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

  • 现浇再生混凝土框架模型结构地震损伤评估

    王长青;肖建庄;孙振平;

    基于完成的6层现浇再生混凝土(RAC)空间框架结构模型模拟地震试验,提出了再生混凝土框架结构地震破坏等级7级划分标准,明确了基于结构极限状态的抗震性能水平.采用变形和能量线性组合的双重破坏准则对再生混凝土框架结构进行抗震能力评估.结果表明:基于变形和能量线性组合的双参数地震损伤模型,能够很好地评估地震作用下再生混凝土框架结构的损伤发展过程,为基于性能的再生混凝土框架结构抗震优化设计提供了依据.

    2015年02期 v.43 167-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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  • 超高韧度水泥基修复剪力墙试验的数值分析

    余江滔;陈竟;陆洲导;张远淼;

    采用扩展有限元方法(XFEM)与内聚力裂缝模型相结合,模拟超高韧度水泥基(ECC)修复震损剪力墙中混凝土和ECC材料内部的裂缝开展,以及界面裂缝在ECC与混凝土界面之间开展的力学行为,并在此基础上数值再现了原有钢筋混凝土墙体及修复后墙体在侧向荷载作用下的反应.结果表明:将扩展有限元方法与基于界面的内聚力模型相结合,可较好地模拟有黏结界面的修复后剪力墙的受力行为,有限元模拟计算结果的极限承载力和相应位移与试验结果吻合良好.

    2015年02期 v.43 175-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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  • 施扰建筑高度对主建筑层升力影响的试验研究

    顾明;葛福;

    利用刚性模型测压试验,研究了施扰建筑相对高度变化对主建筑层升力系数和层脉动升力功率谱的影响规律.试验包含了3个并列位置、5个串列位置和3个斜列位置.结果表明:建筑物并列时,高度比越大则层平均升力系数大,层脉动升力功率谱受影响的范围大;建筑物串列时,高度比对层平均升力系数的影响很小,对层脉动升力系数的大小及沿高分布形式有显著影响,施扰建筑高度超过受扰建筑时层脉动升力功率谱受到的影响很大,尤其是顶部区域;斜列工况时,并列间距比对影响规律起主导作用.

    2015年02期 v.43 181-188+279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K]
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  • 考虑风向的极值风速估计的Cook方法改进

    全涌;刘磊;顾明;

    基于对Cook方法理论缺陷的分析,提出一种改进方法,使得考虑风向的极值风速估计的概率模型由多元随机变量更准确地转化为一维随机变量.以南京地区的极值风速为例,对改进方法与Cook方法计算结果进行对比.结果表明:改进方法对极值风速概率分布形式无要求,也不受Cook方法所需某些假设的限制,从概率的角度来说是精确的方法.

    2015年02期 v.43 189-192+204页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 基于构件的RC连续梁桥地震体系易损性分析

    钟剑;庞于涛;曹飒飒;袁万城;

    提出了考虑各构件(桥墩、支座、桥台)地震响应相关性的体系易损性计算方法.首先利用均匀设计得到56个结构-地震样本对,得到各构件的地震响应;其次通过Matlab计算得到联合概率地震需求模型(JPSDM),并计算出对应的各构件能力样本;最后借助蒙特卡洛抽样(MCS)得到桥梁结构体系易损性曲线.以一座3跨连续梁桥的非线性Opensees模型为例,结果表明不考虑构件相关性的体系易损性会带来较大误差.

    2015年02期 v.43 193-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]
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  • 减隔震装置在飘浮体系斜拉桥纵桥向的应用

    袁万城;屈小伟;

    以某双塔飘浮体系斜拉桥为工程背景,对比分析了拉索限位器和黏滞阻尼器两种减隔震装置在飘浮体系斜拉桥纵桥向的减震特点,并进一步探讨了拉索限位器和黏滞阻尼器联合使用方式对飘浮体系斜拉桥纵桥向地震响应的影响.结果表明:拉索限位器同黏滞阻尼器相比,可以更有效地控制结构位移,而黏滞阻尼器在内力控制上具有一定的优越性;联合使用方式有助于发挥各自的优势,达到拉索限位器控制梁端位移、黏滞阻尼器改善塔底受力的理想状况,是一种更为经济有效的减震措施,且在脉冲型地震动作用下同样具有良好的减震效果.

