同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

访问量:209897

土木工程与建筑学

  • 任意动载作用下长隧道纵向响应解析解

    禹海涛;蔡创;张正伟;

    将长隧道简化为作用在Pasternak双参数地基上的无限长均质直梁,基于Euler-Bernoulli梁理论给出动力问题的控制方程,运用积分变换以及卷积定理对该偏微分方程进行求解,推导出长隧道在任意动载作用下竖向位移、竖向速度、竖向加速度、弯矩、剪力等响应的解析表达式.讨论了简谐线荷载、移动线荷载和行波荷载三种典型动力荷载下长隧道响应的退化解析表达,并与已有文献对比,验证了所推导解析解的正确性.以行波荷载为例,通过参数化分析,研究了行波波速、频率以及不同地基反力系数对隧道动力响应的影响规律.研究结论对长隧道抗震设计具有一定的参考价值.

    2018年01期 v.46 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
    [下载次数:157 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:18 ]
  • 高层建筑简化振型及在结构风振计算中的应用

    王国砚;张福寿;

    基于弯剪型悬臂梁模型分析高层建筑的动力特性,给出控制高层建筑振型形状的特征参数;通过对具有不同特征参数的基阶振型曲线进行拟合分析,得到既形式简洁又能准确反映实际结构基阶振型的简化模型;同时,给出控制简化振型形状的振型指数的确定方案.将简化振型应用于实际高层建筑的结构风振计算,结果表明,采用该简化振型能更准确地体现风荷载沿建筑高度的分布情况,提高风荷载和风振响应计算的精度.

    2018年01期 v.46 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
    [下载次数:116 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:26 ]
  • 新型六杆四面体扭网壳的构形、静力和稳定性能

    董石麟;丁超;郑晓清;陈伟刚;

    提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰接六杆四面体单块扭网壳作了静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明上弦杆全部受压,下弦杆全部受拉,腹杆除周边一、二圈局部杆件受压外大部分也都受拉,各类杆件内力变化幅度很小,有利于杆件截面选配,提高材料的利用效率.结构的整体刚度好,结构的双非线性稳定系数对比于相应特征值屈曲系数降幅很小,用钢指标优越.这类网壳结构在两种网格抽空方式的单块扭网壳、三种形式的四块组合型扭网壳和一种两块组合型扭网壳中有推广应用的前景.

    2018年01期 v.46 14-19+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
    [下载次数:83 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:17 ]
  • 负载下焊接加固铁塔角钢轴压构件的受力性能

    沈之容;苑士岩;

    为研究不同加固截面形式、初始负载大小对铁塔轴压角钢焊接加固后受力性能的影响,选择了方形和L形两种加固截面形式,在4档不同初始负载下进行了焊接加固角钢的轴压单调加载静力试验,得到了焊接加固后角钢的荷载位移曲线、极限稳定承载力和破坏模式.针对试验试件建立了有限元模型,进行了考虑焊接间接热力耦合方法的数值模拟计算.对比试验和数值计算结果表明:两种加固截面破坏模式为整体弯曲失稳;相对于方形加固截面试件,L形加固截面试件对于热输入的影响更加敏感,延性较差;当初始负载名义应力比不超过0.3时,可以忽略初始负载大小对加固后角钢轴压构件极限稳定承载力的影响.

    2018年01期 v.46 20-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
    [下载次数:90 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:19 ]
  • 基于优化算法的能量等值延性指标评价

    林煌斌;唐寿高;

    设计多层前馈BP、径向基RBF和遗传优化GA-BP算法训练并预测能量等值法极限承载延性指标μΔe,采用5个控制参数及PEER库与拟静力试验作为训练和预测样本.编写BP及其隐含层节点数和学习率的优化算法,编写RBF及其节点数和中心宽度的优化算法,采用GA优化BP算法权值wij和阈值θj并抑制局部最优及逼近数据规律,并实现算法预测足尺框架柱延性指标μΔe值.研究表明GA-BP具有最佳适用性和计算优越性,提供结构损伤评价新方法.

