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

  • 基于证据理论和微分演化的结构不确定分析

    唐和生;邓立新;胡长远;薛松涛;

    采用证据理论作为传统概率理论的替代方法来处理不精确的数据.为了降低基于证据理论不确定量化分析的计算成本,提出了基于微分演化的区间优化算法来计算边界值.以典型桁架结构的偶然不确定和认知不确定问题为例验证所提出方法的准确性和有效性.

    2014年03期 v.42 325-330+337页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 基于退化机理的混凝土桥梁耐久性环境区划

    陈艾荣;冯师蓉;马如进;

    系统研究了桥梁耐久性设计的环境作用和区划.首先,从环境作用对混凝土桥梁的影响和导致的混凝土桥梁的耐久性病害出发找出不同区域混凝土桥梁耐久性退化的主要因素;其次,依托国家气象中心的气象资料对混凝土结构耐久性有显著影响的环境指标进行调查分析,获取代表城市的环境数据,对常规环境参数进行了调研;再次,借鉴现有的规范和标准,选择适当的区划参数对混凝土桥梁的工作环境进行了分类;最后,运用桌面地理信息系统软件ArcGIS绘制了全国耐久性环境区划图,得到了对应于不同环境参数的环境区划图表.

    2014年03期 v.42 331-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 主动来流闭口箱梁气动力时频相关性

    许坤;赵林;葛耀君;曹曙阳;

    基于主动控制的多风扇和振动格栅装置模拟了14种同步二维湍流场,同步测量了参考点处流场特性及相应断面气动力,从时域和频域2个角度分析了荷载展向相关性与来流特性之间的关系,研究发现,来流相关性与气动力相关性并不相同;气动力相关性之间也互不相同.气动力相关性受来流特性影响显著,在大积分尺度来流下,脉动风及荷载空间相干函数并不满足传统e指数形式.为了考虑来流特性对气动力相干函数的影响,提出了一种相干函数模型,较之传统模型,该模型可以反映来流特性对空间相干函数的影响以及气动力与脉动风相干函数间的差异.

    2014年03期 v.42 338-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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  • 焊钉-橡胶组合连接件抗剪性能试验

    徐骁青;刘玉擎;任万敏;

    为了在确保钢与混凝土连接件抗剪承载力不变的情况下达到降低抗剪刚度的目的,提出了焊钉杆部外套橡胶的组合连接件构造.以橡胶套设置与否以及橡胶套的高度、厚度为参数进行了18个模型试件在单调和反复加载作用下的抗剪推出试验,结果表明,外套橡胶的组合连接件相比于普通焊钉连接件其抗剪承载力基本保持不变,抗剪刚度显著减小;在反复加载作用下两者具有相同的变形恢复性能;组合连接件的橡胶套高度宜小于焊钉高度的3/4、厚度在到达焊钉直径的1/8时已经能够起到显著减小抗剪刚度的效果.

    2014年03期 v.42 346-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 采用拉索减震支座的斜拉桥地震易损性分析

    钟剑;庞于涛;沈国煜;袁万城;

    利用易损性方法对斜拉桥设置拉索减震支座与否进行了细致的研究,并得到了塔底弯矩和墩梁位移的易损性曲线.通过基于概率的分析研究表明,拉索减震支座能够有效地限制墩梁的相对位移,同时还能够适当地减小塔底的弯矩.对斜拉桥安装拉索减震支座的减震机理进行探讨表明,依靠摩擦增加阻尼以及通过拉索改变地震力的传力路径是减小斜拉桥地震响应的主要方式.

    2014年03期 v.42 351-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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  • 超高层结构伸臂桁架的承载力及刚度简化计算

    王斌;陈以一;赵宪忠;

    对超高层结构体系中常用的伸臂桁架-单斜腹杆型式(N型)从桁架机制与刚架机制出发、依据伸臂桁架破坏模式建立了简化计算模型,揭示其受力机理.采用有限元模型对伸臂桁架的承载力和刚度指标进行了评估,得知斜腹杆是伸臂桁架主要的受力构件,对伸臂桁架整体承载力以及刚度均起着决定性作用.有限元计算值同简化模型计算结果较为接近,表明所提出的简化模型可以应用于伸臂桁架初步设计中的承载力及刚度的计算.

