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

  • 土体侧移作用下轴向受荷单桩承载性状数值分析

    姚国圣;梁发云;李镜培;于峰;

    地下工程开挖引起的土体侧移对邻近轴向受荷桩的承载和变形性状可能会产生负面影响,对于这一问题目前还缺乏充分的研究.采用有限差分软件FLAC 3D(fast Lagrangiananalysis of continua 3D)进行分析,讨论轴向受荷桩在土体侧移作用下的承载和变形特性,重点分析了土体强度、桩身刚度以及桩顶不同约束条件下的单桩性状.数值分析表明,在竖向荷载和侧向土体位移耦合作用下,轴向荷载的增加或者侧向位移的变大,对桩身变形和弯矩有着明显的影响,而土体强度、桩身刚度以及桩顶约束条件也会对桩的受力特性产生不同程度的影响,在工程实践中应予以充分重视.

    2011年01期 v.39 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
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  • 土体热力学模型的改进及三轴试验有限元分析

    李学丰;孔亮;花丽坤;

    基于土体本构模拟的热力学方法,分析了Collins土体热力学本构模型,针对其硬化定律的不足,引入统一硬化参量进行改进,将其扩展为能反映砂土和黏土变形特性的统一热力学模型.运用建立三维临界状态模型的方法将改进模型三维化,并针对常规三轴实验试样的轴对称变形特点,编制了改进前、后的土体热力学模型的有限元程序.对上海粉细砂常规三轴实验的有限元模拟分析表明模拟与试验变形一致,初步验证了模型的合理性和有效性.

    2011年01期 v.39 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K]
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  • 砂土速率相关黏性特性的有限元分析

    李福林;彭芳乐;KONGKITKUL Warat;龙冈文夫;

    根据复杂加载条件下饱和砂土排水平面应变压缩试验,分析了砂土的速率相关的黏性特性.试验发现砂土存在显著的加载速率效应、蠕变变形和应力松弛,并且在应变速率突变、蠕变或应力松弛之后,以新的应变速率重新加载时呈现出高刚度行为.针对砂土的变形强度特性提出了一种非线性有限元计算方法,砂土本构关系采用了三要素弹黏塑性本构模型.将有限元计算结果与试验结果进行比较,表明建议的有限元计算方法不仅可以较为精确地模拟砂土的平均应力-应变关系,同时也可以模拟包含变应变速率加载、蠕变加载、应力松弛加载的全过程黏塑特性.

    2011年01期 v.39 13-17+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
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  • 玄武岩纤维加固震损三维混凝土框架节点抗震试验

    余江滔;苏磊;陆洲导;张克纯;

    通过5组三维混凝土框架节点试验,研究玄武岩纤维加固后节点的抗震性能.分别进行了模拟地震的预损伤试验、构件加固和加固后的低周反复试验,探讨不同损伤程度、不同裂缝处理方法对三维框架节点抗震性能的影响.通过对节点的滞回&骨架曲线、延性系数、承载力及刚度退化等参数分析可知:玄武岩纤维加固对提高节点承载力作用有限,但对提高抗震性能效果明显,节点的抗震性能恢复并超过了受损前,加固后节点由"弱柱强梁"转变成了"强柱弱梁"的破坏形式,说明该加固方法是合理而有效的.

    2011年01期 v.39 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
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  • 长期循环荷载作用下海洋饱和粉砂的弱化特性

    李帅;黄茂松;

    为了研究海洋饱和粉砂在长期循环荷载作用下的弱化特性,对原状饱和粉砂进行了一系列不同固结条件下不排水单调和循环加载三轴试验,并在循环加载过程中通过弯曲元测试土体剪切波速.主要分析固结方式、动应力比以及循环次数对饱和砂土循环弱化特性的影响.试验结果表明,在相同的固结条件下,随循环次数的增加和动应力比的提高,土体的强度和刚度衰减显著,在相同的动应力比作用下,偏压固结相对于等压固结减缓了土体的循环弱化.利用动偏应力水平对海洋饱和粉砂循环荷载作用下强度和刚度的弱化特性进行了描述.

