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

  • 可液化土-高层结构地震相互作用振动台试验

    李培振;程磊;吕西林;任红梅;

    进行了可液化土-高层结构地震相互作用的振动台试验,试验采用柔性容器以减小边界影响,采用饱和砂土作为模型土.试验中再现了液化场地土中高层结构的震害现象.得出的主要规律有:相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线明显不同;随着振动次数的增加,体系的频率降低,阻尼比增大;砂土对地震动可起滤波和隔震作用;当最初加速度峰值到达前,砂土层中的孔压比存在负值;震后土中孔隙水压力不一定随振动的停止而立即开始消散,在短期内可能继续增长;桩身应变幅值呈桩顶大、桩尖小的分布;桩土接触压力幅值分布规律与输入激励地震大小有关.

    2010年04期 v.38 467-474页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K]
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  • 基于损伤场景的桁架结构拓扑易损性分析

    于刚;孙利民;

    结构拓扑易损性分析从影响结构易损性的内因揭示了结构体系中与外部荷载作用特性无关的先天弱点所在.分析中以结构的几何稳定性作为结构性能需求,采用了矩阵分析方法,以平面和空间桁架结构体系为例,探讨了结构中冗余构件配置的有效性以及不同易损场景对结构性能的影响程度.研究发现,合理的冗余构件分布能够将结构的易损场景限定在更小的范围内,而盲目增加冗余构件则不一定能起到降低结构易损性的作用;由于局部机构的存在,不同易损场景的影响范围不同.拓扑易损性分析可以把握结构体系的弱点所在,从而可采取有针对性的措施降低结构易损性.

    2010年04期 v.38 475-480+499页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 宽底板预应力混凝土桥梁横向应力分析

    吴迅;李君凤;王艺桥;

    通过对预应力混凝土桥梁横向应力分析,发现对底板比较宽的箱形和槽形截面的预应力混凝土梁,其底板不但受到预应力作用,还要承受一定的横向弯矩,在横向没有预应力的情况下容易出现危害较大的纵向裂缝.但我国规范JTGD62—2004以及TB10002.3—2005对混凝土构件的横向应力并没有明确的规定,国外规范对此考虑的也不完全,但有借鉴之处.最后建议国内外规范对预应力混凝土构件的横向应力作出明确规定,保证桥梁的正常使用.

    2010年04期 v.38 481-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 完整指数函数拟合单桩荷载-沉降曲线的分析

    赵春风;李尚飞;鲁嘉;甘爱明;

    不同于以往确定完整指数函数参数的方法,提出了确定完整指数函数参数的差分形式最小二乘法;然后结合现场试验,对完整指数函数拟合荷载-沉降曲线的规律进行分析,探讨用指数函数最大曲率点判定桩的极限承载力及其相应沉降的合理性;最后针对未加载至破坏的单桩竖向静载荷试验,研究用完整指数函数预测竖向荷载作用下单桩的极限承载力及其相应桩顶沉降的可行性,提出了预测单桩极限承载力的条件和预测单桩破坏时桩顶沉降的合理性和局限性.

    2010年04期 v.38 486-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
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  • 吹填土在冲击荷载下的渗透性试验研究

    贾敏才;王磊;周健;

    通过制配不同细粒含量的吹填土样,在自行改装设计的渗透仪内进行了冲击荷载作用下的渗透性试验研究,试验中考虑了细粒含量、冲击能量、冲击遍数和夯后时间等4个因素对夯后土样渗透系数的影响.试验结果表明,细粒含量对冲击荷载下吹填土渗透系数的影响存在一个"分界点",其质量分数范围大致在20%~30%之间.通过对试验数据进行统计和拟合,建立了不同细粒含量吹填土在冲击荷载作用后渗透系数随时间变化的预测公式.

