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

  • 基于时间序列模型的结构损伤识别方法

    张玉建;罗永峰;郭小农;刘俊;朱钊辰;

    针对现有结构损伤识别方法中因模型参数物理意义不明确而导致的损伤信息遗漏等问题,提出一种基于时间序列模型的损伤识别方法.首先,推导了具有外部输入的自回归模型(ARX)的一般表达式,并通过联立多自由度体系运动方程建立了考虑结构动力特性的ARX模型.随后,运用该模型预测得到未损伤情况下的节点加速度时程序列,根据其与实测数据的差异程度构造表征结构损伤的参数,即损伤因子.最后,根据损伤因子数值大小与分布情况评估结构损伤状态.数值算例结果表明,该方法在较少的测量数据样本下,能够较好地识别单位置与多位置损伤,并可较为准确地判断损伤程度,同时识别结果受激振位置与测量噪声的影响较小.

    2019年12期 v.47 1691-1700+1755页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K]
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  • 方形截面高层建筑间气动干扰对其驰振稳定性的影响

    全涌;陈宇辉;车旭彬;顾明;

    基于高频天平测力风洞试验技术,在4种模拟风场中对干扰建筑处于36个不同位置时方形截面超高层建筑的基底弯矩进行了测量,分析得到了驰振力系数和驰振临界风速,讨论了风场特性和干扰效应对它们的影响.研究结果表明,无周边建筑的干扰时,方形截面超高层建筑的驰振仅可能发生在风向与建筑体轴之间的夹角小于16°的情况,在有湍流的风场下,0°风向角附近时,发生驰振的可能性最大;当干扰建筑位于目标建筑上游正前方时,目标建筑的在0°风向角时的驰振可能性受到明显的抑制;在湍流风场下,干扰建筑仅处于少数干扰位置时会使目标建筑在0°风向角时的驰振不稳定性有所增大.

    2019年12期 v.47 1701-1705页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K]
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  • 承插式预制拼装桥墩的最小合理承插深度

    徐艳;曾增;葛继平;王志刚;

    预制桥墩和承台采用承插式连接即直接将预制桥墩插入承台预留槽中,并用灌浆料填缝形成整体的桥墩-承台连接构造,这种连接的特点在于施工精度要求相对低,施工工序简单,现场作业量少.其力学性能取决于桥墩的插入深度和接缝灌浆料的粘结性能.以实际工程为研究背景,对采用不同承插深度的试件进行拟静力试验以及基于OpenSEES的数值模拟,通过分析和比较,研究承插深度对整个桥墩力学性能的影响,并结合公式推导提出最小合理承插深度建议值,为实际工程提供设计指导.

    2019年12期 v.47 1706-1711页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K]
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  • 基于梁轨相互作用的铁路桥梁徐变上拱限值

    颜轶航;吴定俊;李奇;

    为研究铁路桥梁徐变上拱对于梁轨相互作用的影响,分别建立了三跨连续梁桥及简支梁桥的梁轨相互作用有限元模型,分析了徐变上拱对桥上无缝线路的钢轨附加应力、扣件上拔力、扣件剪切力以及列车走行性的影响.结果表明:徐变上拱值主要影响扣件上拔力和行车舒适度,而对钢轨附加应力的影响可以忽略;徐变拱跨比相同的梁桥所导致的钢轨应力、扣件上拔力及扣件剪切力峰值基本一致;对于该研究的主跨125 m的连续梁桥和跨径30 m的简支梁桥而言,徐变拱跨比的建议限值分别为1/2 500和1/2 000.

    2019年12期 v.47 1712-1719页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 盾构壁后注浆宾汉姆浆液驱替渗透扩散模型

    叶飞;韩鑫;秦楠;高翔;

    以宾汉姆流型浆液为研究对象,基于浆液对地下水的驱替效应,运用广义达西定律及渗流力学相关理论,推导了壁后注浆球形驱替渗透扩散模型.通过算例分析了考虑浆液驱替效应时浆液的渗流扩散特征,并针对影响浆液渗透扩散的主要因素进行了分析.结果表明:考虑浆液驱替效应时,扩散锋面浆液压力随着扩散距离的增加沿下凹形曲线递减,虽然锋面浆液压力变化量较小,但对浆液的扩散半径影响较大,注浆1 h时浆液扩散距离减小约23%.

