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

  • 混凝土梁桥动力特性对耐久性指标的灵敏度

    张立业;孙利民;

    根据简支梁的振动频率和振型函数,建立了基于监测信息条件下的可靠度功能函数.采用可靠性的灵敏度分析方法,研究材料参数和截面几何参数对混凝土梁桥振动频率的影响.理论分析表明,振动频率对钢筋弹性模量的灵敏度低于对混凝土弹性模量的灵敏度,对混凝土截面惯性矩的灵敏度低于对钢筋截面惯性矩的灵敏度.算例表明,振动频率对钢筋腐蚀的灵敏度高于对跨中损伤的灵敏度;当钢筋腐蚀程度和跨中损伤程度分别为5%,10%,15%和20%时,钢筋腐蚀引起的1阶振动频率变化率是跨中损伤引起的1阶振动频率变化率的1.94,1.85,1.80和1.74倍.

    2015年11期 v.43 1613-1618页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
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  • 基于层次分析-模糊综合评价法的桥梁火灾风险评估体系

    孙博;肖汝诚;

    基于火灾分析理论和火灾场景分析进行桥梁火灾风险识别,建立多层次桥梁火灾风险评估指标体系;将模糊数学引入层次分析方法,结合传统的定性分析方法和定量分析方法各自的优势,采用层次分析-模糊综合评价法(AHP-FCE)估计风险概率和风险损失.应用层次分析法(AHP)建立各指标权重,利用模糊综合评价法(FCE)进行多层次综合评判;根据风险概率和风险损失估计值及其等级标准,通过二维风险评价矩阵获得桥梁火灾风险水平并给出基本的风险控制准则.运用上述评估体系对某跨江大桥方案火灾安全风险进行了分析评估.

    2015年11期 v.43 1619-1625页 [查看摘要][在线阅读][下载 794K]
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  • 新型螺栓球柱节点静力承载性能试验研究

    郭小农;黄泽韡;杨商飞;彭礼;

    在传统网架螺栓球节点的基础上,研发了一种可用于无檩网架的新型节点——螺栓球柱节点.进行了13个螺栓球柱节点的承载力试验.试验结果表明,螺栓球柱节点主要有圆柱筒壁压扁破坏、圆柱筒壁冲切破坏、螺栓拔出破坏、焊缝拉裂破坏等4种破坏模式;在压力和拉力荷载作用下,圆柱筒壁主要承受环向应力;设置加劲肋可以较大幅度地提高节点承载力和增强节点刚度.

    2015年11期 v.43 1626-1633页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K]
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  • 基于统一强度准则的柱孔扩张问题及扩孔孔径分析

    赵春风;贾尚华;赵程;

    通过轴对称问题的应变协调方程,利用统一强度准则和相关联流动法则分析了柱孔扩张问题.利用柱孔扩张问题的基本位移公式和塑性区孔口位移条件,推导了柱孔初始半径a0、扩孔半径a和对应的孔压p三者的理论关系式.通过此关系式和塑性区半径相关公式求得柱孔扩张问题的塑性区半径rp,进而求出相关扩孔问题的应力场、应变场和位移场.探讨了统一强度理论和土体的参数问题,并且通过算例分析,对柱孔扩张问题中的应力场和位移场的分布规律、塑性区半径和扩孔压力的变化规律进行了分析.

    2015年11期 v.43 1634-1641页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K]
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  • 局部加卸载下散粒体中接触力的残留特性及细观机理

    付龙龙;宫全美;王长丹;周顺华;

    基于光弹试验分析了正五棱柱颗粒体系在一个分级加卸载周期下力链和颗粒位移的演化过程.结果表明,强力链上的接触力和颗粒位移在卸载释放时均存在"残留"现象,卸载阶段颗粒位移正响应区域大于加载阶段.定义量纲一化的位移恢复率ηd(-1<ηd<1)描述颗粒运动轨迹,并给出颗粒运动的五种类型所对应的ηd取值;随着深度的增大,ηd逐渐增大.力链和颗粒位移的演化特性表明,存在一个临界荷载值,当附加荷载高于临界值时,散粒体内残留接触力处于稳定平衡状态;当卸载至临界值时,残留接触力达到极限平衡状态,进一步卸载残留接触力将快速释放,并引起颗粒位置重分布.