    2010年04期 v.38 493-499页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
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  • 智能全分布式光纤应变传感精度的研究

    吴永红;邵长江;周巍;屈文俊;

    从力学的角度对分布式光纤应变传感的精度进行了系统的理论分析和实验研究,基于考虑光纤-基材之间的力学耦合作用,系统建立了两者耦合效应即应变传递的分析方法和分析模型,得到了应变传递关系的理论解答以及应变检测精度的范围.应变检测精度的实验结果略低于理论分析结果,表明所建立的理论分析方法具有一定的可靠性,从而为分布式光纤应变传感的优化设计及性能分析提供了理论参考.

    2010年04期 v.38 500-503+526页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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  • 建筑室内温度分布特性对交叉扩散水平的影响

    王军;张旭;

    基于不可逆热力学,分析了建筑室内热量、水蒸气组分和污染气体组分之间交叉扩散耦合特征,并给出了三者之间的交叉扩散传递关系以及温度分布对交叉扩散水平的影响关系,同时针对室内不同湿度和污染气体浓度水平,对温度分布影响下的交叉扩散特征与水平进行了具体讨论.结果表明,当温度梯度和热附加扩散系数正负相同时,交叉扩散作用所形成的水蒸气组分梯度和污染气体组分梯度小于零,反之则大于零;同时,在相同温度梯度和热附加扩散作用下,室内初始湿度和初始污染气体浓度水平越高,所形成的2种组分梯度的绝对值越大,并且初始湿度和初始污染气体浓度水平的影响都具有显著性.

    2010年04期 v.38 504-508页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K]
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  • 北戴河中直六、九浴场养滩工程效果分析与预测

    匡翠萍;潘毅;张宇;杨燕雄;

    为解决北戴河中直六、九浴场2008年暑期的使用问题,采取人工养滩配合离岸潜堤的方法进行海滩的恢复和保护.采用GENESIS模型对工程进行了模拟,得到了与已有的实测岸线符合较好的模拟结果;使用同样的参数设置对工程的长期效果进行了模拟,模拟结果显示:在不进行后续补沙及工程的情况下,浴场只能维持2~3年的使用,故建议适时对浴场较大侵蚀处进行补沙以维持近年使用并尽快进行整个西海滩的综合治理.

    2010年04期 v.38 509-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K]
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交通运输工程

  • 上海世博会出行方式选择意愿建模与场景分析

    杜豫川;蒋盛川;朱迪;孙立军;

    针对2010年上海世博会客流来源广泛、背景差异大的特点,设计了两阶段递进式的SP(stated preference survey)调查方法,进行了大规模的世博客流出行方式选择意愿调查,多层次地分析了各种影响因素的效用;以此为基础,建立了描述本地、外地住宿、外地一日游等不同类型游客出行方式选择行为的多项Logit模型;利用这些出行方式离散选择模型,分析对比了多种交通管理措施和政策的组合场景实施效果,针对性地给出了世博交通管理的建议措施.

    2010年04期 v.38 515-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 基于昆明城市空间整合的交通发展策略

    张祖林;田利;

    分析城市空间要素、交通空间、交通方式和交通模式的关联性,探讨城市交通问题的综合解决策略,研究伦敦、香港、洛杉矶和库里蒂巴的城市与交通发展模式、经验和各种具体途径,分析在昆明城市发展与交通空间之间存在的问题,提出围绕交通空间进行的昆明城市空间整合的策略与方法,为城市发展和交通改善提供理论、实证和策略上的指导与启示.

    2010年04期 v.38 521-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 基于博弈论的交通管理政策效用分析

    云美萍;劳云腾;杨晓光;

    研究了考虑管理盲区影响下的交通管理政策效用.指出交通系统中存在不受交通管理政策影响的管理盲区,并以公务用车为例进行建模分析.首先,分析了政府的交通管理决策目标与出行者的出行选择目标,以缓解交通阻塞、维持区域经济活力作为政府的目标函数,以出行选择效用最大化作为出行者的目标函数,应用Stackelberg博弈模型描述政府及出行者双方的动态博弈平衡.然后,对出行选择效用进行假定,分析了中心区发达与否条件下的模型输出,揭示了公务用车对交通管理政策效用的影响.研究结论显示,对于发达的中心区,公务用车出行比例越高,限制个体交通的管理政策能够起到的效果就越差,且其他出行方式选择的综合效用也会显著降低.