    2019年12期 v.47 1720-1726页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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交通运输工程

  • 基于浮动单元的职住平衡尺度分析方法

    陈小鸿;周翔;

    以职住比作为测度指标,基于地理信息系统(GIS)软件生成的浮动单元进行空间范围-平衡度分析,进而通过累积统计指标变化曲线和数值分布的可视化,得到超大城市的就业中心、居住区和一般建设区的职住平衡空间尺度.采用上海岗位、人口、路网等基础数据,以80%、85%、95%等不同收敛值的路网距离阈值筛选结果,研究表明,就业中心的职住平衡空间尺度最大,按85%的收敛值,其浦西部分为15~25 km,浦东部分为20~28 km;就业次中心为4~10 km.其他区域的平衡尺度由就业中心决定,随着与中心的距离增大而扩大、由3 km向外扩展到8~17 km,邻近就业次中心的区域平衡尺度因叠加效应而缩小.该方法亦能用于职住空间结构和就业、居住可达性等分析,通过与岗位、居民通勤距离进行对比,有助于解释职住空间错位与长距离通勤交通现象的关联和内在原因.

    2019年12期 v.47 1727-1734+1763页 [查看摘要][在线阅读][下载 4121K]
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  • 精细化交通配置需求下的城市综合体分类

    吴娇蓉;王宇沁;

    提出了基于土地开发水平及市域影响力的城市综合体分类方法,将城市综合体分为市域型综合体和区域型综合体两类.并对两类综合体的辐射范围进行了特征分析.从交通方式选择行为角度,通过客观行为模型标定和主观意愿差异分析,定量地验证了该分类方法对于交通行为的识别效力,说明其对精细化交通系统配置规划的指导意义.最后通过与传统分类方法的复核,提出了在实际项目中操作性更强的分类方法,为精细化交通配置提出明确导向,避免规划方向的偏离.

    2019年12期 v.47 1735-1741页 [查看摘要][在线阅读][下载 1944K]
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  • 基于交叉口相位裕量时间的公交准点控制模型

    卢凯;夏小龙;胡建伟;林永杰;

    为了提高公交准点率,提出了一种利用上游交叉口信号配时方案调控公交车辆到达下游公交站点时刻的方法.通过引入交叉口相位裕量时间,调节公交车辆实际与计划驶离上游交叉口之间的时间偏差,建立了基于交叉口相位裕量时间的公交准点控制模型;通过优化干线交叉口的公共信号周期和相位差,得到了面向准点率控制的公交计划到站时刻表制定方法.算例仿真实验结果表明,该控制模型可以提升公交到站的准点性,所确定的公交时刻表方案具有较好的控制效果.

    2019年12期 v.47 1742-1747页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K]
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  • 纯电动公交时刻表和车辆排班计划整体优化

    滕靖;林琳;陈童;

    研究单线路的纯电动公交车辆运营时刻表和车辆排班计划的整体优化方法,以发车间隔平滑、使用车辆数少和充电费用低为目标建立多目标优化模型,考虑包括不同时段发车间隔范围、可用车辆数量的限制和纯电动公交续航里程约束在内的多个约束.采用多目标粒子群算法进行求解,基于多目标优先级寻找模型的最优解集合.案例表明:和现有的运营计划相比,模型能够平滑发车间隔,减少使用车辆数,充分利用非高峰时段充电以降低充电费用.

    2019年12期 v.47 1748-1755页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 自然驾驶状态下使用手机对驾驶控制行为的影响

    张兰芳;崔博宇;王俊骅;折欣;

    研究基于上海市自然驾驶项目,共计提取了296个驾驶人使用手机的行为样本,并基于动态时窗构建了表征驾驶人控制行为的特征指标,针对使用手机的5种操作行为:拨打、接听、通话、挂断和查看信息,分别分析了各操作过程中驾驶人纵向、横向控制活动的强弱情况,执行控制操作的灵敏程度以及车辆控制状态的稳定性.研究表明驾驶过程中使用手机的部分操作会导致驾驶人控制活动有所减弱,控制操作更加迟缓,且大多数分心操作对纵向控制稳定性产生了显著影响.这些发现有助于更好地了解驾驶人使用手机时的自然行为变化,为交通安全管控提供指引.

    2019年12期 v.47 1756-1763页 [查看摘要][在线阅读][下载 471K]
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  • 基于实测数据的机场水泥道面变温效应分析

    赵鸿铎;马鲁宽;

    利用上海浦东国际机场"道面状态监测系统"实测的温度、应变和弯沉,分析了水泥道面温度以及温度作用下道面翘曲变形、弯沉、接缝传荷能力的变化.结果表明,土基和基层温度日变化较小,但季节性变化较大;道面板温度沿板厚分布呈非线性,下午时段更显著;全年正、负温度梯度占比基本相同,零温度梯度集中在7:00~10:00和19:00~22:00,且全年呈周期性;此外,在横缝(假缝)和纵缝(企口缝)板边中部以及板角,温度翘曲变形呈同步周期性变化,板角处最大,纵缝(企口缝)板边中部最小,向上(下)翘曲变形的全年最大值均分布在12月~1月(7月~8月);板中最大弯沉基本保持不变,而板角和横缝(假缝)板边中部最大弯沉日变化和季节性变化显著;假缝和企口缝的传荷能力随平均温度的增大而增大,具有良好的二次曲线关系.建议在道面设计和评价中考虑温度作用的影响.

