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

  • 基于累积损伤的弯矩-曲率强度退化滞回模型

    郭进;王君杰;

    建立了钢筋混凝土构件强度退化的一般数学表达式,提出了以损伤值为变量的强度退化函数概念,指出强度退化模型的本质就是确定强度退化函数.以Kawashima实验室1997年进行的一组试验为基础,通过考察不同加载路径对构件强度退化的影响,在弯矩-曲率层面上建立了强度退化函数的具体表达形式.分析结果表明,所建立的滞回模型能够反映强度退化现象,与实验结果吻合较好.用S.K.Kunnath等人1997年完成的另一组试验进行了验证,进一步说明所建立强度退化滞回模型的适用性.

    2013年12期 v.41 1767-1774页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 开孔板连接件剪切受力的理论模型

    苏庆田;许园春;王巍;

    根据开孔板连接件的试验破坏形态,分析了孔中有无钢筋两种情况的开孔板连接件破坏机理.根据开孔板连接件的破坏机理,采用理论方法推导了开孔板连接件抗剪承载力的计算方法.通过与试验结果对比,证实本计算方法与其吻合较好,具有较高的精度,可被工程设计使用.

    2013年12期 v.41 1775-1780页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 含剪切自由度的厚薄通用三角形层合板单元

    田娇;蔡永昌;田龙岗;戴子枢;

    基于1阶剪切变形理论(FSDT),构造了一种新型的消除剪切闭锁的三角形层合板单元,简记为CDST-S6单元.该单元剪应变场及单元转角场由结点包含有2个剪切自由度的DST-S6单元理论确定,不需要借助减缩积分,假设应力或应变等辅助数学手段,也不会产生对稳定性带来影响的附加零能模式,较好地解决了厚薄板单元的剪切闭锁难题,且其公式推导过程和最终的表达式比目前能考虑剪切变形的绝大多数层合板单元更为简单,可方便地进行有限元数值求解分析.数值算例表明,CDST-S6单元有较高的精度和收敛性,是一种厚薄通用的优质层合板单元.

    2013年12期 v.41 1781-1786页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 钢梁栓-焊混合连接节点性能试验

    何敏娟;焦燏烽;马人乐;

    为实现工业化建筑快速施工的目标,设计了钢梁现场翼缘对接栓-焊混合连接节点.此节点在拼接处梁的下翼缘及近下翼缘的腹板上焊接法兰板,通过高强度螺栓连接;法兰板上部焊接加劲板,加劲板同时焊接于梁腹板上;腹板采用高强度螺栓连接,上翼缘待腹板和下翼缘安装完成后现场俯焊.为考察此节点在地震作用下的极限承载力、滞回性能及失效模式等性能,设计了3个试件进行单向及低周往复加载试验.试验结果表明,梁节点具有很好的延性转动能力,转角最大可达0.095rad,延性转动后摩擦型螺栓变成承压型高强度螺栓,强度还有一定的提高.最终节点失效是由于连接法兰板的螺栓松动,法兰板缝隙发展,导致螺栓滑丝松动而失去承载能力.

    2013年12期 v.41 1787-1792页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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  • 基于风振舒适度的高层建筑生命周期费用模型

    赵昕;余天意;

    根据感知结构在风荷载作用下振动的人数所占比例,将超高层建筑舒适度性能水平划分为5个等级,并以结构水平振动加速度作为控制指标,建立了超高层建筑舒适度性能的评价方法.通过虚拟激励法进行频域分析,求得结构在随机风荷载作用下的响应特性,获得1次强风作用下结构各性能水平的可靠度;考虑工程场地可能出现的风荷载水平,得到建筑生命周期内各舒适度性能水平的可靠度;同时,根据投资-收益准则,建立基于舒适度性能的超高层建筑生命周期费用模型;该模型可以考虑不同设计方案下的生命周期费用,并可依据生命周期费用最小原则进行投资决策,是基于性能的抗风设计的具体应用.利用该方法对某超高层建筑调频质量阻尼器(TMD)安装与否进行了投资决策,说明了本方法的适用性.