    2015年11期 v.43 1642-1648页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
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  • 再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

    肖建庄;胡博;丁陶;

    采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.

    2015年11期 v.43 1649-1655页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K]
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  • 钢筋混凝土筒仓散料的静力相互作用分析

    周长东;郭坤鹏;孟令凯;张晓阳;

    基于亚塑性本构理论,对钢筋混凝土筒仓仓壁与散料颗粒体之间的静态压力作用进行有限元模拟.筒仓内散料颗粒采用Niemunis和Herle基于von Wolffersdorff修正的亚塑性本构模型;仓内散料颗粒与仓壁之间的相互作用采用基于库伦摩擦定律的面面接触关系.利用ABAQUS软件所建立的有限元模型,对筒仓-散料静力相互作用进行数值模拟,并将数值模拟结果与我国、欧洲(ISO)、美国筒仓设计规范,以及筒仓经典压力理论及既有试验数据进行比较.同时,还对仓内散料颗粒材料种类、初始孔隙比、内摩擦角、摩擦系数、颗粒硬度和颗粒间应变进行参数分析,分析结果表明,散料颗粒的种类、初始孔隙比、仓内散料临界内摩擦角、颗粒硬度和颗粒间应变对筒仓-散料静力相互作用影响较大.

    2015年11期 v.43 1656-1661+1669页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K]
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  • 基于环境变迁影响的古砖孔结构及饱和系数

    汤永净;邵振东;

    通过不同水平下的淡水冻融、盐水冻融,人工模拟山西某地区环境变迁特征,采用蒸煮法和压汞法实验,建立古砖不同孔径孔隙体积和饱和系数的对应关系,评估分析环境变迁对古砖孔结构及饱和系数的影响.针对同一区域的某古建筑群不同年代的实体砖进行实验验证.研究结果表明,环境变迁导致古砖的孔隙率和孔径分布变化;其中,淡水冻融导致砖孔隙率呈现规律性变化,孔隙率缓慢增长;盐水冻融导致砖孔隙率呈现间歇性变化;小于1μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐减少,1~5μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐增大;孔径孔隙体积变化性能和饱和系数具有很好的相关性,有利于解决文物建筑实验样品数量不足的问题,用其替代饱和系数评定古建筑砖抗风化性能具有可行性.

    2015年11期 v.43 1662-1669页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
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  • 针对结构易损场景监测的传感器优化布置方法

    杨伟;孙利民;

    基于结构易损性指数和结构体系的损伤系数定义了结构失效指标,该指标可用来判断易损场景发生后结构体系的失效状态.在特征向量灵敏度分析的基础上推导了该指标在模态参数不确定性影响下的估计方差,并且以所有易损场景下指标的方差和最小为优化目标,提出了以监测结构易损场景为目的的传感器优化布置模型,以及基于凸规划的求解算法.采用该方法对一个平面桁架结构的数值模型进行了传感器布置,并且根据模拟的受损结构的模态数据,计算了不同传感器布置方案下结构失效指标的均值和方差.结果表明,与传统方法相比,该方法可以提高对易损场景发生后结构失效状态的评估精度.