    2018年01期 v.46 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
    [下载次数:68 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:19 ]
  • 筏式养殖区流速垂向分布公式的试验研究

    匡翠萍;李文斌;单云驰;江林锋;

    以模型长度比尺λl=lp/lm=20(lp,lm分别为原型和模型的长度)筏式养殖模型布置于矩形水槽中进行试验,对养殖区的典型位置进行流速垂向分布测量.首先利用明渠流理论,以常用对数函数曲线与抛物线曲线对流速垂向分布进行初步拟合与分析,按影响程度分为养殖区强影响区、中影响区与弱影响区.然后在箱线图上拟合公式来确定公式的系数,得到强影响区与中影响区流速垂向分布的抛物线型公式,前者的公式系数大于后者;得到弱影响区流速垂向分布的对数函数型公式.最后对比分析了养殖密度的影响,养殖密度增大,抛物线型公式的相应系数增大,对数函数型公式系数上、下限亦增大.

    2018年01期 v.46 40-45+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
    [下载次数:53 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:13 ]

交通运输工程

  • 基于多源浮动车数据融合的道路交通运行评估

    孙超;张红军;陈小鸿;

    针对当前出租车浮动车数据覆盖范围和数据质量不足的问题,在现有数据特征分析的基础上引入百度手机导航和公交车浮动车导航数据,面向道路运行评估和拥堵管理提出了基于出行时间的交通运行指数算法和一种基于出租车、百度、公交车多源浮动车数据融合的道路交通运行评估方法,构建了多源数据融合规则和融合算法.以深圳为例进行了融合效果分析,结果表明所提出的多源数据融合方法效果显著,很大程度上提高了融合结果精度、数据覆盖率、数据可靠性和数据样本量,最后提出了主要应用方向和初步应用效果,能够为国内外城市开展交通运行评估工作提供借鉴.

    2018年01期 v.46 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
    [下载次数:479 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:17 ]
  • 基于工业扫描分析混凝土气泡结构与抗盐冻性能

    张家科;袁捷;刘文博;吴越;

    利用工业扫描(CT)技术对混凝土盐冻过程中气泡结构变化进行可视化表征和定量计算.研究发现引气是提高混凝土抗盐冻性能最重要的手段,建议含气量为5%~7%,同时气泡间距系数与混凝土抗盐冻性能有直接关系,气泡间距系数小于238μm时混凝土具有较好的抗盐冻性能.引气混凝土由于内部有大量小而封闭的气泡,其气泡间距系数较小,盐冻过程中气泡能够缓解结冰压,降低盐冻破坏的程度;非引气混凝土由于结冰压无法释放,当结冰压大于混凝土所能承受的膨胀力时,会在表面产生微裂缝并逐渐扩展,最终造成表面浆体剥落,形成盐冻破坏.

    2018年01期 v.46 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K]
    [下载次数:166 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ]
  • 基于三维激光技术的路面坑槽多维度指标检测

    惠冰;郭牧;王洲;蔡宜长;

    为实现沥青路面坑槽深度、面积和体积等多维度指标的自动、准确检测,利用三维激光技术对室内坑槽模型进行扫描,基于Matlab软件对激光点云数据采用不规则三角网(TIN)平面插值法重构了坑槽三维模型,进而结合等高线提取确定了坑槽边界,实现了坑槽多维度指标自动计算;对比了不同坑槽多维度指标计算误差,研究了激光线纵向间距对计算误差影响规律.研究结果表明:坑槽深度、面积和体积指标的最大相对误差分别为3.96%、4.58%和4.74%;当激光线纵向间距从1mm逐渐增大至20mm时,坑槽多维度指标计算相对误差逐渐增加;当间距为5mm时,坑槽深度、面积和体积指标的最大相对误差分别为4.65%、6.32%和7.17%;当间距大于5mm后,坑槽三维重构模型逐渐失真并出现了部分缺失,从而导致多维度指标检测误差的增大;因此,为保证坑槽多维度指标检测准确度建议激光线纵向间距应不大于5mm;坑槽多维度指标准确获取将为路面破损层位判定、严重程度评价和修补材料估算提供依据.

