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

  • 基于构件合力的曲线梁桥最不利激励方向确定

    冯睿为;劳天鹏;邓通发;袁万城;

    为弥补以构件响应分量作为判别标准的结构最不利激励方向确定方法在实际工程应用中的不足,提出一种以构件合力(位移)为判别标准的结构地震动最不利激励方向确定方法.基于反应谱理论,推导出该方法的计算公式.以一座典型的曲线梁桥为例,建立了全桥有限元模型,应用该方法确定曲线梁桥的最不利激励方向并与多方向线性时程分析结果进行对比.研究结果表明,基于构件合力的结构地震动最不利激励方向确定方法可以综合反映构件整体的受力性能随地震动激励方向的变化情况,计算量相对较小且具有较高的可靠性;当以构件合力(位移)作为判别标准时,按照现行规范规定的地震动激励方向对曲线梁桥进行抗震性能验算,发现能够满足实际工程抗震设计的需要.

    2019年03期 v.47 301-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 基于拉伸型限位键的牺牲装置与性能试验

    管仲国;李延;周良;闫兴非;

    减、隔震支座中的剪切牺牲销钉,其脆性破坏模式易导致群钉共同承载时发生先后断裂,而产生难以协同的问题,销钉截面削弱部位也因应力集中而易导致正常使用状态下的疲劳问题.提出一种基于拉伸型限位键的水平限位牺牲装置,通过力转向块将水平限位力转变为作用在拉伸型限位键上的拉力,拉伸型限位键通过采用具有一定长度的截面削弱段使其具有有限的延性能力以防止脆性断裂,并通过大弧度光滑过渡减小应力集中,提高其抗疲劳性能.开展不同类型限位键和基于拉伸型限位键的限位牺牲装置静载性能试验,结果表明,拉伸型限位键具有更高的极限变形能力,延性变形能力可通过改变截面削弱段长度进行调节;限位装置整体承载性能与理论预期值符合较好,重复试验下的承载力离散性小,满足群钉协同承载要求.开展了拉伸型限位键和剪切型限位键的疲劳性能对比试验,结果表明新型拉伸限位键比剪切型限位键具有更优的抗疲劳性能.

    2019年03期 v.47 309-314+330页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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  • 失效非线性相关的桥梁截面可靠性Vine-Copula数据融合

    刘月飞;樊学平;

    为合理融合健康监测数据分析在役桥梁截面可靠性,首先应用桥梁截面多个监测点的极值应力数据,建立监测变量非线性相关的Vine-Copula模型,实现极值应力数据的融合分析;然后结合多个监测点的功能函数,进行桥梁截面失效模式非线性相关的Vine-Copula建模分析,并融合一次二阶矩(FOSM)方法,分析失效非线性相关的桥梁截面可靠性;最后进行了在役桥梁截面监测数据的验证分析.研究表明,考虑失效模式非线性相关性所得桥梁截面可靠性较不考虑失效模式相关性所得结果小,说明不考虑失效模式相关性所得结果偏保守.

    2019年03期 v.47 315-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 新老桥间超高性能混凝土拼接接缝性能试验

    刘超;黄钰豪;陆元春;

    依托上海市济阳路高架新老桥拼接项目进行了基于高应变强化超高性能混凝土(UHPC)材料的拼接缝试验.试验采用非对称加载,目的是模拟新老桥的不均匀沉降.试验结果表明,UHPC拼缝整个受力破坏的过程大致可以分为3个阶段:弹性阶段、裂缝发展阶段、持荷至破坏阶段.在UHPC板下缘首先出现裂缝,之后UHPC板侧面出现大量微小裂缝,裂缝均以微裂缝簇的方式呈现,裂缝宽度发展缓慢,且沿着板高向上发展.UHPC转角为1.2%时裂缝宽度仅为0.16 mm,具有出色的裂缝控制能力.最终,UHPC板底出现主裂缝,横向钢筋和门筋屈服,钢筋布置方式满足试件破坏形态要求,说明试件的配筋合理.结合有限元模型对试验进行模拟,吻合度较高.利用有限元进行参数分析,发现增加接缝自由长度和减小接缝厚度可以有效增强接缝弯曲性能.由于UHPC材料进行接缝施工具有方便、快捷、性能优越等优点,提出基于上下部构造不连接类型的接缝形式,并给出具体配筋方案.