    2015年02期 v.43 199-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 691K]
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  • 盾构隧道纵向变形引起的横向效应

    张冬梅;黄栩;黄宏伟;

    提出了隧道纵向变形对横断面的影响机理可以分为横断面压扁效应和纵向剪切传递效应,并针对典型的盾构隧道纵向变形曲线,分析了压扁效应与纵向剪切传递效应对隧道横向受力、变形的影响特点.结果表明:隧道纵向变形过程中,纵向剪切传递效应和压扁效应共同作用使隧道产生横向附加变形和受力;在通常情况下,纵向剪切传递效应产生的隧道横断面变形与受力强于压扁效应,但是随着隧道纵向变形的增加,压扁效应的作用也逐渐变得显著,在设计中应当进行考虑.

    2015年02期 v.43 205-212+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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  • 考虑土拱效应的盾构隧道开挖面稳定性

    武军;廖少明;时振昊;

    在考虑松动土体内的三维土拱效应和开挖土体与刀盘摩擦力的基础上,改进了传统的筒仓楔形体模型计算方法.结果表明:最小土压应力并不是传统方法假设的均匀分布形式,而是近似呈抛物线分布;土的黏聚力、内摩擦角、刀盘与松动土体间的摩擦角以及埋深等物理参数对其最小土压应力均有一定程度的影响;降低刀盘与开挖面土体间的摩擦角可以显著增加开挖面的极限稳定性.通过与模型试验结果和其他计算方法的对比分析,验证了本文计算方法的合理性.

    2015年02期 v.43 213-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1049K]
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交通运输工程

  • 快速路交通流运行安全关键参数识别与评估

    贾丰源;孙杰;孙剑;

    基于上海市两条快速路采集的事故数据和相应检测器数据,应用随机森林模型对事故发生前5~10min内的交通流数据进行重要变量筛选.利用基于高斯混合模型和最大期望算法的贝叶斯网络(BN)模型对快速路实时交通流事故风险进行建模分析,并对建立的BN模型进行了可转移性测试.结果表明:选取重要变量后建立的BN模型效果优于使用直接检测数据建立的模型,事故预测准确率达到82.78%;可转移性测试中BN模型的事故预测准确率虽有所下降,但整体预测精度和事故预测精度仍都优于利用直接检测数据建立的模型.

    2015年02期 v.43 221-225+324页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 基于驾驶模拟实验的眼部指标与疲劳分级

    王雪松;李飞虎;

    基于同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器,利用眼动仪采集了15位驾驶员各一小时驾驶过程中眼部指标,将驾驶员的疲劳状态分为清醒、轻度疲劳、中度疲劳、重度疲劳和极度疲劳5个等级,建立了考虑驾驶员个体差异的分层有序离散选择模型.结果表明:分层有序离散选择模型能有效地考虑驾驶员的个体差异,提高了对驾驶员不同疲劳等级的识别准确率.

    2015年02期 v.43 226-231+264页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
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  • 城轨交通乘务任务配对的集合分割模型及算法

    石俊刚;周峰;徐瑞华;

    基于城轨乘务值乘规则,建立了城轨乘务任务配对的集合分割模型(R-CP),并结合列生成思想和跟随分支策略设计了求解算法(CGBF算法).实例验证结果表明:该模型与算法能够满足乘务任务配对方案的要求,相对于当前手工编制,具有编制效率高、目标函数更优(即任务数量少、任务工作效率高)等特点.

    2015年02期 v.43 232-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 490K]
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  • 运行延误下地铁换乘站多线协同客流处置方法

    李伟;徐瑞华;朱炜;

    提出列车运营条件下城市轨道交通换乘站多线协同大客流处置方法.首先分析了换乘站站台客流构成及其变化规律,基于对乘客整体影响最少的目标构建多线协同大客流处置模型,满足站台乘客安全约束,然后利用遗传算法求解得出合理的相邻线路列车跳停方案.最后以实际换乘站为背景,进行案例验证分析,说明该模型的应用过程,并表明模型具有有效性.

    2015年02期 v.43 239-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
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  • 高速列车运行引起的墩顶垂向动反力特征分析

    时瑾;柴晓冬;王英杰;方文珊;

    结合高速铁路系统特点,钢轨模拟为离散点支撑欧拉梁,桥梁采用模态综合法建立运动方程,在考虑梁轨和轮轨关系基础上建立了车桥动力分析模型,并结合常用跨度简支箱梁特点,分析了轨道不平顺、速度和跨度对墩顶动反力的影响规律.结果表明:中长波范围内轨道不平顺不会对墩顶垂向动反力产生明显影响;随着速度提高,梁的共振和消振造成墩顶动反力的放大和减小;不同跨度简支梁桥墩顶垂向反力特征差异明显,车长和轴距引起的频率都有不同程度体现.