    2015年11期 v.43 1670-1676+1683页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
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下期文章摘要预报

  • 软黏土中静压沉桩引起的侧向挤土位移分析

    张亚国;李镜培;

    <正>将软黏土中桩体贯入过程看作不排水条件下圆柱孔的扩张.弹性和塑性区分别采用小应变和大应变理论,考虑传统超固结比与各项同性超固结比的不同,推导了修正剑桥模型土中单桩挤土位移的解析解;并与文献离心模型试验结果进行了比较,验证了理论解答的可靠性.在此基础上,采用叠加原理对排桩的侧向挤土位移进行了估算,并分析了沉桩数目、桩间距、预钻孔孔径以及土体超固结比对侧向挤土位移的影响规律.研究结果表明,随着沉桩数目的增加,挤土影响范围增大;当桩间距、预钻孔孔径增大时,挤土位移快速减小;土体超固结比增加时,侧向挤土位移略有增加,但总体影响不明显.

    2015年11期 v.43 1633页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
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交通运输工程

  • 城市地下道路车速特征及运行车速模型

    刘硕;王俊骅;张兰芳;方守恩;

    采用实车测速实验,在上海市8条城市地下道路中进行车速数据的采集,并选取156个典型线形路段,研究地下道路中车速的分布特征及运行车速.通过多元逐步线性回归建立城市地下道路运行车速预测模型,模型自变量包括车道宽度、纵坡、车道数、限速、分合流、洞口等.结果表明,预测模型的拟合效果良好,通过预测值和实测值的比较验证了模型的有效性.同时发现限速对城市地下道路中运行车速的影响很小.运行车速预测模型适用于设计车速在40~80km·h-1,双向4~8车道的城市地下道路中.

    2015年11期 v.43 1677-1683页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 基于感知的公交调度发车频率和车型优化模型

    杨熙宇;暨育雄;张红军;

    基于乘客感知的公交客流需求特征,研究了公交发车频率和公交车型的调度决策问题.针对单线独立运营模式的特征分别建立了基于最大感知和平均感知的公交调度优化模型,并设计算法.最后结合2014年江苏省江阴市K1路公交客流给出了优化算例.案例结果表明,模型具有较强的实用性,能有效地降低公交运营总成本并提高公交运营效率.

    2015年11期 v.43 1684-1688页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 信号交叉口排队消散特性实证对比

    唐克双;董可然;黄志荣;王奋;

    对中国上海和天津2个城市的11条直行车道的数据分析表明,信号交叉口的排队消散过程可分为三个阶段,即启动阶段、稳定阶段和上升阶段.与日本名古屋市17条直行车道的数据进行对比,分析了两国案例城市排队消散特性的异同.结果表明,我国案例城市的饱和车头时距较大(0.05s),饱和流率较小(80pcu·h-1),启动损失较大(0.83s),大车的折算系数是日本的1.07倍;但3个城市排队消散过程都出现了末尾车头时距的下降且相关参数分别服从相同分布.最后,以上海市一个典型交叉口为例比较了两国案例城市的排队消散特性对信号配时与通行效率的影响.

    2015年11期 v.43 1689-1695页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
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  • 驾驶模拟器运动系统对自由驾驶行为的影响分析

    涂辉招;李振飞;孙立军;

    通过构建晴、雾天气下自由驾驶两个实验场景,对比分析了8自由度和零自由度驾驶模拟器对自由驾驶加减速行为、期望速度等变量的影响.结果发现,当能见度相同时,驾驶模拟器运动系统自由度对加速行为和期望速度影响不显著,但对减速行为影响显著,特别是对浓雾天气下的减速行为影响显著;当驾驶模拟器运动系统自由度相同时,能见度对驾驶员的加减速行为和期望速度有显著影响.

    2015年11期 v.43 1696-1702页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
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  • 富水砂层土压平衡盾构施工渣土改良试验

    邱龑;杨新安;唐卓华;李亚翠;

    针对深圳的富水砂层,采用泡沫、膨润土以及高分子聚合物等添加剂,改良盾构施工渣土,进行现场坍落度试验.基于现场试验结果,通过对土样进行电镜扫描以及压缩、渗透等室内试验研究,分析了改性渣土细观结构以及渗透、压缩特性的变化.对添加剂改善富水砂性土的流塑性、保水性以及开挖面动态土压平衡机理作了较深入的探讨.结果表明,富水砂层中,采用质量比为1∶7、外掺量为8%~10%的膨润土进行渣土改良,可满足施工需求.