    2013年12期 v.41 1793-1798页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • 路堤式加筋土挡墙三维数值模拟

    陈建峰;柳军修;石振明;

    采用3维有限元程序Z_Soil对某软土地基上路堤式加筋土挡墙建立考虑流固耦合的3维数值模型,分析其地基沉降、墙面变形、筋材应变分布以及稳定性,并与实测值和2维有限元Plaxis分析结果进行比较.分析结果表明:采用等效竖向渗透系数模拟塑料排水板处理地基是合理的,计算的地基沉降、墙面变形随时间变化历程与实测结果吻合较好;3维有限元在筋、土及其界面单元模拟上要比2维有限元精细,能较好地模拟墙面"鼓肚"现象;3维有限元计算的筋材应变随地基变形而增大,且挡墙底部筋材应变最大,计算结果符合地基变形情况下筋材应变变化规律;3维有限元模拟的挡墙在平面呈弧形扩展的滑裂面形状和位置与现场试验观测结果一致,其较2维有限元在模拟本问题加筋土挡墙上要更加合理.

    2013年12期 v.41 1799-1804+1829页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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  • 饱和分层地基上列车运行引起的地面振动分析

    高广运;赵宏;张博;何俊锋;

    基于薄层法原理,将圆柱坐标系下饱和土的Biot轴对称波动方程在竖向进行离散,沿切向坐标及轴向分别进行Fourier级数分解和Hankel变换,得到饱和层状介质中频域-波数域中的位移基本解表达式,再利用Hankel逆变换和Fourier综合,求得频域柱坐标系下的位移表达式.结合运行列车-轨道-地基的振动模型,对饱和分层地基上列车运行引起的地面振动进行分析.详细讨论了渗透系数、孔隙率、流体黏滞系数和剪切波速等饱和土层参数对振动传播与衰减的影响规律.研究表明:地基的第1层土体参数对列车运行引起的地面振动的影响比第2层土体参数的影响显著,饱和土体的渗透系数、孔隙流体动力黏滞系数、孔隙率和剪切波速是影响地面振动的主要参数.

    2013年12期 v.41 1805-1811页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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交通运输工程

  • 潮湿多雨地区高速公路路基湿度的实测特征

    钱劲松;王朋;凌建明;王海林;

    为获取潮湿多雨地区路基的湿度分布特征及其影响因素,采用现场钻芯取样和预埋湿度传感器的方法,对4条高速公路进行了现场测试.结果表明,黏土路基显著受地下水毛细作用的影响,路床内平衡含水率较最佳含水率提高5%左右,土路肩和边坡的入渗将直接影响外侧行车道以下路基湿度、提升含水率并造成一定程度的干湿循环,中央分隔带防排水措施的失效也可导致内侧行车道下含水率大幅提升;而砂土路基受地下水的影响较小,湿度波动与气候因素变化之间的滞后性也较小.因此,设计时宜充分重视防排水措施的长效性,并以受地下水位控制的路基长期湿度分布作为设计状态;若考虑到入渗产生的湿度提升与波动,以及高速公路行车道的荷载分布特征,以外侧车道的实际湿度作为设计状态则更为合适.

    2013年12期 v.41 1812-1817页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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  • 朔黄重载铁路路基斜向高压旋喷桩加固效果

    狄宏规;冷伍明;周顺华;朱德兵;

    结合朔黄重载铁路路基加固前后检测试验数据和斜向高压旋喷桩的加固机理,对斜向高压旋喷桩技术加强既有线路基的综合效果进行了探索研究.研究表明,斜向高压旋喷桩能显著提高路基的强度、刚度、承载力及路基45°扩散线以内土体的密实度,是一种快速有效的既有线路基加固技术.

    2013年12期 v.41 1818-1823页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • 沥青路面惰性弯沉点的选取及土基模量的反演

    朱洁;陈长;孙立军;

    水泥混凝土路面存在弯沉几乎不随模量变化而变化的惰性弯沉点,并可用于反算水泥混凝土路面结构模量.为了使理论弯沉盆与实测弯沉盆相匹配,将刚性下卧层引入到理论弯沉盆的计算当中,经过大量的弯沉盆计算发现,沥青路面惰性弯沉点的选取较为困难,为此提出了一种基于均方根误差最小准则的惰性弯沉点选取方法,并将其应用于土基模量的反演中.在基于惰性弯沉点的土基模量反算中发现基层模量的大小对土基模量反演的精度有比较大的影响,并分别回归出针对柔性基层和半刚性基层的路面结构信息与惰性点参数的关系.选取不同的路面结构进行土基模量反演,理论上论证回归公式的精度,用实测弯沉盆进行模量反算,并与国内外其他反算程序比较,验证了基于惰性弯沉点的土基模量反演方法的精度和可靠性.