    2010年04期 v.38 527-532页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 优化设置运行图弹性时间的新策略

    杨金花;杨东援;Thomas Siefer;

    提出一种优化弹性时间布置的新策略--弯曲列车运行线(curved train path,CTP),将附加时间分段设置,从而降低了延误水平,提高了能力利用率,使运行图质量三要素达到了新的平衡.以乘客经济效益最大为目标,建立了该策略实际应用中的运行图方案比选原则.最后以德国某市域线为例,基于CTP策略,运用Railsys(软件对不同运行图方案进行仿真分析,得出不同附加时间比例下的最优运行图方案.

    2010年04期 v.38 533-537+544页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K]
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  • 双层水泥混凝土路面结构临界点位置分析

    周玉民;谈至明;

    针对我国水泥混凝土路面刚性、半刚性材料作为基层大量使用的情况,基于弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型,采用3维20节点实体单元,讨论了轴载作用下水泥混凝土路面结构(面层和基层)最大荷载应力点的位置、大小和对应的荷位,多轴荷载对最大荷载应力位置和大小的影响,以及移动轴载作用下的最大荷载应力影响线;分析了轴载作用于不同荷位时,基层有无超宽对面层、基层自身最大荷载应力的影响,以及轴载向面层内侧移动时路面结构最大荷载应力的变化规律;讨论了温度翘曲和荷载作用的耦合效应.研究结果可用于确定水泥混凝土路面结构临界点的位置.

    2010年04期 v.38 538-544页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
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  • 水泥混凝土路面路基应力水平分析

    林小平;凌建明;官盛飞;李聪;

    通过系统的参数分析,探明了影响路基应力的主要因素,并确定了相应参数在模型中的取值,以此建立三维有限元分析模型.采用该模型对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算,分析了轴重与轴型对路基应力计算深度和荷载应力分布的影响.结果表明,随着轴重和轴数的增加,路基应力计算深度不断扩展,该范围内的应力级位也不断提高;多轴荷载应力的叠加效应在路基深层愈加显著.通过叠加自重应力获得路基中的应力状态,经统计分析表明,路基主应力覆盖范围为30kPa<σ1<90kPa,10kPa<σ3<40kPa,主应力比的变化范围为1.9~6.0.当轴载增加1倍时,路基中的应力级位约提高10kPa.这将对路基性能造成显著影响,因而在路面结构设计中应予以考虑.

    2010年04期 v.38 545-551页 [查看摘要][在线阅读][下载 680K]
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  • 脱空对机场水泥混凝土道面荷载应力的影响

    谭悦;凌建明;袁捷;徐柱杰;

    提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的计算脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响.计算结果表明:有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%.

    2010年04期 v.38 552-556+568页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K]
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材料科学与工程

  • 弹体垂直侵彻钢筋混凝土数值模拟

    姜华;王君杰;

    详细总结了Riedel-Hiermaier-Thoma(RHT)混凝土模型,采用标准立方体单轴拉伸和单轴压缩数值模拟揭示了模型基本特性,并将该模型用于弹体侵彻钢筋混凝土数值模拟,钢筋混凝土靶板前后表面的层裂破坏和内部断裂破碎现象均得到了较好反映,计算得到的弹体残余速度和实测值吻合较好,数值模拟还表明钢筋作用和混凝土模型相似角对弹体残余速度影响较小.

