的信息量,基于历史资料反泊松推算出接收数c.同时初步探讨空间数据质量抽样检验中批量N与样本容量n之间的关系,提出了根据批量N和连续提交检查批过程平均上限值AQL确定样本容量n的计算方法.改进了连续大批量空间数据的抽样方案(N,n,c)的制定方法.最后,通过对改进算法所得抽样方案与百分比抽样方案、查表所得抽样方案进行比较,指出了改进方法的优点及其适用条件.

    2010年05期 v.38 749-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 利用CRS-OIS实现噪声压制与数据插值

    童思友;杨锴;孔剑冰;魏茂安;

    CRS-OIS是一种以输出道成像方式实现的共反射面元叠加成像方法,不仅能够输出一张高质量的叠加剖面,也能够得到高质量的叠前道集.将这一特色用于陆地二维地震数据处理的噪音压制与数据插值计算,理论与实际数据计算证实了该方法的有效性,体现出很好的应用潜力.

    2010年05期 v.38 753-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
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  • 一种SAR图像空间域自适应滤波算法

    张绍明;林怡;邱振戈;陈映鹰;

    针对合成孔径雷达(SAR)图像相干斑噪声抑制问题,提出了一种基于支持向量回归(SVR)分析的空间域自适应滤波方法.将SAR图像看作连续二维函数,利用SVR方法对其进行逼近.基于图像的逼近结果描述像素关联性,并基于关联性破坏程度对噪声进行类型分析,对不同类型的噪声采取确定性的抑制算法.为了保证精度,选择小波核函数构建支持向量回归机.实验结果表明该方法是有效的并对经典方法进行了改进.

    2010年05期 v.38 758-761页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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基础科学

  • Finsler流形的强极小子流形

    贺群;苗玲;

    对于Finsler流形间非蜕化的光滑映射,利用射影球丛纤维上的散度公式给出了其能量泛函第一变分公式的另一种简洁的证明.同时,给出了Randers空间中子流形关于Finsler度量和黎曼度量的第二基本形式,以及平均曲率向量场之间的关系.最后,给出了Randers空间中强极小子流形的一个分类定理.

    2010年05期 v.38 762-765页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • r(K_(m,n))的一个构造型下界

    董琳;

    图G的Ramsey数r(G)是指最小的自然数N,满足当n≥N,对完全图Kn的边进行红蓝二着色时总包含单色的图G.对于完全二部图Km,n,给出了当n充分大时,r(Km,n)≥2m(n-n0.525)的一个代数构造的证明.

    2010年05期 v.38 766+778页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K]
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  • 高分子液滴碰撞的耗散粒子动力学模拟

    陈硕;尚智;赵岩;王丹;

    利用耗散粒子动力学模拟了剪切流中两个变形的高分子液滴相互碰撞过程.高分子液滴由多根有限拉伸非线性弹性珠簧链(FENE链)构成.研究了碰撞分离和碰撞聚合两种情形.讨论了由于剪切流导致的液滴自扩散现象.除了Ca与粘性比之外,液滴之间的界面张力系数对于两个液滴碰撞后聚合或者分离过程有重要的影响.当液滴之间存在界面张力,一定条件下可形成复合液滴.剪切流条件下,组成复合液滴的两个子液滴会出现相互翻滚现象.

    2010年05期 v.38 767-772页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
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经济与管理科学

  • 慈善捐赠行为与企业竞争优势实证分析

    田雪莹;叶明海;蔡宁;

    运用结构方程建模方法,对长三角地区2004—2006年间有过捐赠的290家企业的数据资料进行统计分析与检验,结果表明:慈善捐赠行为特征对企业竞争优势的获取具有促进作用,但不同的特征要素对竞争优势的影响存在差异,且这些特征要素对竞争优势产生作用的路径各有不同;慈善捐赠行为特征对企业竞争优势的作用是间接的,通过提升企业社会资本各维度水平进而增强企业竞争优势.最后,建议建立有效政策鼓励企业参与捐赠.

    2010年05期 v.38 773-778页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 上海中心城区农行网点的探索性空间数据分析

    马军杰;尤建新;张茂林;

    为揭示城市微观区位环境的异质性与金融产业专业化之间的联系,结合GIS与探索性空间数据分析方法,通过整合上海中心城区农行网点及社会、经济环境数据,构建了统一空间数据库,进行了网格计算并建立了影响集聚的区位因子空间效应的BP神经网络模型.上海农行网点主要分布于由交通外环线所包围的城市中心区域,特别是集中在传统的中央商务区周围,同时集聚现象随空间步长的变化在整体上存在波动.而该种格局是在区域发展过程当中,在历史沿革、政府干预以及市场力量的综合作用下所形成的.

    2010年05期 v.38 779-782页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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