    2013年12期 v.41 1824-1829页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 利用离散元模型分析沥青混合料的空隙特性

    马晓晖;李立寒;

    空隙是沥青混合料细观结构特性的重要组成部分,水和空气存在于其中时会造成混合料的水损害与老化,另外空隙也是混合料结构中的薄弱点与缺陷,与混合料的受力特性与破坏过程紧密相关.该文利用离散元工具生成了具有级配特征的沥青混合料颗粒流模型,移植借鉴离散元流固耦合分析的方法来计算混合料中各空隙的位置与体积等参数,得到了混合料中的空隙分布特性,并与实际混合料试件上使用CT扫描与图像分析得到的结果进行了对比,证明了论文所用分析方法的有效性.

    2013年12期 v.41 1830-1836页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
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  • 钢桥面复合铺装结构的大比例模型试验

    张久鹏;刘少文;刘永健;

    在钢桥面板与沥青铺装层之间设置轻质混凝土层,组成了一种新型钢桥面复合铺装体系.为研究这种新型铺装体系的力学特性,制备了大比例模型试件,实测了不同车位下钢桥面及铺装结构的力学响应.结果表明:钢桥面板最大横向拉应力为90MPa,而设置加劲肋后最大拉应力降至为43MPa,即设置加劲肋有利于改善钢桥面板的受力.浇筑轻质混凝土铺装层后,钢桥面板顶板和加劲肋底板的应力峰值、位移都降低,最大应力降幅达48%,最大位移降幅达18%,而且钢桥面板中的应力分布也更加均匀.作为铺装结构,轻质混凝土铺装层也与桥面板共同参与结构受力,使得桥面铺装体系的结构刚度得到提高.

    2013年12期 v.41 1837-1842页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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  • 公路网灾害应急救援点多目标选址模型及算法

    杨金顺;孙洪运;李林波;吴兵;

    从公路自然灾害应急救援点的功能需求、选址影响因素、选址要素(顾客、设施、空间、度量)和选址目标等方面对救援点选址规划特征进行了研究.从公路应急救援的快速反应、集合覆盖、灾害损失最小化3个方面建立了公路网应急救援点的多目标选址优化模型,并探讨了模型的求解算法和求解步骤,通过Lingo软件编程实现了优化目标的求解.最后,通过浙江桐庐公路网的应急救援点规划实例对提出的选址优化模型进行了应用.

    2013年12期 v.41 1843-1848+1871页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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  • 基于收费数据的高速公路站间旅行时间预测

    赵建东;王浩;刘文辉;白继根;

    针对高速公路断面检测数据密度不足现状,采用收费数据预测收费站间车辆旅行时间.研究收费数据实时修正处理方法,改进平均旅行时间计算模型;引入分段线性插值方法构建卡尔曼滤波模型,以减小卡尔曼滤波线性化产生的模型误差问题;依据旅行时间预测业务逻辑开发应用系统,实时主动预测高速公路站间旅行时间.示范路段应用表明,插值后预测算法在正常、事故、小长假3种交通流状态下所有周期平均相对误差控制在10%内,事故周期平均相对误差控制在13%内.插值后算法预测精度有效提高,可为高速公路公众出行提供时间参考.