    2019年03期 v.47 322-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 1900K]
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  • 深埋排水盾构隧道接头铸铁件力学性能试验

    闫治国;周龙;朱合华;沈奕;

    为研究适用于深埋排水盾构隧道的高刚性管片接头铸铁件,对2种型式的高刚性盾构管片接头开展了正弯矩试验,分析了不同型式铸铁件的力学性能及高刚性接头的破坏模式.研究表明,高刚性接头在正弯矩承载时的破坏模式与大偏压受力截面类似,首先螺栓或铸铁件屈服,随后受压区混凝土压碎、接头破坏.若接头铸铁件刚度充足,接头破坏时铸铁件无变形、螺栓屈服,接头承载力较高,且铸铁件锚筋全部受拉,锚筋的锚固作用得以充分发挥;若接头铸铁件刚度不足,接头破坏时铸铁件变形5mm、螺栓未屈服,接头承载力较低,且铸铁件锚筋部分受拉、部分受压,锚筋的锚固作用未能充分发挥.

    2019年03期 v.47 331-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 2895K]
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  • 波流对人工岬头和海滩养护工程的响应

    匡翠萍;韩雪健;李文斌;张甲波;

    以新开河口至南山岸线为研究对象,为减少海岸侵蚀,在岸线两端修建人工岬头和包含水下沙坝的海滩养护工程.基于MIKE 21软件建立潮流和波浪耦合模型,研究波流动力对人工岬头和海滩养护工程的响应变化.人工岬头的挑流作用使得东西岬头前流速增加,但岬湾内部流速减小并在岬头后侧形成弱环流.海滩养护工程后沙坝坝顶有效波高略有增加,但沙坝之间有效波高有所削减,沙坝后侧海域波高明显减少;滩肩前方海域有效波高减小,涨潮期间波高减小量大于落潮期间波高减小量.人工岬头和海滩养护工程的共同作用可有效削减岬头和沙坝环抱海域特别是近岸的潮流和波浪,减少海岸侵蚀.

    2019年03期 v.47 339-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 3617K]
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交通运输工程

  • 高速公路实时事故风险研判模型及可移植性

    游锦明;方守恩;张兰芳;折欣;

    通过G15沈海高速公路南通段上布设的高清卡口过车数据对路段上发生的实时事故风险进行研究.采用配对案例对照方法,结合基于随机森林的参数选取方法对3个子路段上的事故分别建立了支持向量机模型.结果表明,基于高清卡口采集的高分辨率过车数据构建的支持向量机模型相对既有研究中的模型而言其性能较优;对3个子路段分别构建的支持向量机模型进行可移植性分析发现各支持向量机模型均具有一定的可移植性,经过参数重新标定后可直接应用至邻近道路对其实时事故风险状态进行研判,并有着相对较高的预测精度.

    2019年03期 v.47 347-352页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 分时通勤缓解高峰拥堵的作用机理及效用

    李浩;宁煦棋;鹿畅;涂辉招;

    通勤者的出行意愿和路网的交通状态直接影响了交通需求管理措施的实施效果.在对比分析错时上班制和弹性工作时间制优缺点的基础上,提出了根据通勤个体上班时间意愿,统筹制定分时段上班制度的"分时通勤"新措施,进而提出了"三阶段两步骤"的分时通勤政策制定方法.通过收集上海市异质的通勤者意愿上班时段及出行信息,分析了通勤者对分时通勤政策的接受程度,利用两步骤的调节方法对不同企业性质的通勤者上班时段分布进行了优化,验证了分时通勤政策的可行性和有效性.

    2019年03期 v.47 353-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 通勤交通方式链适应性评价与优化导向

    吴娇蓉;余淼;周冠宇;

    从通勤者视角,将通勤距离分为长、中、短3组,采用统一的出行时耗可接受度评价标准,从门到门行程速度、广义成本、可靠性、满意度和选择比例分别分析不同通勤距离分组下各方式链的行程速度、可靠性、广义成本与满意度相关性,基于相关性分析结果建立适应性好的方式链判断标准.根据这一判断原则,挑选出通勤距离分组下适应性好的方式链类型,以适应性好的方式链所具有的特征指标为参照对象、公共交通优先发展为约束条件,提出通勤距离长、中、短分组中各交通方式链优化导向,为通勤交通服务质量的改善提供决策参考.

    2019年03期 v.47 360-368页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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  • 基于视频的交叉口目标轨迹自动采集

    杨轸;张秋晨;

    提出了一种基于视频的交叉口内目标运动轨迹自动采集方法.首先利用ViBe(Visual Background Extractor)算法提取目标前景,然后提出了基于光流的目标跟踪OPC(object-point-contour)算法,最后基于透视变换得到目标的真实轨迹和运动参数.方法可采集交叉口内所有交通对象的类别、轨迹、速度与加速度信息,并对目标停滞与遮挡现象有较好的跟踪稳定性.经检验,该方法对机动车、非机动车和行人的轨迹提取准确率分别为88.89%、86.00%和83.33%,速度提取准确率为91.71%,为交叉口管理与安全研究提供一种视频处理和数据采集手段.