    2010年04期 v.38 557-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
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  • 相变储能大体积混凝土的控温性能

    史巍;张雄;Juergen Dreyer;

    提出相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝技术途径.在混凝土浇注过程中将相变材料掺入使之与混凝土结构一体化,利用相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场,从而机敏控制温度应力防止温度裂缝.通过自行设计的温度测试系统,对相变控温混凝土控温性能进行实测研究,结果表明:相变材料不但可以降低大体积混凝土的最高绝热温升值,而且可以降低大体积混凝土升温速度和降温速度,从根本上防止了大体积混凝土温度裂缝的出现.

    2010年04期 v.38 564-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 328K]
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机械、车辆与热能工程

  • 超大构件机加工中徐变补偿的定位拟合法

    张为民;褚宁;朱志浩;杨玮玮;

    通过在机加工生产线外测量特征点的方法得到混凝土超大构件的毛坯模型,采用龄期调整有效模量法计算超大构件的混凝土徐变,在最小二乘定位拟合算法基础上设计徐变补偿定位拟合算法,以得到机加工时的精确毛坯模型.机加工时只需再次测量少量特征点,并利用徐变补偿算法得到的构件毛坯模型进行匹配,即可求得机加工模型.对某预应力混凝土轨道梁机加工的研究结果表明,徐变补偿的定位拟合法的拟合精度与在机加工生产线内再次测量所有特征点所得的拟合精度非常接近.

    2010年04期 v.38 569-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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  • 泥水平衡盾构开挖面平衡控制系统仿真设计

    宋蕴璞;奚鹰;李万莉;

    在分析工作原理的基础上,建立了泥水平衡盾构开挖面平衡控制系统的数学模型,为该系统中的气泡舱气压力调节回路和泥水液位调节回路设计了不同的控制器,分别在气泡舱气压力单回路调节模式和气、液双回路调节模式下就所设计的不同控制器的控制效果进行了仿真对比,得出了不同干扰对系统的影响情况,针对影响较大的干扰,提出了相应的控制对策,给出了根据不同的实际应用要求和场合所应选择的最佳控制方式和自动切换方法,由此设计出该系统的数字化统一控制模型.

    2010年04期 v.38 574-579页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
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  • 塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动的热力分析

    郝一舒;岳滨楠;

    结合齿轮啮合原理,推导出塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动副的啮合方程式.基于MSC.Patran/Nastran建立塑料斜齿轮和钢制蜗杆传动的本体温度场,并对啮合传动副进行有限元结构分析,得到此传动机构热平衡过程中载荷、本体温度和环境温度之间的内在联系.并通过赫兹接触理论验证了有限元分析的正确性.结果表明:在该传动过程中,热源从啮合齿面逐渐扩散到轮齿端面和非工作齿面上,热平衡时啮合齿面上轮齿中部靠近分度圆处温度最高,而轮齿端部温度最低.

    2010年04期 v.38 580-585页 [查看摘要][在线阅读][下载 603K]
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电子电气与控制工程

  • 输入矩阵定常型切换线性系统的能控性

    徐志宇;许维胜;吴启迪;

    重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.

    2010年04期 v.38 586-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 98K]
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计算机与信息工程

  • 正交频分复用系统中改进的FFT插值算法

    葛万成;杨燕;花梦;焦淑蓉;

    提出了一种基于快速傅里叶变换的边缘扩展信道插值算法(EFFT),该算法对正交频分复用(OFDM)符号有效频带边缘的两端频点作镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能.仿真结果表明,在低阶调制且信噪比(SNR)较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统快速傅里叶变换(FFT)插值算法的均方误差(MSE)提升1dB左右.在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当,与维纳滤波算法相比运算量明显降低.EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率.

    2010年04期 v.38 589-592页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 图像重投影及其在极线校正中的应用

    廖晓峰;许小艳;刘然;

    针对摄像机绕光心旋转的情形,讨论了在这种特殊情形下图像重投影具有的性质,然后根据这些性质给出了使2幅图像平面平行的方法,最后介绍了图像重投影技术在极线校正中的应用,提出了一种新的极线校正方法.该极线校正方法的特点是需要采用图像重投影技术将2幅图像重投影到平行的平面.实验表明,该方法能够在完成极线校正的同时保持图像的扭曲较小.