    2011年01期 v.39 25-28+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K]
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  • 配置500MPa钢筋的混凝土梁裂缝试验研究

    赵勇;王晓锋;苏小卒;周建民;

    为研究配置500 MPa纵向热轧带肋钢筋的混凝土梁的裂缝特征及评估相关规范裂缝计算公式的适用性,进行了22根钢筋混凝土梁受弯性能试验,得到22个平均裂缝间距和92组裂缝宽度数据,相应的钢筋应力范围在201~482MPa,这些试验数据可反映钢筋应力较高情况下受弯构件的裂缝开展特点.试验结果表明,按规范GB50010—2002公式计算的平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度比试验值普遍偏大,二者之比的均值分别为1.127,1.557和1.535.根据试验结果,提出配置500 MPa带肋钢筋的混凝土梁的裂缝宽度计算公式修正建议,并给出梁侧面钢筋处和受拉边缘的平均裂缝宽度的换算关系式,建议公式的计算值和试验值符合较好.

    2011年01期 v.39 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K]
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  • 侧向冲击作用下钢管混凝土构件的简化分析模型

    瞿海雁;李国强;孙建运;陈素文;

    对两端固定的钢管混凝土构件在冲击作用下的动力响应进行数值模拟,通过分析构件支座与跨中"塑性铰"形成机制及特征,提出了圆钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的简化分析模型.一系列工况的比较与验证表明,简化分析模型估算结果与数值模拟结果误差较小,该模型在估算跨中、支座动态截面极限弯矩以及跨中截面最大挠度方面,可以得到比较满意的计算结果,可为工程提供参考.

    2011年01期 v.39 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 496K]
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  • 泡沫混凝土型块填充板的试验与有限元分析

    张大英;王录民;梁醒培;王树明;

    将废旧聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)回收后破碎成3~8mm大小的颗粒,与水泥浆和胶粉溶液按一定的配合比均匀拌合成聚苯乙烯泡沫混凝土,并制成中心对称的圆环体型块填充在现浇双向板的中性轴部位,可以节省大量混凝土,降低造价.用有限元软件ANSYS对此新型现浇EPS混凝土型块填充板进行静载作用下的非线性分析,结果表明其性能优越,有推广潜力.

    2011年01期 v.39 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 605K]
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  • 基于紧支径向基函数的流固交互作用数据传递

    韩向科;钱若军;苏波;袁行飞;

    根据界面能量守恒原理,将紧支径向基函数(compactly supported radial basis function,CRBF)引入流固交互作用分析领域,提出了基于CRBF插值的流固交互界面数据传递(CRBF/FSI).推导了界面位移传递矩阵H,并根据CRBF/FSI算法编制了相应的界面信息传递的计算程序.以三维交互界面的位移信息传递为例,将数值计算结果和解析解进行了对比分析,结果表明,CRBF/FSI算法计算效率高,计算结果准确,是一种适合处理大型复杂交互界面的流固信息传递方法,具有良好的工程应用前景.

    2011年01期 v.39 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 光纤光栅应变传感器光-力转换的非线性时变方程

    吴永红;邵长江;屈文俊;周巍;

    基于光纤光栅应变传感的基本原理以及弹塑性力学与黏弹性力学的基本理论,建立了考虑传感器的非线性和黏弹性力学行为的光纤光栅应变传感器光-力转换的非线性时变方程.

    2011年01期 v.39 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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交通运输工程

  • 基于动态归类技术的交通流实时运营风险评价

    蒋锐;郭忠印;

    基于车辆间直接影响和状态传递的特征,提出用以辨识交通流各向异性和运动差异性的动态归类技术.基于车辆微观运动特征和车辆间的相互影响,提出考虑危险情形的交通流运营风险矩阵和状态关联矩阵.制定交通流运营风险的等级判别标准,构建交通流的实时运营风险指数模型.选取某高速公路事故多发路段进行试验,结果表明交通流的运营风险指数与历史交通事故数存在良好的关联性.