    2019年12期 v.47 1764-1771页 [查看摘要][在线阅读][下载 2282K]
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环境科学与工程

  • 以β-环糊精制备除虫菊酯微胶囊及应用

    徐冉;黄虹;袁建梅;刘海容;李风亭;

    采用微胶囊技术将天然除虫菊酯包埋在β-环糊精的中空疏水区以解决其在自然条件下不稳定的问题.制备的微胶囊包埋率为92.15%,载药率为8.5%,粒径范围为1~17μm.结果表明微胶囊相对原药具有较好的热稳定性和缓释性能,且缓释行为符合一级动力学模型.微胶囊在4℃冰箱中储存稳定性良好,5个月后载药率下降率在20%以内.自然条件下,微胶囊相比原药制剂可以延长1~1.5倍的作用时间.制备的微胶囊对淡色库蚊、白纹伊蚊以及二化螟、蚜虫和粘虫具有较高的灭蚊灭虫活性,可在防治害虫时单独使用.

    2019年12期 v.47 1772-1778页 [查看摘要][在线阅读][下载 800K]
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  • 基于活性炭吸脱附测试的杜比宁吸附方程修正表达式

    李振海;裘舒年;李姗;陈瑶;

    现有研究证明杜比宁吸附方程(D-R方程)在高相对压力区(2.59<[ln(p_0/P)]~2<10),存在较为明显的欠拟合问题(P为气体的平衡压力,p_0为实验温度下的饱和蒸汽压).基于此提出了活性炭材料在2.59<[ln(p_0/P)]~2<10范围内的D-R方程的修正表达式,并通过活性炭吸脱附测试获取了3种活性炭在不同相对压力下的氮气吸附量,对实验数据进行分段拟合.拟合结果表明,在2.59<[ln(p_0/P)]~2<10范围,所提出的修正表达式拟合精度高于直接使用D-R方程.

    2019年12期 v.47 1779-1784页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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机械、车辆与能源工程

  • 自动驾驶车辆智能性评价研究综述

    陈君毅;李如冰;邢星宇;蒙昊蓝;余卓平;

    围绕自动驾驶车辆智能性评价进行了深入的分析和总结.首先,对自动驾驶车辆智能性定义进行了综述和对比;之后,系统梳理了现阶段自动驾驶车辆智能性评价选取的评价指标;然后,按定性评价和定量评价两种方式对评价方法进行了整理和概述,并深入分析了不同评价方法的应用特点和局限;最后,就自动驾驶车辆智能性评价的进一步发展提出了若干研究方向的展望.

    2019年12期 v.47 1785-1790+1824页 [查看摘要][在线阅读][下载 175K]
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  • 基于孔隙尺度的燃料电池气体扩散层结冰研究

    许澎;许思传;唐军英;高源;

    针对燃料电池用气体扩散层内液态水在孔隙尺度下的动态结冰过程,首次引入了一种介观模拟尺度方法——格子Boltzmann方法.首先,构造燃料电池用真实气体扩散层三维微孔隙结构;其次,通过一维半无限大空间凝固热传导、二维直角区域凝固和二维介质方腔凝固三组数值试验严格考察该凝固模型中液态水、固体冰和碳纤维不同热物理参数选取的精确性,证明引入的格子Boltzmann方法在研究燃料电池气体扩散层中结冰现象的有效性;最后,针对孔隙率分别为0.5、0.6、0.7、0.8和0.9的二维气体扩散层在孔隙尺度下的结冰过程进行模拟研究.模拟结果表明,对应孔隙率分别为0.5、0.6、0.7、0.8和0.9时,气体扩散层孔中液态水完全结冰量纲一时间F_0分别为2.67、3.11、3.68、4.31和4.84,有自然对流情况下的结冰时间F_0比无自然对流时分别减少0、0、0.001、0.001和0.007.