    2015年02期 v.43 245-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K]
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材料科学与工程

  • 硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理

    何燕;张雄;张永娟;

    系统研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响及其作用机理.通过净浆流动度试验及Marsh时间试验研究了硫酸盐种类及掺量对聚羧酸减水剂分散性能的影响,并通过zeta电位、平衡吸附量及絮凝结构形貌等微观测试手段对硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理进行分析.结果表明:随着硫酸根溶出率及溶出速率的增加,硫酸根离子与聚羧酸减水剂间的竞争吸附作用增强;硫酸根离子破坏浆液双电层,促使zeta电位绝对值下降,从而削弱水泥颗粒表面的静电斥力作用,导致水泥浆体絮凝结构数量及强度增大,相同剪切速率对浆体中的絮凝结构破坏程度下降,浆体分散性及流变性下降.

    2015年02期 v.43 252-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
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  • 不同温度和应变速率下TRIP钢的流动应力

    余海燕;王友;

    对相变诱发塑性钢TRIP780进行了298,333,363 K温度下且应变速率为10-4,10-2,100,102,103 s-1时的单向拉伸试验.分析了TRIP780钢的流动应力对温度和应变速率的敏感性,并讨论了Johnson-Cook(JC)和Khan-Huang-Liang(KHL)流动应力模型对TRIP780钢的适用性.结果表明:TRIP780钢的流动应力呈现对应变速率的正向敏感性和对温度的负向敏感性,且在高应变速率下流动应力对应变速率的敏感性降低;JC模型对TRIP780钢流动应力拟合在小应变水平下比KHL模型更加准确,而KHL模型在大应变水平下有更高的精度.

    2015年02期 v.43 259-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
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机械、车辆与能源工程

  • 集成能源、物料、排放的能源系统建模与优化

    戴毅茹;王坚;

    考虑到多载体能源系统、生产系统、排放系统之间的复杂耦合关系,引入综合枢纽基本模型,提出了一种考虑能源、物料、排放协同作用的集成化能源系统建模方法.案例分析表明:能源成本及收益、产品生产对能源的需求量、产品收益以及废弃物排放成本等因素对能源系统的优化产生直接影响,这些因素之间协同作用,综合决定能源系统规划与设计的优化方案.所提出的建模方法相比多载体能源系统的描述,能够综合考虑能源、物料、排放之间的协同作用,更加系统地对能源优化问题给出合理的分析.

    2015年02期 v.43 265-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
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  • PEMFC电堆加速老化测试及性能恢复现象分析

    杨代军;汪飞杰;李冰;马建新;

    对自制kW级的质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在车载工况下进行了加速老化测试(ADT).结合极化曲线、交流阻抗谱(EIS)及电压-时间曲线考察了PEMFC的性能变化.通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对试验前后的膜电极进行非现场表征对比分析,解释PEMFC性能衰退的原因.结果表明:603h车载工况加速老化试验后,电堆最大功率下降21.6%,同时电堆在休整之后存在明显的性能恢复现象;常相位角元件值和法拉第阻抗值在电堆休整后减小,说明催化剂活性有所恢复,电堆内部水热环境在冷机启动后达到较理想状态.

    2015年02期 v.43 273-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 879K]
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  • 单轴轮胎走行部APM车辆的动力学性能

    任利惠;季元进;薛蔚;

    考虑走行轮胎的侧偏效应和滤波效应,使用线性轮胎模型建立了中央导向的单轴轮胎走行部自动导向捷运系统(APM)车辆的动力学方程和Simulink仿真模型,并仿真分析了导向轮与导向轨不同接触状态对APM车辆的曲线通过性能和运行平稳性的影响.仿真结果表明:导向轮设置初始预压力不会明显改善曲线通过性能,但会显著恶化APM车辆的横向平稳性;导向轮与导向轨的间隙增加了通过曲线时走行轮的侧偏力和导向轮的导向力.综合考虑曲线通过性能和横向平稳性,导向轮与导向轨之间应留间隙,但需要控制在0~5mm.

    2015年02期 v.43 280-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
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  • 国Ⅳ柴油公交车上海市道路NO_x和超细颗粒排放

    胡志远;秦艳;谭丕强;楼狄明;

    在上海市城区选定道路上开展国Ⅳ柴油公交车实际道路排放试验,研究该车实际道路行驶工况氮氧化物(NOx)及超细颗粒数量排放特征.结果表明:实际道路该车平均速度为20.59km·h-1,NOx和超细颗粒数量排放因子分别为9.33g·(km·辆)-1和5.78×1014个·(km·辆)-1;NOx排放主要集中在中高车速(>35~55km·h-1)、大加速度(a>0.5m·s-2)工况,超细颗粒数量排放主要集中在中高车速、大加速度工况;加速行驶模式下NOx和超细颗粒数量排放较高,不同行驶模式下粒径小于100nm的颗粒数量排放差别较大.