    2013年12期 v.41 1849-1854页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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材料科学与工程

  • 金属颜料对保温涂料发射性和反射性的影响

    张永娟;沈中林;张雄;

    基于高原、严寒及寒冷地区对外墙涂料光学性能的要求,研究涂料组分中各类金属颜料对其红外发射率及太阳能反射比的影响.研究结果表明:金属颜料能显著降低油性涂料的红外发射率;颜料种类、掺量及形貌对涂料的发射率有较大影响;铜粉对油性涂料发射率的降低效果最好;发射率随颜料掺量的增加而降低,在40%~50%范围内达到最低;同掺量下片状铜粉在油性涂层中的效果优于球状的;漂浮型铝颜料对油性涂料发射率的降低效果优于非漂浮型铝颜料.水溶性金属铝粉能显著降低水性涂料的红外发射率,红外发射率和太阳能反射比均随铝粉的粒径增大而下降.上述各类涂料涂层的红外发射率均可达到0.35~0.45、太阳能反射比为0.39~0.56,基本符合采暖地区外墙涂料光学性能的要求.

    2013年12期 v.41 1855-1860页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 二聚酸修饰羟基磷灰石的研究

    刘琳;王捷;

    以C36二聚酸与多孔羟基磷灰石为原料,在不同溶剂和反应工艺条件下制备二聚酸修饰的羟基磷灰石.采用傅立叶红外光谱仪、激光粒度仪、比表面积孔径测试仪和扫描电镜等方法对其结构进行了表征,用热失重分析法估算了反应程度.结果表明:当C36二聚酸与多孔羟基磷灰石质量比为1∶1,在乙醇溶剂中105~110℃下反应3.5~4.0h,反应程度可达到36%,并可制得二聚酸修饰的多孔羟基磷灰石,二聚酸存在于羟基磷灰石的表面和孔结构中,会导致孔隙率减少.羟基磷灰石修饰前后粒径尺寸由4.149μm减小到3.595μm,比表面积由60.6m2·g-1减小到28.0m2·g-1.

    2013年12期 v.41 1861-1864页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 电脉冲用于混凝土抗硫酸盐侵蚀加速试验方法

    王冲;刘焕芹;罗遥凌;张洪波;

    实际工程中水泥混凝土硫酸盐侵蚀过程缓慢,常采用加速试验方法评价其抗硫酸盐侵蚀性能.通过分析现有方法的特点,提出基于电脉冲原理的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能加速试验方法.测试了不同水灰比、浸泡方式与粉煤灰掺量的混凝土在不同侵蚀条件下的抗蚀系数,利用扫描电镜分析了电脉冲作用下硫酸盐侵蚀机理.试验结果表明,电脉冲加速了混凝土的硫酸盐侵蚀,基于电脉冲原理的混凝土抗硫酸盐性能加速试验方法技术上可行.

    2013年12期 v.41 1865-1871页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
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机械、车辆与能源工程

  • 轮毂电机电动车流场特性数值计算

    杨志刚;苗露;赵兰萍;李启良;

    建立了四轮轮毂电机驱动电动车的仿真模型,并在考虑前端进气,车轮旋转以及地面效应影响情况下,得到了最接近真实情况下电动车行驶时的外流场及轮边流场.对轮边驱动结构给流场带来的影响以及轮毂电机通风散热条件进行了分析.所得结果为轮边驱动电动车空气动力学性能优化以及轮边系统热管理提供了重要依据.

    2013年12期 v.41 1872-1878页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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  • 定轴式有源传动装置传动方案的系统化设计

    陈雪平;钟再敏;孔国玲;陈辛波;

    基于形态分析的机械创新技法,提出一套针对定轴式有源传动装置传动方案的系统化设计流程.明确描述一个传动方案所有独立机构变量及其应满足的约束和边界条件.完成求解结构变量的结构类型综合.通过实际机构向拓扑图的抽象化,利用相应的形态学矩阵,完成满足上述约束和条件的传动方案的综合,即包括每个机构类型对应的反应构件布置及工作状态信息的数目综合.

    2013年12期 v.41 1879-1884页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 基于灰色关联度的高炉冷却壁整体优化

    吴俐俊;高秀晶;王树;

    基于灰色关联度分析方法,研究了高炉冷却壁冷却水管半径、冷却水管间距、水管距热面距离、冷却壁壁体厚度等对冷却壁热面最高温度和热应力的影响.综合冷却壁结构优化分析,得到冷却壁最优结构尺寸组合是:水管半径20mm、水管间距为220mm,水管距热面距离为90mm和冷却壁壁体厚度125mm.