    2014年03期 v.42 358-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 岩体品质因子与动态黏弹性本构

    王志亮;陈强;

    为了选取合适的黏弹性本构来描述节理岩体,首先通过评述文献指出岩体的品质因子(Q值)在一定频率范围内均不随频率变化;接着详细推导了三参数标准线性固体和朱-王-唐(ZWT)模型的Q值与频率的关系,发现ZWT模型在一定频率范围内能得到稳定的Q值,较适宜于描述岩体特性;最后探讨了ZWT模型参数的计算方法,指出利用ZWT模型各个构件的物理意义来计算模型参数是一种比较合理的方法.

    2014年03期 v.42 365-369+428页 [查看摘要][在线阅读][下载 195K]
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  • 基于Abaqus软件的砂土弹塑性本构实现及验证

    彭芳乐;Chattonjai P;华针;

    基于能量型砂土的软硬化弹塑性本构模型,结合Abaqus软件提供的用户材料子程序umat接口,提出了调整步长及限制屈服面滑移的向前欧拉显式积分算法,并将其嵌入到Abaqus软件中,实现了本构模型的程序化.数值模拟结果与室内试验结果的比较表明,提出的模型可以较好地模拟砂土加载过程中的应力-应变关系,从而也验证了算法程序的有效性.

    2014年03期 v.42 370-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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  • 重力式挡土墙鲁棒性设计

    黄宏伟;龚文平;庄长贤;张洁;

    在现有结构可靠度设计理论的基础上提出了基于多目标优化方法和基于结构失效概率置信水平的2种岩土工程鲁棒性设计方法,考虑了岩土力学参数统计特征不确定性对结构失效概率的影响.结合某重力式挡土墙倾覆与滑移2种失效模式,分别运用可靠度设计方法与鲁棒性设计方法进行了挡土墙基本几何尺寸的设计.最后通过对2种设计方法的对比分析验证了岩土工程鲁棒性设计的合理性与重要性.

    2014年03期 v.42 377-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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  • 海上风电机组单桩基础模态及参数敏感性分析

    靳军伟;杨敏;王伟;王其标;

    采用里兹向量直接叠加法,在考虑桩-土相互作用的条件下对海上风机单桩基础进行模态分析,得到了单桩基础9阶模态特性,基于精确的基础设计,有效地避开了风机叶片工作时的振动频率以及海浪的波动频率.发现前2阶水平向弯曲振型频率为判断单桩基础共振的主要频率.通过探讨套筒、土体、桩基础等方面的一系列参数对单桩风电机组基础模态的影响规律发现单桩基础自振频率随着套筒壁厚、土层水平向参数、桩体壁厚、桩径的增大而增大,随桩悬臂长度的增大而减小,其中受桩径影响最为显著.单桩基础自振频率随桩体埋深呈现非线性变化,并存在临界深度,超过该深度后频率基本保持不变.桩侧土体的摩阻力大小对水平向弯曲振型没有影响.

    2014年03期 v.42 386-392页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 渗流-切向水流耦合作用下多孔介质水动力试验

    谢立全;朱晔慧;黄文锐;张毅;

    研制专门的渗流-切向水流耦合作用实验装置,对均匀球体构成的多孔介质进行了法向渗流作用下表层孔隙水动力试验,探讨了水深和渗流强度对多孔介质孔隙内水动力的影响,试验结果表明,孔隙中动水压力与紊动强度远小于顶层球体以上的主流区;渗流强度与孔隙内水体渗出速率呈正相关关系;孔隙内紊动强度、动水压力随孔隙所在深度的增大而逐渐降低,且降低幅度逐层减小;渗流条件对相同位置孔隙的侧向动水压力的影响不显著.