    2011年01期 v.39 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
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  • 上海世博园区客运码头人流组织方案及适应性分析

    吴娇蓉;冯建栋;王昊;

    2010年上海世博会园区内轮渡水门客运码头是高强高密客流集散的重要场所之一.通过客运码头内人流的活动链分析、人流寻路特性分析、人流安全性要求研究,提出客运码头功能分区方法、各类步行设施设置推荐值、人流动线组织方法.依托行人仿真平台,研究人流组织方案适应性评价标准和评价方法,结合上海世博园区内1号轮渡水门的案例分析,开展适应性评价,提出人流组织方案优化方法.

    2011年01期 v.39 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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  • 基于追尾危险感知模糊推理的交通流运行安全评价

    陆斯文;方守恩;王俊骅;

    为了有效替代基于事故数据的传统追尾风险评价方法,对微观驾驶员追尾危险感知模糊推理中的跟驰安全距离计算方法,包括影响驾驶员反应时间的天气状况隶属度函数进行了改进.以此为基础,提出可评价整个行车环境安全的道路行车危险总体感知度指标;构建了一个衡量宏观交通流的平均追尾风险评价指标,并通过Aimsun仿真软件得到不同交通条件下的平均追尾风险评价指标值,采用通过模糊聚类方法对该指标进行等级划分,可为道路交通事故预警技术提供支持.

    2011年01期 v.39 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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  • 水泥混凝土路面横向接缝错台模型与应用

    陈富强;谈至明;

    接缝错台是水泥混凝土路面的常见结构病害,精确预测错台演化规律对制订路面养护对策具有重要指导意义.对国内外几种典型水泥混凝土路面横向接缝错台模型进行对比分析,探讨了模型的演变和发展历程,分析了模型参数不断具体化和隐性化的发展趋势.对广西柳南高速公路的接缝错台发展规律的分析表明,该路段错台发生发展过早过快的主要原因是接缝设计不当,并非面板过薄和交通量增长与预计不符所致;在接缝中设置传力杆可延缓错台的发生,并为预防性养护的有效切入提供足够的时间,便于预防性养护工作的合理安排与顺利开展;同时,指出了应用其他国家或地区的模型时所应遵循的基本原则与综合修正方法,旨在为国内错台模型建立提供有益的参考价值,并为水泥混凝土路面预防性养护技术的推广与发展提供坚实的理论基础.

    2011年01期 v.39 74-78+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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  • 改进的路面图像背景校正算法

    李莉;孙立军;陈长;

    针对CCD(charge coupled device)摄像机在拍摄路面图像时存在的背景光照不均问题,对传统的背景校正算法进行了改进,提出了改进的基准背景法和两种改进的背景平均校正法:减背景法和校正系数法.结合实例对上述方法进行验证,结果表明,改进的基准背景法运算简便,适用于任何路面图像的背景校正;减背景法抑制背景噪声的能力优于校正系数法,但后者校正的图像更符合人眼的观测习惯.另外,对背景校正后的图像进行图像分割的结果也表明,当路面图像背景亮度均匀时,大津法可以获得理想的图像分割效果.

    2011年01期 v.39 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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  • 地铁轨道结构减振性能的仿真分析

    耿传智;余庆;

    采用减振轨道结构是轨道交通最为有效的减振技术措施.不同的轨道结构和参数直接影响减振效果.通过建立车辆-轨道系统动力分析模型,仿真分析了不同地铁轨道结构动力参数变化对减振性能的影响.

    2011年01期 v.39 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K]
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环境科学与工程

  • 溶菌酶脂质体的制备及其对生物膜的剥离作用

    徐冉;王海峰;李风亭;

    采用逆向蒸发法制备了稳定的溶菌酶脂质体.在不锈钢表面培养出稳定生物膜后,分别利用溶菌酶和溶菌酶脂质体对其进行剥离.运用Zeta电位仪、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对脂质体和生物膜进行表征.结果表明制备的脂质体平均粒径为80~100 nm,包封率为82.4%.相同浓度下溶菌酶及其脂质体对混合菌种形成的生物膜剥离效率分别达到62.4%和86.5%.溶菌酶脂质体在24h内对生物膜和水体中微生物去除率分别达到89.6%和99.6%.因此,溶菌酶脂质体能够有效控制不锈钢表面生物膜污染风险.