    2013年12期 v.41 1885-1888页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 一种同时多线程指令队列竞争缓解策略

    江建慧;刘宇;朱一南;钱剑琤;

    同时多线程结构利用线程级并行和指令级并行的优势,提高了指令吞吐率,但线程对关键资源(如指令队列)的竞争会削弱这种优势,造成资源浪费,又会降低处理器性能.提出了指令队列利用参数,通过分析指令队列利用率与处理器性能的关系,用实验评估了在四线程情况下,典型静态指令队列竞争缓解策略(如Dwarn,2OP_Block,Static)及其组合对处理器性能的影响.给出了load依赖链模型,分析了基于load依赖链的基准程序线程特性,提出了一种结合线程特性的指令队列竞争缓解策略.实验结果表明,该策略能够加速执行指令吞吐率较高的线程,通过提升此类线程的性能使整体指令吞吐率进一步增加.

    2013年12期 v.41 1889-1897页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
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  • 非线性稳定解析系统最优控制的迭代法

    刘国华;朱经浩;

    研究非线性稳定解析系统的最优控制问题.推广线性稳定系统最优控制的Kleinman迭代法,构造非线性稳定反馈控制序列,使得相应的评价泛函序列单调下降和一致收敛,并证明非线性稳定反馈控制序列一致收敛到非线性最优控制问题的最优反馈控制.同时,建立一个待定幂级数算法,计算迭代序列,逼近非线性最优控制问题的最优反馈控制,并给出一个例子加以演示.

    2013年12期 v.41 1898-1902页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 永磁操作机构储能电容的状态评估与预测

    牟龙华;刘晓明;张鑫;

    真空开关永磁机构储能电容的失效诊断是实际应用中未解决的重要问题.基于永磁机构的工作原理,分析了其储能电容(电解电容)主要的退化机理与等效模型,选择等效串联电阻和电容量作为故障特征参数,提出了基于系统辨识理论的储能电容状态评估方法,利用最小二乘支持向量机(LSSVM)算法实现了对等效串联电阻和电容量值的预测,分析了未来时刻电解电容的状态变化.仿真实例验证了该评估与预测方法的有效性.

    2013年12期 v.41 1903-1909页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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经济与管理科学

  • 基于许可契约的大学技术转移模式比较

    陈强;常旭华;

    考虑大学技术转移包括外部企业许可使用和科研人员内部创业两种模式,从技术许可契约角度构建技术发明者、授权方及受让方三方参与的技术转移博弈模型,通过分析两种模式下的博弈均衡解,揭示道德风险和逆向选择是契约设计的主要影响因素,最后对技术转移过程中参与方的模式选择决策依据进行了探讨和总结.

    2013年12期 v.41 1910-1916页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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  • 财务重述与公司治理最佳效率点的关系

    唐伟;陈楚璨;

    采用实证研究方法,以我国深、沪市A股市场在2008~2011年间的364份财务重述公司和4 904份非财务重述公司为研究样本,研究发现董事会会议次数、高管薪酬以及是否由四大会计师事务所审计等显著影响公司治理效率;并采用因子分析的方法建立公司治理指数,发现与财务重述的发生呈U型关系,证明了公司治理结构最佳效率点的存在;与此同时,公司所处的发展阶段和代理成本均显著影响公司治理效率.

    2013年12期 v.41 1917-1921+1928页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 城投公司多元化融资结构性风险实证分析

    孙慧;张逸婷;王宇宁;宁玉玺;

    随着城市建设规模的快速增大,我国城市基础设施建设投资公司(简称城投公司)项目类型的多样化与融资方式的多元化匹配造成的结构性风险已经成为其健康发展的重要问题.在提出并分析了结构性风险产生的机理和表现形式后,运用熵值法和理想点法,构建了城投公司多元化融资风险评价体系,选取10家上市城投公司的面板数据,从横、纵两个方向进行了实证分析.结果表明:各地区城投公司融资风险参差不齐,但与地区特点相符合;国家鼓励政策对城投公司的发展具有显著的正影响,而限制性政策对其发展的影响却并不突出,究其原因在于中央政府与地方政府的政策和态度在不同层面上和立场上的差异;总体上我国城投公司多元化融资风险处于上升趋势.

    2013年12期 v.41 1922-1928页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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