    2015年02期 v.43 286-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K]
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  • 基于Smith预估器的PCR仪时滞温控系统

    许秀锋;陆敏恂;周爱国;林宝照;

    为了解决聚合酶链式反应(PCR)仪温度控制中的纯滞后问题,在试验数据的基础上,基于Matlab搭建仿真模型.仿真结果表明,加入Smith预估补偿环节可以较好地解决纯滞后效应带来的积分累积问题.将仿真得到的方法移植到实际的控制中,可获得良好的控制效果.最后提出添加一个比例-积分-微分(PID)控制器的改进算法,用以解决Smith预估控制算法中鲁棒性不强的问题.

    2015年02期 v.43 293-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K]
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  • 齿轮泵浮动侧板端面密封失效机理分析验证

    刘巍;王安麟;单学文;张小路;

    通过研究齿轮泵侧板端面密封失效机理,得出由主从动齿轮工作腔压力非对称分布产生的侧板倾覆力矩是导致端面密封失效的关键因素.以某型号高压齿轮泵为研究对象,首先建立齿轮泵内部流场的非线性微分方程,理论推导主从动齿轮工作腔压力分布的非对称性;其次建立齿轮泵齿轮工作腔压力测试系统,对齿轮泵浮动侧板端面密封失效机理进行试验验证.试验数据表明:对应点压力试验数值与理论值误差小于5.0%,额定工况下浮动侧板关于x轴的倾覆力矩Mx=56.51N·m.

    2015年02期 v.43 299-304+318页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 基于信号跳变时间可调整的容错路由器

    张颖;江建慧;李华伟;李晓维;

    设计了一种基于信号跳变时间可调整(STTA)的片上网路容错路由器.首先,这种路由器能够准确预测总线的串扰故障,并通过错开信号跳变的方法容忍总线的串扰故障.然后,为了容忍寄存器上的单事件翻转(SEU),路由器中所有的寄存器被替换成双内锁单元(DICE).结果表明:基于STTA的路由器仅需在普通路由器上增加46%的面积开销和70%的功耗开销,就能容忍总线上串扰导致的故障和寄存器上的SEU.与基于TS-HC-TMR和SCAC-TMR方法的容错路由器相比,基于STTA的路由器至少减少了93%的面积和55%的功耗开销,有效地解决了容错路由器开销过大的问题.

    2015年02期 v.43 305-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]
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  • 基于动态规划的QoS多约束路由算法

    张大陆;胡治国;匡增美;

    基于动态规划的思想,提出一种新的质量服务(QoS)多约束路由算法(QMCRA_DP).对可行路径进行智能分段,并自适应地调整求解各段的线性花费函数.理论分析及实验验证表明:QMCRA_DP算法在保持较低计算开销的同时,较大地提高了求解可行路径的成功率.

    2015年02期 v.43 312-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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测绘科学与技术

  • 地面点云分层等值线表面重建和多分辨率表达

    吴杭彬;刘春;许正文;陆旻丰;

    提出一种基于分层等值线的地面激光扫描(TLS)数据表面重建及多分辨率表达方法.依据迭代的凸包算法,在具有垂直分布特点的点云中提取分层等值线.采用同步前进的最小外接圆方法完成分层等值线之间的三角剖分,得到地物局部三角形带.连接分层的局部三角形带并统一法线向量,得到地物整体三角网模型.采用等值线的高程间距和水平采样间隔作为控制参数,探讨了参数优化配置方法,实现地物整体模型的多分辨率表达.最后通过两个实例验证了本文方法的可行性.

    2015年02期 v.43 319-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》2014年工作报告

    <正>2014年,《同济大学学报(自然科学版)》在刊发论文质量、期刊影响力、学术传播广度与速度等方面在我闻自然科学综合类学术期刊中继续保持领先水平。继2013年被国家新闻出版广电总局评为中国"百强期刊"后,2014年又被教育部及相关期刊管理与评价机构评为"第五届中国高校精品科技期刊"、"2014中国精品科技期刊"、"2014中国国际影响力优秀学术期刊"。1.论文刊登情况2014年接收稿件745篇,较上年减少31篇;退稿436篇,较上年减少15篇;退稿率

    2015年02期 v.43 164+325页 [查看摘要][在线阅读][下载 1264K]
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