    2019年03期 v.47 369-377+407页 [查看摘要][在线阅读][下载 2761K]
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  • 基于云模型的城市轨道交通乘客满意度评价

    李林波;郭晓凡;傅佳楠;吴兵;

    为了直观细致了解乘客在乘坐轨道交通时的体验感受,从乘客感知角度构建了满意度评价指标体系,采用CRITIC(criteria importance through inter-criteria correlation)法来实现指标的客观赋权,并用基于云模型的基本算法生成评价云和结果云,通过云的数字特征和云图的比较直观展现评价结果.以上海市轨道交通2号线的乘客满意度评价为例,验证了评价方法的有效性和合理性,同时该评价结果除了反映乘客的满意程度,也提供了对乘客认知差异和共识度的衡量,使得其具备了更大的使用价值.

    2019年03期 v.47 378-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于CAN-FD总线的车载网络安全通信

    罗峰;胡强;刘宇;

    以数据加密和入侵检测为基础,建立了一种基于灵活数据速率控制器局域网络的汽车通信网络信息安全方法.提出了包括安全传输、安全启动、时间同步与密钥分配的汽车网络安全通信协议,并通过建立网络仿真模型验证安全协议的有效性.搭建了基于硬件实例的安全通信节点,测试硬件节点的实际通信性能和加密性能.最后针对汽车通信网络潜在的攻击方式,以Dolev-Yao入侵模型攻击和拒绝服务攻击为测试方法,对安全通信模型进行了安全性攻击测试和入侵检测功能验证,确定了网络入侵检测的判定指标.测试结果验证了该方法的安全性和可用性.

    2019年03期 v.47 386-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 1021K]
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  • 环形生产线的生产率估算

    刘雪梅;张瑞;曾氢菲;李爱平;

    环形生产线中的托盘数(在制品数)恒定,因此生产率指标不仅与工位中设备可靠性和工位间缓冲区容量有关,还与恒定的托盘数量相关.针对各工位作业时间确定、包含多种故障状态、故障率和修复率为负指数分布的有限缓冲区环形生产线,利用分解方法将整线分解为多个两工位单缓冲区的生产单元,并根据恒定的托盘数量划分故障传递区间,即界定每个生产单元的虚拟故障状态,再利用连续型生产线生产率计算方法获得两工位单缓冲区的生产率估算值,然后利用流失效与流修复方程迭代求解出整线生产率.最后,进行算例分析和实例求解,利用仿真软件进行对比分析,验证了本文方法的有效性,尤其是对于工位时间不同的非平衡生产线,该方法亦具有较高准确性.

    2019年03期 v.47 392-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 可压缩静压支撑抗偏载动态特性分析与优化

    陆亮;陶陶;訚耀保;朱康武;

    火箭推力矢量控制系统采用静压支撑技术获得抗偏载、低摩擦等优异性能,但极高温度和大温差工作环境形成支撑结构局部介质的高含气量强可压缩流动,导致活塞杆振荡超调,过大偏心距导致油膜承载失效.在进行推力系统矢量分析基础上,获得静压支撑作动的边界条件与介质参数,基于油缸动力学建模与局部线性化求解,获得了静压支撑动态特性的一般规律.研究表明,增加供油压力可提升支撑能力,但易导致响应超调;采用合理的油腔深度可在保持承载力基础上避免超调的发生;进一步将油腔结构改为锥形,可在保持支撑能力和避免超调前提下进一步减少泄漏损失.

    2019年03期 v.47 401-407页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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  • 冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

    杨志刚;徐鑫;赵兰萍;林赵敏;

    采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.

    2019年03期 v.47 408-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
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测绘科学与技术

  • 基于手机多源传感器的室内火灾行人行为识别

    陈国良;曹晓祥;

    针对室内火灾情境下人员安全的有效监控问题,提出了一种基于手机多源传感器的室内火灾行人细粒度行为识别与匹配方法.借助手机内置多源传感器完成对行人当前表征行为特征的数据采集,在异常子序列探测后提取行为特征向量,利用基于关键点序列的动态时间规整(Key-DTW)算法或者相应训练成型的分类模型分别对特征各异的行为进行匹配、理解;并对不同传感器组合方式和不同设备位置的识别能力进行比较;最后,综合识别结果进而分析行人当前生理、心理、位置状态,为室内应急救援工作提供决策信息.经模拟试验验证,该方法不仅能够对行人应激性细粒度行为有较高的识别准确率,对于持久性的动作也有着很高的匹配精确性和效率.