    2015年11期 v.43 1703-1708页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
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  • 轨道几何状态综合评价指标参数权重的敏感性分析

    沈坚锋;许玉德;李海锋;仲春艳;

    为合理划分线路等级并配置有限的养护维修资源,融合现有几何状态检测数据源,提出一个轨道几何状态综合评价指标.运用层次分析法确定指标参数的初始权重,采用摄动法对该指标的参数权重进行敏感性分析,定量研究不同等级线路百分比与各参数权重变化的关系,并对初始权重进行修正.结果表明,轨道质量指数的权重变化对线路等级划分影响最为显著;轨道质量指数类和动检超限类权重范围应不小于0.2和不大于0.45,且内部权重分配比例分别为1∶1和3∶2;车载检查类权重应小于0.3,其中晃车仪权重应不小于0.1.

    2015年11期 v.43 1709-1714页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K]
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环境科学与工程

  • 基于水质特征因子和Monte Carlo理论的雨水管网混接诊断方法

    徐祖信;汪玲玲;尹海龙;

    基于水质特征因子法,引入蒙特卡罗理论,建立了分流制排水系统雨污混接诊断的定量分析方法.以上海市某混接分流制排水系统为研究对象,采用安赛蜜和总氮、氟化物、硬度分别作为表征生活污水、半导体工业废水和地下水混接的水质特征因子,对雨水管网混接来源进行了解析.与观测值对比验证表明,由于蒙特卡罗方法考虑了混接来源中多个混接点空间质量浓度差异性以及测量误差等不确定性因素,与目前采用的确定性解析方法相比,可以显著提高解析结果的可靠性,在实现解析结果闭合的同时,解析误差能够控制在10%以内.据此,提出了建立水质特征因子数据库的指导原则.

    2015年11期 v.43 1715-1721+1727页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K]
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  • 不同介质组成的粗放型绿色屋面降雨出流水质

    李田;陈昱霖;顾俊青;

    构建5个绿色屋面中试设施,考察不同介质组成的设施在实际降雨条件下出水水质状况并与降雨、沥青屋面径流、空白对照设施出水水质进行对比.结果表明,常用屋顶绿化复合介质设施的出流中,TP,NH4+-N和COD的平均质量浓度分别达到0.95,1.66,115mg·L-1,高于沥青屋面径流和空白对照设施的出水水质,使用无机复合介质和废弃物利用介质的设施出水水质优于对照屋面;从出水污染物质量负荷角度分析,使用上述3种类型介质的绿色屋面设施都不是TN,TP,TSS和COD的污染源,并能够减少雨水带来的NH4+-N负荷;绿色屋面设施植被层生长状况和出水中营养物质浓度呈现相关性,长势较好的设施出流中营养物质浓度较高;介质中添加给水厂污泥能够有效控制介质层P的淋失且不影响植物生长.

    2015年11期 v.43 1722-1727页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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  • 改性黄铁矿烧渣催化臭氧氧化水中活性黑5

    何宏平;吴德礼;马鲁铭;吕亚平;

    采用优化的浸渍法制备负载铈的黄铁矿烧渣(CePyC)以提高黄铁矿烧渣的臭氧氧化催化活性.研究表明,pH在3~10范围内,O3/Ce-PyC体系对TOC去除率均维持在80%左右,反应速率常数相比于单独臭氧氧化提高7.22倍,克服了传统臭氧氧化对有机污染物矿化率低,反应受pH影响大的局限性.催化剂性质稳定,重复利用3次后TOC去除率仍在75%以上.表面羟基是PyC催化活性的关键,负载Ce后其催化活性显著增强,能够促进O3分解生成HO·而加速水中有机物的矿化.