    2014年03期 v.42 393-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 化学场对膨润土水-力特性影响研究进展

    陈永贵;黄润秋;朱春明;叶为民;

    在阐述处置库近场化学环境的基础上从化学场对膨润土的膨胀力影响、渗透性影响、体变特性影响及模型研究4个方面回顾和总结了国内外的研究进展,通过分析影响因素、作用机理以及研究中存在的问题指出当前研究中的不足,并提出进一步研究的建议.

    2014年03期 v.42 398-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 基于贝叶斯克里金的地下空间多源数据建模

    李晓军;李培楠;朱合华;刘俊;

    利用贝叶斯克里金方法集成钻孔数据与地震解译数据估计地质层面的高程.将线性贝叶斯理论运用于克里金估计,把用于空间估计的数据分为2类,即把钻孔数据视为硬数据,把数据不确性较大的地震解译数据视为软数据,构建了一个考虑贝叶斯方法的地统计模型,用区域性变量理论研究这2类数据的空间变化特征.通过对某煤矿煤层表面高程的估计以及与普通克里金方法的估计值与误差的比较证明了贝叶斯克里金法能较好地考虑地质剖面和地震解译数据的不确定性,在地质层面高程的估计方面具有一定的优越性,是一种可行的考虑数据全局不确定性的多源数据集成建模方法.

    2014年03期 v.42 406-412页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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交通运输工程

  • 实桥加载下钢桥面沥青铺装层应变动态响应

    武金婷;叶奋;吴怀睿;贾晓阳;

    为获取钢桥面沥青铺装结构的实际力学响应情况,对上海市昌吉东路大桥进行梁式桥实桥加载试验,分析了沥青铺装层(沥青玛蹄脂与环氧沥青混合料)不同层位在匀速、刹车动载作用下的纵横向应变,研究表明,路表处应变最大,为最易破坏部位;同一测点应变在匀速及刹车时具有相同的响应状态;纵向动态应变具有压拉交替及波动特性,横向动态应变仅具有波动性;动态应变随深度、车速增大及轴重减小而呈减小趋势;同一层位横向应变大于纵向应变,且前者幅值较后者对影响因素更为敏感;动态应变及其幅值对轴重、车速的敏感程度均自上而下减小;动载瞬间应变与静载应变间差异视层位不同而异.结果可为后续钢桥面铺装结构设计及材料选择提供参考.

    2014年03期 v.42 413-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K]
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  • 高速铁路无砟轨道区段轮轨滚动噪声特性分析

    杨新文;

    为了预测与控制高速铁路无砟轨道区段轮轨表面粗糙度激扰的轮轨滚动噪声,应用车辆-轨道耦合动力学理论和声辐射理论建立了轮轨滚动噪声预测模型,计算分析了无砟轨道结构对轮轨滚动噪声的影响,研究了高速车辆运行于无砟轨道时产生的轮轨滚动噪声的特性,研究结果表明,①在无砟轨道路基区段高速列车运行产生的轮轨滚动噪声中,钢轨辐射的主要是500~2 000Hz的中、高频噪声,车轮辐射的主要是1 600~4 000Hz的高频噪声,轨道板或道床板辐射的主要是125~500Hz频段的噪声;②随着车速增加,轮轨噪声辐射的最大声级相应增加;③轮轨路旁瞬时声压级以钢轨最大,轨道板最小,车轮处于两者之间;④在距线路中心线5~50m范围内,随着水平距离加倍,高速列车轮轨噪声辐射声级相应地衰减3~6dB.

    2014年03期 v.42 421-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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  • 城轨站行人流线网络构建及走行时间计算

    郭长弓;顾保南;

    从行人流线角度出发,结合拓扑学原理,提出3种基本元素来抽象行人设施及生成设施内、外走行路径,并引入具有面积属性的实结点子模型,解决流线交织区域的疏散问题,进而构建完整的站内路网.通过现场观测给出2支流线交织区域的面积计算和拥挤度判断方法,并结合宏观交通软件VISUM,计算得到路径的通过流量、走行时间等指标,最后与微观仿真软件比较,说明本文方法操作的便捷性及应用于设计阶段的优越性.