    2019年03期 v.47 414-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 重力卫星串联编队仿真分析

    朱广彬;常晓涛;邹斌;曹华东;

    现有重力卫星任务存在时空分辨率不足、时空混频以及重力场信号各向异性等局限性.分别对重力卫星串联编队的轨道高度、轨道倾角、星间距离等指标进行仿真分析,就重力卫星串联编队星座模式对重力场时空分辨率的影响进行了数值分析.结果表明,卫星轨道高度的选择需要兼顾重力场信号衰减和卫星寿命等因素,以维持在300~400 km为优;轨道倾角选择应充分考虑极空白问题的影响,极空白区大小不宜超过6°;星间距离大于250 km时,重力场精度的提升并不明显,重力卫星串联编队星间距离设为50~100 km为优.重力卫星串联编队星座模式可同时有效提升地球重力场时空分辨率,实现时变重力场的各向同性探测.

    2019年03期 v.47 421-427页 [查看摘要][在线阅读][下载 2806K]
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海洋与地球科学

  • 浸没式植被对异重流运动特性的影响

    林颖典;熊杰;竺钟芳;

    为研究异重流流经浸没式植被时的运动特性,以天然河道中的植被为原型,对植被环境中异重流的运动规律进行了试验研究,并采用异重流头部(最前缘)速度代表其运动速度.研究结果表明,异重流流经短植被群(长度30 cm、高度3 cm)时大部分异重流在植被顶部向前运动,流过植被后依然保持典型轮廓,呈现一个先加速、后匀速、然后迅速减速、最后缓慢线性减速的运动过程;流经长植被群(长度80 cm、高度6 cm)时大部分异重流被阻挡于植被后方,仅有少部分异重流流出植被后缓慢向前运动,呈现先加速、后匀速、然后迅速减速、最后缓慢运动的过程.异重流运动过程分为坍塌阶段和自相似阶段,植被的阻挡效应可以减小坍塌阶段向自相似阶段的转化点,并且转化点与植被阻挡效应呈负相关,但与异重流浓度关系不显著.异重流与环境水体掺混界面涡度值为正,与水平底床界面涡度值为负;当植被的阻挡效应较强时,异重流流出植被后掺混和卷吸作用较弱,且出流量与异重流浓度呈正相关.

    2019年03期 v.47 428-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 2005K]
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经济与管理科学

  • 广义自回归条件异方差模型加速模拟定价理论

    马俊美;卓金武;张建;陈渌;

    研究了广义自回归条件异方差(GARCH)模型下方差衍生产品的加速模拟定价理论.基于Black-Scholes模型下的产品价格解析解以及对两类标的过程的矩分析,提出了一种GARCH模型下高效控制变量加速技术,并给出最优控制变量的选取方法.数值计算结果表明,提出的控制变量加速模拟方法可以有效地减小Monte Carlo模拟误差,提高计算效率.该算法可以方便地解决GARCH随机波动率模型下其他复杂产品的计算问题,如亚式期权、篮子期权、上封顶方差互换、Corridor方差互换以及Gamma方差互换等计算问题.

    2019年03期 v.47 435-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 254K]
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  • 国际水电工程总承包商-设计方合作联盟机理

    唐文哲;张清振;黄煜蕾;刘扬;

    基于文献调研,构建了国际水电EPC(Engineering-Procurement-Construction)项目总承包商-设计方合作联盟模型.通过问卷调研、访谈和案例收集,运用相关分析、聚类分析、典型分析等方法研究了合作联盟各要素间的关系,验证了合作联盟模型的合理性,揭示了合作联盟作用机理.得出的主要结论有:①共同投标是总承包商与设计方进行深层次合作的基础.成功中标后,双方公平分配利益与风险,以增进信任.以信任为基础,促进双方间的有效沟通.有效沟通使双方之间的信息高效流通,可及时解决项目实施中遇到的问题.②激励是总承包商-设计方合作联盟的重要支撑,可促进双方伙伴关系的发展;同时,良好的伙伴关系有助于落实激励措施.总承包商与设计方在项目实施过程中建立的合作伙伴关系为双方长期战略合作奠定良好的基础.项目顺利实施后,激励使总承包商与设计方共享项目收益,有助于二者建立战略联盟,共同投标未来的EPC项目,拓展更大的国际市场.

    2019年03期 v.47 444-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <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。主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。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。

    2019年03期 v.47 451页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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