    2015年11期 v.43 1728-1734页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K]
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机械、车辆与能源工程

  • 智能汽车自动紧急控制策略

    李霖;朱西产;

    结合驾驶员在紧急工况下的驾驶行为以及不同避撞方式的避撞效能,对以自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)为代表的控制策略进行分析,发现当前的紧急制动控制策略并不能很好地适应驾驶员行为和满足避撞效能的需要.为此,提出了一种融合制动控制和转向控制的自动紧急控制(Autonomous Emergency Control,AEC)策略.在该策略中驾驶员始终在环,系统通过集成驾驶员模型、车辆模型和道路环境模型信息判断驾驶员的行为是否正确,并将控制输入与驾驶员输入叠加在一起作为车辆的输入对驾驶员不当驾驶行为进行纠正.

    2015年11期 v.43 1735-1742页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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  • 轴向柱塞泵滑靴副热平衡间隙及影响因素分析

    汤何胜;李晶;訚耀保;

    为了改善轴向柱塞泵滑靴副润滑特性,考虑滑靴副与油膜之间的热传导关系,提出了一种基于控制体能量守恒定律的滑靴副热平衡间隙公式,讨论不同柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度对热平衡间隙的影响.研究结果表明,滑靴副的热平衡间隙与材料的线膨胀系数和导热率成反比,影响材料的抗温升变形以及摩擦副的配合性能;滑靴和斜盘因表面温度升高而产生热膨胀,导致热平衡间隙显著减小,与柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度成正比.因此,滑靴应该选取线膨胀系数和热导率大的材料,对于斜盘则正好相反,以减少滑靴表面磨损.

    2015年11期 v.43 1743-1749+1764页 [查看摘要][在线阅读][下载 1543K]
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数理科学与化学

  • Ramsey数和无三角的Cayley图

    厉明波;李雨生;

    记Zn={0,1,…,n}为模n的整数加群,Z*n=Zn\{0}.对一个Z*n逆元封闭的子集A,定义Cayley图Gn(A)为:其点集为Zn,而{x,y}是一条边当且仅当|x-y|∈A.计算了这些Cayley图的独立数至n≤258,改进了Ramsey数r(3,q)的的下界,27≤q≤38.

    2015年11期 v.43 1750-1752页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K]
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  • 6次单位根时小qSchur代数u_q(2,r)的生成元与关系式

    高文婷;

    主要给出了6次单位根时小q-Schur代数uq(2,r)的生成元与关系式.方法是对r的值分情况讨论,利用生成元与关系式定义一个代数,并且证明这个代数与uq(2,r)同构.此外,还给出了小q-Schur代数uq(2,r)的一组基.

    2015年11期 v.43 1753-1757页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K]
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经济与管理科学

  • 基于合作意愿度的质量选择模型构建

    王瑞;尤建新;曹玉红;

    为分析企业在综合考虑长、短期利益的情况下的质量选择及质量水平的变化趋势,建立了质量选择模型.通过公式推导和数值模拟,得出在多次合作情况下,存在质量水平最优解,而且随着合作次数的增多,质量水平会趋于平稳.同时分析了质量水平与价格、顾客预期利润率、信用积分均值、合作意愿度的关系,以及顾客合作意愿度与预期利润率的关系.

    2015年11期 v.43 1758-1764页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 基于最优组合赋权的建筑业产业区域竞争力评价

    何清华;解燕平;

    以产业结构要素、经济实力要素、科技能力要素、市场环境要素作为建筑业产业区域竞争力的主要评价指标,构建建筑业产业区域竞争力的评价指标体系.基于最优组合赋权法构建我国建筑业产业区域竞争力评价模型,并对2012年我国建筑业产业区域竞争力进行实证分析.

    2015年11期 v.43 1765-1770页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K]
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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,主要刊登国内外工程建设领域的土木建筑、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,并被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(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学网站→科学研究→同济大学学报界面。

    2015年11期 v.43 1771页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K]
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