    2011年01期 v.39 90-93+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 规划环境影响评价中规划协调性分析实施框架

    何佳;周莉;包存宽;蒋大和;

    从背景规划收集和筛选、规划协调性评价和规划冲突协调三个环节构建了完整的规划协调性分析的逻辑框架;基于协调性概念提出应从规划互动性和相容性两个维度开展协调性评价;结合德尔菲法确立了半定量化的规划综合协调性评价指标体系;通过案例研究进一步说明在规划环境评价实践中,规划协调性分析不仅仅是一种评价方法,还是一项有效的决策冲突协调机制.

    2011年01期 v.39 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K]
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机械、车辆与热能工程

  • 基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损机理分析

    李勇;左曙光;雷镭;杨宪武;

    考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用动态LuGre摩擦模型,建立基于胎面侧向振动的轮胎多边形动力学模型,并对系统的稳定性进行了分析,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象.研究表明轮胎多边形磨损是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关,轮胎多边形磨损的边数近似等于胎面的侧向振动频率与车轮转动频率之比,并通过仿真得到了能够引起胎面自激振动的车速和轮胎前束角范围.结果表明所建模型能够很好地解释轮胎多边形磨损的形成机理,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据.

    2011年01期 v.39 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K]
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  • 冰蓄冷系统的碳减排分析

    樊瑛;龙惟定;

    研究了冰蓄冷系统对电网和电力部门的贡献,即冰蓄冷系统的正外部性;提出了由于采用冰蓄冷系统,给电力部门带来的碳减排量的方法论;并对浙江省某办公建筑的典型冰蓄冷系统进行了分析.结果表明,冰蓄冷系统的应用可提高电网负荷率,使电力部门实现减排;此办公建筑的典型冰蓄冷系统的单位蓄冷量的碳减排量为0.686 kg.kWh-1;2006年空调期,华东电网的电网负荷率每变化1%,供电煤耗变化量为4.982g.kWh-1.另外,碳减排量可用作评价冰蓄冷系统对电网的贡献,即冰蓄冷系统正外部性的一个指标.

    2011年01期 v.39 105-108+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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计算机与信息工程

  • 基于人工势场环境模型的布局定位设计优化方法

    张泓;李爱平;刘雪梅;

    为了获得布局性能最优的设计方案,提出以人工势场方法为基础的布局定位模型表示方法.通过建立不同影响因素下的引力势场和斥力势场以及总势场叠加模型,把布局定位问题转化为在人工势场中搜索势能极值位置问题.采用栅格模型对布局空间的环境信息进行描述,得到布局环境状态数字势场模型.提出一种基于改进连续蚁群算法的布局定位算法,进行布局定位方案求解.通过对几种算法求得的布局设计方案对比分析,验证了所提出的人工布局势场模型构建以及优化算法的有效性.

    2011年01期 v.39 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K]
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  • 基于直方图对二值图像无损数据隐藏算法的改进

    童学锋;侯海锋;宣国荣;施云庆;

    提出一种改进基于游程编码和直方图对二值无损数据隐藏算法的新方法.先对载体二值图像进行"与"操作或"异或"操作的预处理,再利用基于游程编码的直方图对的二值图像无损数据隐藏方法进行数据嵌入.实验表明,该方法在嵌入容量和视觉效果都优于改进前的方法.

    2011年01期 v.39 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
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测量科学与技术

  • 基于投影面由三维地心坐标系到区域性坐标系的转换

    施一民;王丽华;周拥军;

    由于现有的基于重合点上两组三维坐标求解空间转换参数的模型不适用于数千平方公里的整个区域,提出了一种基于投影面直接求解由三维地心坐标系到区域性坐标系的空间转换参数的方法.该方法只需利用GPS控制点上经由水准联测所得到的正常高,在确定与既有投影面最优拟合的区域性椭球面过程中,就能解得其椭球参数和空间转换参数,而且此空间转换模型并不涉及现有的平面坐标,因此在维持现有平面坐标不变的情况下也能获得应用.