    2019年12期 v.47 1791-1800页 [查看摘要][在线阅读][下载 1960K]
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  • 不同压缩比下稀释方式对直喷汽油机节油影响

    王金秋;晁岳栋;朱登豪;邓俊;李理光;

    基于一台1.0 L涡轮增压发动机,在9.6及12的压缩比下,研究了化学当量比、稀薄燃烧(稀燃)及低压废气再循环(EGR)工况下的燃烧与油耗特性.结果表明:EGR在压缩比12、大负荷工况下,节油效果优于稀燃,其余工况下稀燃的节油效果均更好.通过改变压缩比并结合稀燃或EGR,小、中、大负荷下燃油消耗率(BSFC)相比于压缩比9.6化学当量比工况降低最多为7.5%、10.4%和9.3%.结合一维仿真,分析并对比了大负荷下稀燃与EGR的节油原因及其差异.结果表明:在压缩比12、大负荷、过量空气系数(λ)小于1.4的情况下稀燃不能抑制爆震,节油效果不明显;相同工况下EGR可以有效抑制爆震,降低燃油消耗率达5.5%;大负荷下稀燃和EGR的节油来源主要为传热损失和排气损失减少,二者对节油的贡献程度之和大于90%.

    2019年12期 v.47 1801-1808页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
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  • 喷水对天然气发动机性能影响的数值模拟

    吴静涛;吴志军;李理光;康哲;邓俊;

    通过数值模拟的方法研究喷水技术对重型天然气发动机燃烧和排放特性的影响.结果表明,喷水对天然气的低温反应阶段无显著影响,但是在高温反应阶段,OH自由基的生成速率被抑制,使得没有足够的氧化剂氧化CO,燃烧持续期延长,反应温度降低.随着喷水质量的增加,火焰传播速度减慢,致使燃料放热速率减缓,燃烧的持续期延长,最高温度降低,相位推迟.喷水位置距离燃烧室越近,水雾蒸发吸热降低燃烧室温度的作用越明显,这有利于增加进气过程的缸内充量密度.此外,喷水可以显著降低发动机的热负荷,抑制燃烧室内氮氧化物的生成,从而为天然气发动机的当量比燃烧提供可能性.

    2019年12期 v.47 1809-1816页 [查看摘要][在线阅读][下载 2398K]
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测绘科学与技术

  • 时序合成孔径雷达干涉测量的多级化解算

    胡凤鸣;伍吉仓;

    利用2007~2010年C波段ENVISAT, 2010~2015年X波段TerraSAR-X以及2016~2018年C波段Sentinel-1A数据,基于时序合成孔径雷达干涉测量(MT-InSAR)技术对上海磁悬浮及其周边区域进行沉降监测,绘制了该区域的沉降速率图.综合考虑点密度以及空间分布,提出一种优化的多级化高相干点网络的数据处理方法,在保证测量精度的前提下,有效地提高了可用相干点的数目.对比不同波段的数据,分析了距离以及方位向图像分辨率对相干点数目的影响.试验表明,磁悬浮轨道上的相干点数目与距离向分辨率密切相关.利用实测水准数据,验证了MT-InSAR测量结果的可靠性.结果表明,磁悬浮周边存在多个沉降明显的区域,而磁悬浮轨道一直保持稳定.

    2019年12期 v.47 1817-1824页 [查看摘要][在线阅读][下载 2344K]
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  • 多尺度空间下的隧道裂缝与渗水区域检测

    贾东峰;张伟平;刘燕萍;

    基于点云影像提出了多尺度空间下的裂缝渗水区域识别检测算法.根据不同尺度隧道裂缝的物理特点,通过定义尺度空间,提出了一种融合型图像检测算子,保持对带状裂缝检测的稳定性,同时对于灰度值较高的小裂缝,可以恢复对其的敏感特性,得到较多的响应边缘像素,实现不同尺度裂缝渗水区域的识别和检测.并通过实例证实了该算法可以有效排除伪裂缝信息的干扰,对不同尺度的裂缝进行准确识别定位和提取.

    2019年12期 v.47 1825-1830页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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数理科学与化学

  • 基于改进树搜索方法的库存系统优化

    牟刚;孙永超;徐承龙;

    提出一种算法对库存系统的库存策略进行优化,保障库存系统服务水平达到一定水平的同时最小化库存系统成本.将库存系统优化问题抽象为一个随机优化问题,结合克里金插值和蒙特卡罗树搜索求解这一随机优化问题,提高运算效率.将算法应用于真实算例中取得了很好的效果.

    2019年12期 v.47 1831-1836页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 同济大学学报(自然科学版)第47卷2019年总目次

    <正>~~

    2019年12期 v.47 1837-1844页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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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。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)》编辑部网站注册投稿(http://tjxb.cnjournals.cn),或登

    2019年12期 v.47 1845页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
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