    2014年03期 v.42 429-434+440页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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环境科学与工程

  • 基于卡尔曼滤波和模糊集的地下水污染羽识别

    江思珉;张亚力;周念清;赵姗;

    在场地信息不确定性的前提下基于卡尔曼滤波技术和模糊集合理论提出一种地下水污染羽识别的方法.利用卡尔曼滤波技术通过连续作用采样点更新综合污染羽与误差协方差矩阵,并结合误差协方差矩阵和不确定度的关系进行新采样点的选取;引入模糊集理论进行污染羽的模糊对比,以确定污染源的权重.算例研究表明,该方法是一种有效的污染羽识别算法,能够以尽可能少的采样点确定污染源的位置,并较为准确地达到识别污染羽的目的.

    2014年03期 v.42 435-440页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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  • 稠油废水高倍蒸发浓缩污垢的形成和模拟

    邹龙生;陈德珍;尹丽洁;周伟国;

    研究了稠油废水蒸发浓缩过程中污垢的形成规律.在蒸发浓缩的试验基础上,首先通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对污垢进行分析,确认污垢的晶体成分,然后据此建立3层析晶污垢的沉积模型,即由碳酸钙盐(如CaCO3)、复盐(如Na2CaSiO4,Ca8Si5O18)和硅酸盐(如Ca2SiO4)等形成的混合污垢的沉积模型.通过污垢热阻的模拟计算发现,污垢的主要组分是碳酸钙盐,其污垢热阻占总污垢热阻的91.76%;模拟结果与试验数据相吻合,说明3层析晶污垢模型可以描述稠油废水蒸发过程中的析晶结垢规律,为稠油废水蒸发过程中污垢的防治提供理论基础.

    2014年03期 v.42 441-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于网格遍历曲率线的曲面网格重划算法

    高云凯;张婷婷;杨肇通;罗键;

    提出了一种基于网格遍历曲率线的曲面网格重划算法,采用局部一般二次曲面法估算离散曲面的微分信息,建立顶点的主曲率场.根据顶点的主曲率及主方向获得模型的网格遍历曲率线,从而实现曲面网格重划.该算法可在获取离散网格微分信息的基础上对模型进行重划,并动态控制重划网格的密度,从而大幅简化逆向领域中曲面重构的步骤.

    2014年03期 v.42 447-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 静压箱对地板送风气流组织与温度分层的影响

    牛建磊;沈翀;高乃平;董昆;

    研究了地板送风系统在办公室的应用效果,重点考虑了静压箱对室内空气流动和热力分层效果的影响.首先通过现场实测得到有静压箱存在时室内的实际温度分层效果,然后采用数值模拟的方法定量分析了静压箱内得热对室内热环境的影响.发现静压箱内的空气温升承担了约40%左右的室内冷负荷,导致送风温度偏高,室内温度分层特性衰减,人员工作区整体温度升高,增大送风量会进一步减小竖直温度梯度.应当重视静压箱对室内热平衡和流场、温度场的影响,做好架空地板的防漏和保温措施,才能充分发挥地板送风的优势.

    2014年03期 v.42 454-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 上海中心大厦结构健康监测软件集成设计及应用

    胡笳;李晗;杨晖柱;张其林;

    论述了上海中心大厦结构健康监测软件系统的集成框架及实现要点.首先提出了由数据采集端、数据发布端和数据应用端构成的软件集成框架.继而结合大厦监测硬件系统的布置特点,论述了各部分功能的关键实现技术和特殊部署,数据管理系统通过2层数据库结构实现监测信息集成;远程发布系统基于B/S(浏览器/服务器)模式实现了监测数据的远程可视化查询和获取;结构监测/分析/评估软件SMAE基于数据发布接口实现了模态识别与有限元方法的集成分析和结构动力特性的对比评估.最后结合实例说明了系统应用效果.软件系统灵活地实现了功能集成,且易于扩展和重构,具有一定的通用性.