    2018年01期 v.46 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K]
    [下载次数:190 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:31 ]

环境科学与工程

  • 同型产乙酸菌研究进展及其环境生物技术应用

    谢丽;杜诗云;卜凡;

    同型产乙酸菌(homoacetogen)是一类既能利用多种有机底物异养生长,又能利用CO2/H2或者CO自养生存的厌氧微生物类群.其对各类生态环境适应能力强,可以通过厌氧乙酰辅酶A途径将不同底物转化为乙酸、乙醇等有机物.随着化石能源的枯竭与对同型产乙酸作用理解的加深,同型产乙酸菌逐步应用于有机物或者合成气厌氧发酵、环烃类有机污染物降解等环境生物技术中,成为近年来的研究热点.选择了一些研究较为广泛的同型产乙酸菌类型,介绍了相关生理生态特性,以及近年来针对同型产乙酸菌的环境应用研究进展.

    2018年01期 v.46 67-73+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K]
    [下载次数:292 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:13 ]
  • 厌氧消化污泥对退化苗圃土壤的改良效果研究

    杨长明;范博博;荆亚超;

    通过连续3年施用厌氧消化污泥(ADSS)的土柱试验,测定了土壤基本理化指标和微生物学指标,并分析了土壤中重金属积累特征,以全面评价厌氧消化污泥施用对合肥某退化苗圃土壤的改良效果.结果表明:施用厌氧消化污泥3年后,苗圃土壤质地和理化环境有明显改善,其中土壤中可溶性总盐含量(TDS)下降了67.6%,电导率(EC)降低了45.3%,对因多年种植苗木造成次生盐渍化的苗圃土壤具有较好的改良作用.施用厌氧消化污泥明显(概率P<0.05)增加了土壤中有机质和养分的供给,较无添加厌氧消化污泥相比,3年连续施用厌氧消化污泥后,土壤中有机质增加了77.9%;有效态氮和磷分别增加了110%和95.4%.同时,施用厌氧消化污泥对苗圃土壤微生物生物量和代谢活性也具有显著(P<0.05)的提升作用,其中微生物生物量碳(MBC)较无添加厌氧消化污泥增加了207%;尿酶和碱性磷酸酶活性分别增加了118%和102%.由此表明,施用厌氧消化污泥可以全面提升退化苗圃土壤质量.另外,通过对土壤中主要重金属含量分析表明,连续3年厌氧消化污泥施用后,苗圃土壤中重金属借有所增加,但其含量远低于土壤环境质量二级标准(GB 15618—1995),但是长期施用厌氧消化污泥后的土壤重金属累积特征和生态风险还有待进一步深入研究.

    2018年01期 v.46 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1164K]
    [下载次数:131 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:10 ]

材料科学与工程

  • 飞机圆周盘旋时拖缆的动力学建模与分析

    朱延娟;罗丹;

    构建了飞机圆周盘旋时拖缆的多体动力学模型.基于对拖缆运动状态的研究及其受力情况的分析,运用多刚体法建立了拖缆离散模型,对系统进行动力学仿真分析,得到了拖缆旋转平衡的稳态构型.计算结果与在相同条件下对拖缆连续模型应用微元法的数值计算构型相似,表明所建的多刚体动力学模型是正确可信的,且仿真求解是快速准确的.最后,详细地分析了不同参数对拖缆垂直长度的影响.研究结果表明,在实际应用中飞机速度是影响系统正常工作的关键因素;为确保垂直度在要求范围内,在一定条件下,应合理减小飞机速度,来增加拖缆的垂直度;应用二分法得出了系统有效工作的速度范围.