    2010年04期 v.38 593-597+603页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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测量科学与技术

  • 基于线特征的影像与矢量的匹配

    林怡;张绍明;陈映鹰;

    为了保证影像线特征提取的结果与矢量数据的一致性,提出了基于对称小波断面检测法和基于最大类间方差(OTSU)分割的形态算子检测算法.对称小波断面检测法主要用于提取影像中地物的边缘线;基于OTSU分割的形态算子检测法主要用于提取影像中地物的中心线,为影像与矢量匹配提供基础.同时,针对地理信息系统(GIS)矢量数据极适合用线矩来描述的特点,研究了3个参数匹配的方法,这一方法中3个参数具有旋转不变性,能够得到可靠的匹配结果.

    2010年04期 v.38 598-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 479K]
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  • 基于遗传算法的三维空间柱面拟合

    秦世伟;潘国荣;谷川;施贵刚;

    从二维平面曲线的定义出发,进而扩展至三维空间柱面的定义.提出采用遗传算法拟合得出空间柱面的参数,将空间柱面唯一确定.以空间圆柱面为例,说明采用遗传算法进行空间柱面拟合的原理以及方法.以空间曲面的表达参数作为需辨识的参数值,并且对相关的参数值加以约束,基于最小二乘原理建立优化目标函数,采用遗传算法进行进化寻优.实例研究表明本文方法的有效性与拟合精度优势.

    2010年04期 v.38 604-607+618页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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  • 基于偏最小二乘地理元胞模型的城市生长模拟

    冯永玖;童小华;刘妙龙;

    提出了一种基于偏最小二乘回归(PLS)方法的地理元胞(cellular automata,CA)模型PLS-CA,并用来模拟城市生长和扩展.CA模型的定义涉及存在严重相关性的众多空间变量,而传统的多准则判别技术(MCE)和主成分分析(PCA)不能够彻底地解决变量相关性问题.利用偏最小二乘回归从空间变量中提取线性无关的主成分,从而获取地理元胞自动机(CA)的转换规则,在地理信息系统(GIS)环境下建立PLS-CA模型,可以优化城市生长和扩展的模拟.利用提出的PLS-CA模型,模拟了上海市嘉定区1989年与2006年城市生长和扩展情况.

    2010年04期 v.38 608-612页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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经济与管理科学

  • 基于信用等级迁移的信用违约互换定价

    王乐乐;边保军;李琳;

    研究了参考债券具有信用等级结构的信用违约互换(CDS)的定价.考虑债券处于不同的等级,且债券的违约强度和回收率随着债券在等级间的迁移不断变化;基于转移矩阵和回收率向量,构建了常微分方程组(ODE)方程来求解信用违约互换的或有赔付和保费支付的价值,并给出了其解析解,从而确定了CDS保费费率和CDS的价值.最后通过数值分析验证理论结果.

    2010年04期 v.38 613-618页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 面向非常规突发事件的应对方案序贯决策

    杨继君;吴启迪;程艳;许维胜;

    针对非常规突发事件具有突发性和不可预测性等特点,在借助救灾专家判断偏好的基础上,应急决策者需要根据阶段性的处理结果和突发事件的演化趋势动态地调整救援方案.首先构建数学模型,详细分析动态博弈框架下应急管理中应急决策者与突发事件之间的序贯博弈过程.通过有限次序贯博弈获取未来应急资源的需求信息,形成资源调度的最优方案,为应急决策人员在突发事件爆发后应急救援资源的调度提供决策支持.最后通过具体的算例分析,探讨了运用序贯博弈模型生成最佳调度预案的方法.

    2010年04期 v.38 619-624页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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