    2014年03期 v.42 460-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 基于零序电流有功分量的配电网接地故障定位

    庄伟;牟龙华;

    为解决数字化环境下中性点经消弧线圈并、串电阻接地系统的单相接地故障区段定位问题,对此类系统中出现单相接地故障时电网内全部线路首端保护装置可测得的零序电流进行了分析,并给出了零序电流有功分量的一般分布规律.在此基础上结合配电网故障定位的一般矩阵算法,提出了基于零序电流有功分量的配电网单相接地故障区段定位算法,并遵循IEC61850标准创建了故障定位算法的逻辑节点与逻辑设备,为小电流接地故障定位系统的设备模型建立提供了参考.基于PSCAD/EMTDC软件的配网典型故障仿真结果验证了单相接地故障定位算法的准确性.

    2014年03期 v.42 468-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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海洋与地球科学

  • 高邮凹陷阜一段差异成岩作用及成因

    纪友亮;王艳艳;刘玉瑞;卢欢;

    高邮凹陷阜一段处于不同成岩阶段的储层出现了大致相同的成岩矿物的成岩现象,通过对目的层成岩阶段、成岩现象分析,结合构造、盆地流体等因素,提出差异成岩原理,认为当地层倾斜角度不大时,同一时代的地层往往处于相同的成岩阶段;早期成岩阶段的产物可能会在晚期成岩阶段中残留;当地层倾角较大时,同一时代的地层可能处于不同的成岩阶段,深部成岩流体的向上流动使浅部处于早期成岩阶段的储层具有晚期成岩现象.

    2014年03期 v.42 474-479页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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  • 北黄海侏罗系碎屑锆石U-Pb定年及地质意义

    高顺莉;周祖翼;王嘹亮;

    对北黄海钻遇的侏罗系地层的4个变质火成岩样品进行锆石U-Pb定年分析,主要获得了2类年龄记录,一类是前寒武纪变质基底形成演化的年龄,另一类是印支期碰撞造山改造的年龄记录.变质基底的年龄区间分布在1.0Ga至2.6Ga,其中1.4Ga至1.8Ga是一个主要构造岩浆期,包括(1 792±140)Ma,(1 447±110)Ma和(1 524±68)Ma三组U-Pb谐和年龄.与华北和扬子印支期碰撞造山作用有关的定年结果为200Ma至240Ma.这2类年龄与邻区胶北地体及苏鲁造山带获得的年龄数据具有很好可比性,可为进一步认识北黄海侏罗系物源区构造演变特点提供重要依据.

    2014年03期 v.42 480-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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经济与管理科学

  • 基于知识创新的设计分包权责博弈策略

    何清华;陈震;李永奎;

    基于知识创新视角,采用完全信息动态博弈方法,对主设计单位和专业设计单位可能的博弈情形进行研究,得到不同报价策略各方的收益和总收益以及各模式的特征和使用策略.当专业设计单位技术壁垒低时,适宜采取专业设计单位先报价的策略;当专业设计单位技术壁垒高时,适宜采取主设计单位先报价的策略.采用主设计单位先报价的分包模式分包具有一定技术壁垒的项目更有效率.

    2014年03期 v.42 488-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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  • 餐饮业短期客流量预测方法

    周健;曹瑞霞;王兆卫;

    针对餐饮客流量自身特点,提出了以实验设计方法的样本分类为基础、综合利用BP(back propagation)神经网络与灰色-马尔科夫链组合的预测方法,并以某餐饮企业为例证明了方法的有效性,客流量预测误差从企业原来的±20%下降到±5%左右.

    2014年03期 v.42 493-498页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <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,主要刊登国内外建设工程领域的土木建设、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。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,

    2014年03期 v.42 499页 [查看摘要][在线阅读][下载 253K]
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