    2018年01期 v.46 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K]
    [下载次数:50 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:13 ]
  • 钢渣对磷酸盐水泥基材料性能的影响机制

    吴凯;叶钰燕;施惠生;居正慧;

    研究了利用钢渣制备磷酸镁水泥基材料的可行性,分析了钢渣对磷酸盐水泥基材料的凝结时间、水化特性、力学性能及微结构的影响机制.结果表明:钢渣对磷酸盐水泥性能的作用规律与粉煤灰相似.掺10%钢渣时,因钢渣引入的CaO及水化生成的氢氧化钙,使得磷酸盐水泥凝结硬化加快,且钢渣自身硬度在一定程度改善了硬化水泥浆体抗压强度;随钢渣掺量增加,起胶结作用的水化产物减少,整个体系孔隙增加、结构疏松,游离氧化钙还会使磷酸盐水泥基材料性能出现劣化.钢渣掺入在浆体中并未观察到新的水化产物,但较高掺量下体系微裂纹增多.

    2018年01期 v.46 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K]
    [下载次数:204 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:27 ]

机械、车辆与能源工程

  • 基于遗传算法的带内流低阻车身气动优化

    李启良;杜文海;李璇;杨志刚;陈羽;

    通过建立18个参数的参数化模型,并开发了基于遗传算法的全局优化方法,展开带内流的车身气动优化,获得了气动阻力系数为0.261的低阻优化外形.比较最优车身的仿真和试验结果发现,气动阻力系数仅相差4%,表面压力系数和不同截面速度分布趋势相同、量值相差较小,表明所采用数值仿真方法是正确、可行的.利用本征正交分解对车身尾部截面流场进行能量分解发现,前9阶模态占总能量的54.5%;能量占比最高的1阶模态呈现出尾部拖曳涡的形态,并且拖曳涡的涡核位置不随时间变化而变化.建立了带内流的全局优化方法,获得了经试验验证的带内流低阻车身,为相关产品开发提供借鉴方法和外形参考.

    2018年01期 v.46 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
    [下载次数:99 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:35 ]
  • 25°Ahmed模型射流主动控制气动减阻策略

    张英朝;杜冠茂;朱会;田思;

    采用剪切应力输送(SST)κ-ω(湍动能-比耗散率)湍流模型对标准25°Ahmed模型进行基于计算流体力学(CFD)数值模拟的稳态射流减阻研究.在模型尾部设置射流孔,分别探究各位置处射流孔的孔径、到边线的距离、形状、射流速度和角度的最佳值,分析不同射流状态对流场结构、总阻力系数及局部阻力系数的影响.仿真的基本工况与风洞实验数据一致性很好,验证所采用数值方法的准确性和可靠性.研究结果表明,与未设置射流孔的模型相比,设置射流方案的模型尾流结构得以改善,纵向涡得以抑制,同时其阻力系数明显降低.单独位置布置射流孔方案中在斜面上方进行射流时,阻力系数最低,为0.252 2,减阻率为11.3%.通过正交试验获得最佳组合方案得到阻力系数0.246 7,减阻率达13.23%.

    2018年01期 v.46 100-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1970K]
    [下载次数:121 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:16 ]
  • 进风条件对平行流冷凝器性能的影响

    赵兰萍;高磊;刘彦麟;杨志刚;

    以平行流冷凝器为研究对象,采用考虑制冷剂侧流量分配的数学模型,研究了几种实际进风条件对冷凝器性能及制冷剂侧流量分配特性的影响,这些进风条件包括:前端遮挡、前置设置散热器和单双冷却风扇单双配备共三类.研究发现:在50%遮挡率下,中间遮挡方式对冷凝器的性能衰减最多,换热量减少了47.9%,压降增加了335.5%;不同遮挡方式对制冷剂侧流量分配有不同的影响,格栅遮挡造成的制冷剂侧流量分配不均匀程度最大.前置散热器造成的局部进风速度降低与温度升高可导致冷凝器换热量减少24.1%,压降增加80%,前置散热器只对第二流程的制冷剂侧流量分配不均匀程度有明显的影响.总风量不变时,单、双风扇情况下的进风不均匀对整体换热与压降的影响不明显,但是各个流程制冷剂侧流量分配不均匀程度都有明显增加.