    2011年01期 v.39 121-123+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
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  • 改进的渐消卡尔曼滤波在GPS动态定位中的应用

    王虎;王解先;白贵霞;李浩军;

    基于中长基线GPS动态定位模型和渐消卡尔曼滤波理论,提出构建新的渐消因子向量,通过对不同滑动窗口宽度设计一组平行滤波器,利用加权获得优化之后的协方差阵来改善中长基线中动态定位的精度.数据解算结果验证了该方法的正确性和可靠性.

    2011年01期 v.39 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 基于PS-InSAR和GIS空间分析的南通市区地面沉降监测

    何秀凤;仲海蓓;何敏;

    为提高永久散射体雷达差分干涉测量(PS-InSAR)技术中大气延迟相位提取精度,在采用滤波方法从残余相位中提取大气延迟相位时,提出了基于结构函数的最佳滤波方法及滤波窗口大小的自动确定方法;并对PS(permanentscatterer)点的线性形变速率进行空间分析,了解其数据分布,探测离群值,然后进行Kriging插值,以获得高分辨率的沉降速率图.为验证方法的有效性,以江苏南通市区为试验区域,采用2006—2007年间15幅Envisat卫星SAR(synthetic aperture radar)图像进行地面沉降监测.结果表明,该方法有利于确保大气延迟相位的提取精度,获得了南通市区高分辨率的沉降速率图,发现南通市区存在多个沉降漏斗,但在2006—2007年间没有出现沉降速率特别大的沉降漏斗,大部分区域的沉降速率不超过11 mm.年-1.

    2011年01期 v.39 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
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经济与管理科学

  • 基于多任务委托代理的高校协作激励机制设计

    段永瑞;王浩儒;霍佳震;

    通过建立多任务委托-代理模型,研究同时考虑提高科研和教学这两大任务的政府和强校之间的激励机制设计问题.通过对两个任务之间在独立、替代和互补三种关系下激励问题的研究,得到如下结论:当两任务的努力成本之间为互补关系时,通过对科研的激励可以同时提高教学水平;若两者为替代关系,则提高对科研的激励水平将促使高校只注重科研而忽视教学,弱化激励效率.通过弱化对教学和科研的激励差别,可以促使强校将精力在多项任务中进行合理分配.最后通过设计基于主观评价和监督的激励机制,将两者之间的替代关系转化为互补关系,从而解决激励效能弱化的问题.

    2011年01期 v.39 135-138+145页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 库存积压风险对回购激励的影响及其对策

    张建军;赵晋;张世翔;

    针对决策过程中决策者在考察期望收益的同时通常也会考虑获得该期望收益的不确定性这一实际情况,基于"效用"的角度考虑了供应链回购激励机制的目标函数,提出用库存积压风险规避因子来描述决策者的风险偏好,建立了相应的基于Stackelberg主从博弈的回购激励模型,并通过对比风险中性情形的决策过程得出了关于零售商库存积压风险规避态度影响的定量结论:对于库存积压风险规避的零售商,供应商将需要给出更大的激励力度,即零售商将得到风险溢金.设计了基于批发价的目标回购激励机制作为应对策略,并证明了其有效性.

    2011年01期 v.39 139-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 基于质量功能配置和欧氏范数的产品方案评价

    穆瑞;

    为建立面向顾客满意的贯穿产品全生命周期的方案评价模型,对传统质量功能配置进行了改进,实现了产品全生命周期的瀑布式分解.由于方案中属性权重的确定对后续评价起着至关重要的作用,利用I-QFD-E(improved qualityfunction deployment and entropy)方法获取指标权重值,达到了主客观相结合的目的.由于备选方案存在模糊性,所以采用模糊理论中的欧氏范数对备选方案进行排序.实例结果表明,基于I-QFD-E和欧氏范数的产品方案评价方法能够得到面向顾客满意的最优方案.

    2011年01期 v.39 146-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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