    2018年01期 v.46 109-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1964K]
    [下载次数:98 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:17 ]
  • 基于耦合度的铁道车辆平稳性分析

    陈迪来;沈钢;宗聪聪;

    为探究转向架蛇行运动对车体异常晃动的影响程度,首先,建立了多刚体的车辆系统模型,仿真再现了横向平稳性局部恶化现象.其次,基于模糊数学的欧式贴近度准则,定义了整个车辆系统所有模态之间的耦合度,以降低系统的耦合度为目标,对车辆悬挂参数进行了优化设计.计算结果表明:转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率相接近时,车体横向发生耦合振动,恶化横向平稳性,此时车辆系统耦合度最大.通过优选车辆的悬挂参数,可有效降低耦合度,减弱车体横向耦合振动,消除横向平稳性局部恶化现象.

    2018年01期 v.46 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K]
    [下载次数:90 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:14 ]

经济与管理科学

  • 大型工程前期的进度风险总控

    贾广社;牟强;

    针对大型工程前期工作不确定性高的问题,通过国内数个大型机场工程前期工作的进度总控实践成果,提出将进度总控与风险管理相结合的前期进度风险总控模型.然后,以XY新机场为例,应用该模型制定前期进度计划和风险清单.最后,通过XY机场与其他机场前期进度的总体风险对比,以及该进度风险计划实施前后的效果对比,证实了前期进度风险总控方法的有效性.通过引入风险管理的前期进度总控模型,提高了进度总控在项目前期的适用性,为加快推进大型工程的前期工作进度提供了方法指导和借鉴.

    2018年01期 v.46 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K]
    [下载次数:295 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:14 ]
  • 结合研发转化过程的智能汽车企业运营效率评价

    尤建新;徐涛;俞安愚;

    将智能汽车企业运营分为研发转化和生产经营两个阶段进行效率评价.选取上海、深圳证券交易所上市的24家智能汽车概念板块公司,采用二阶段数据包络分析模型,从多年度和多企业类型角度分别对2010~2015年智能汽车企业运营效率进行分析.基于多年度视角分析表明,2013年企业研发转化效率略有下降,在2014与2015年其呈现上升趋势,生产经营效率较为稳定.研究发现,企业整体运营综合效率与研发转化效率存在显著相关性.基于企业类型视角分析表明,企业研发效率较低,说明多数企业与标杆企业相比存在差距,尤其是在智能决策和网络信息领域;而生产经营效率均较高.通过投影分析发现,企业研发投入结构不合理、研发人员能力参差不齐是主要原因.

    2018年01期 v.46 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K]
    [下载次数:215 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:17 ]
  • 城市防汛泵站的多级排队选址模型及优化算法

    胡文发;何新华;

    考虑城市暴雨的空间与时间分布特点,选用合适的地表径流系数计算雨水口汇集的待排水量.将暴雨在雨水口汇集、管道传输和泵站排出的过程看作为一个多级串联的排队系统,同时根据城区不同重要等级确定其排水等待时间约束,通过计算防汛泵站及管网的建设与运营费用,构建以总成本和最长排水等待时间为双目标的城市防汛泵站选址模型.通过嵌入禁忌搜索算法改进遗传算法,求解复杂的防汛泵站非线性选址问题.实际案例分析表明多级排水理论可以较好地模拟城市排水系统,也指出排水泵站数量、泵站地址及暴雨重现期等对城市排水系统有重要影响.

    2018年01期 v.46 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
    [下载次数:127 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:12 ]