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

  • 两相介质随机场的随机谐和函数表达

    梁诗雪;任晓丹;李杰;

    给出了两相介质随机场的定义,引入均匀性假定以作为两相介质随机场表达的基础.采用随机谐和函数生成标准高斯随机场,并将其作为生成两相介质随机场的中间量.通过引入Nataf变换和Hermite多项式展开,给出了两相介质随机场和标准高斯随机场之间的变换关系.由此,可以给出标准正态随机场与两相介质随机场之间相关函数的关系,将标准高斯随机场转化为目标两相介质随机场.通过数值算例验证了采用随机谐和函数表述两相介质随机场的正确性.

    2016年08期 v.44 1139-1144+1152页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 地下结构抗震设计方法整体强制反应位移法

    陈之毅;谈忠傲;楼梦麟;

    基于地震作用下地下结构主要受周围土层变形控制这一基本思想,在地下结构抗震设计方法强制反应位移法的基础上,探讨了一种新的抗震设计方法——整体强制反应位移法.新方法将土层变形施加到计算模型的整个土层有限元上以模拟地震作用,避免了原方法所施加土层变形传递到远离模型边界位置会发生衰减的现象.结合上海市某地铁车站的计算实例,详细介绍了该方法的具体实施步骤、基本特点.同时以动力时程法为基准,分析了该方法在不同地震动强度下的计算效果.研究表明,整体强制反应位移法的计算结果与动力时程法符合较好,设计理念体现了地下结构的震害机制,是一种方便有效的抗震设计方法.

    2016年08期 v.44 1145-1152页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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  • 带上水线拉索绕流场的大涡模拟研究

    杜晓庆;李俊军;顾明;何平;

    针对带上水线的拉索模型,采用大涡模拟方法研究了水线和拉索的气动性能与绕流场流态之间的内在关系.结果表明,带水线拉索的绕流场呈现三种不同的流态结构.当上水线位于0°~50°时,水线对拉索绕流场的影响不大;当上水线位于50°~70°时,拉索上表面剪切层在上水线上分离后会再附着在拉索表面形成分离泡,并使拉索上表面受到很大的局部负压作用;当水线处在70°~90°时,凸起的上水线会导致上侧剪切层分离后远离拉索上表面.分离泡在拉索上表面周期性地出现和消失是斜拉索风雨激振的主要原因.

    2016年08期 v.44 1153-1159页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
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  • 使用新算法的剪切型子结构振动台试验稳定性

    傅博;蒋欢军;

    提出了使用无条件稳定显式Chen-Ricles(CR)积分新型算法的剪切型子结构振动台试验方法,包括子结构划分以及试验流程图.通过推导子结构的运动方程进行子结构方法的数值验证,考虑了两种不同量级试验子结构频率的情况.结果表明:当试验子结构频率较小时,子结构方法可以保证稳定性和准确性,反之则不能.最后利用离散控制理论推导出子结构方法方框图的离散闭环传递函数,通过求解传递函数的极点位置判断离散系统的稳定性,进一步论证了数值模拟发现的结果.

    2016年08期 v.44 1160-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • 软土弯剪作用下大直径刚性桩水平承载性能试验

    张明熠;吕兆华;杨建波;

    对软土中2根直径为0.90~1.09m、埋深6.47m的钢管单桩进行弯剪作用下的单向单循环快速维持荷载试验,获得桩身弯矩和桩顶位移随荷载的变化情况,探讨了桩周土地基加固对桩的水平承载能力的影响及刚性短柱法的适用性.试验结果表明:桩身弯矩沿埋深呈现先增大后减小的趋势,弯矩最大值出现在0.06~0.15倍埋深处;荷载水平小于0.23时,桩顶水平位移较未加固前减少20%~30%,地基加固提高了桩的水平承载性能,而荷载水平大于0.6以后,地基加固的影响消失;采用刚性短柱法的设计用钢量较实际需求多37%,存在较大安全余量.

    2016年08期 v.44 1166-1172+1189页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
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  • 应变率效应对再生混凝土动态力学性能的影响

    王长青;肖建庄;孙振平;

    通过约束再生混凝土单轴受压动态力学试验,研究了应变率效应对约束再生混凝土力学参数的影响.分析不同应变率下再生混凝土动态破坏特征以及受压应力-应变关系全曲线,可以发现:在不同应变率、再生粗骨料取代率或体积配箍率下,再生混凝土单轴应力-应变关系曲线的上升段基本一致,而下降段差异较为明显;随着应变率的提高或再生粗骨料取代率的增加,下降段曲线随之变陡,而随着箍筋配箍率的提高,下降段曲线明显随之趋于平缓.通过试验数据回归分析,提出约束再生混凝土受压峰值应力和峰值应变动态放大系数函数模型;随着应变率的提高,约束再生混凝土受压峰值应力和峰值应变均随之增大;而约束再生混凝土受压峰值应变动态放大系数增加幅值低于受压峰值应力动态放大系数的增加幅值;进一步分析了应变率效应对约束再生混凝土初始弹性模量的影响规律,确定了初始弹性模量和应变率的函数关系,并给出了初始弹性模量动态放大系数函数模型.随着应变率的提高,约束再生混凝土初始弹性模量动态放大系数随之增大,但其增长幅度要比受压峰值应力和峰值应变动态放大系数的增长幅度小.

    2016年08期 v.44 1173-1181页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K]
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  • 预应力方套管连接胶合木梁柱节点抗弯试验

    赵艺;何敏娟;马人乐;

    提出在胶合木结构中采用预应力方套管螺栓连接,该连接采用高强螺栓和钢套管作为连接件.通过单调加载和往复加载下的梁柱节点抗弯试验,对比了方套管节点和传统螺栓群连接节点的破坏模式、弯矩-转角曲线、滞回曲线、强度、刚度和耗能性能.结果表明,由于摩擦阶段钢管与钢板间的摩擦力确保了初始传力,套管节点的初始转动刚度显著提升,耗能能力也得到改善.

    2016年08期 v.44 1182-1189页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 冷弯厚壁钢管短柱试验及规范公式比较

    温东辉;沈祖炎;李元齐;朱少文;

    以宽厚比为主要变化参数,进行了16根冷弯厚壁钢管轴压短柱试验,研究冷弯效应对强度的影响.试验结果表明:荷载-位移曲线的形状主要取决于截面的宽厚比.宽厚比较小时,达到峰值荷载后下降较慢,邻近破坏时构件的轴向位移很大;宽厚比大时,局部屈曲影响明显,荷载达峰值后下降较快.同时基于试验结果,与国内外规范考虑冷弯效应的屈服强度计算公式进行了比较,认为我国规范考虑冷弯效应的屈服强度计算公式对于全截面有效的冷弯厚壁型钢也是适用的,且偏于保守.

    2016年08期 v.44 1190-1198页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K]
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  • 施工过程对上海中心幕墙支撑结构的影响分析

    何志军;李久鹏;丁洁民;

    通过对上海中心大厦幕墙支撑结构和主体结构的施工模拟分析,研究了幕墙支撑结构的变形预调值,并对主体结构变形引起的支撑结构附加内力进行了详细分析.研究表明,采用传统逐层找平的施工方法,施工完成后环梁与设计标高仍存在较大偏差,采用吊点预抬高和吊杆长度调整的措施对环梁标高进行预调整可保证幕墙的几何形态和安全使用;巨柱区间压缩量会引起幕墙支撑结构与主体结构楼面发生数值较大且分布规律复杂的竖向位移差,需通过施工模拟方法对幕墙支撑结构与主体结构间的滑动节点在主体压缩下的滑动行程进行确定,同时巨柱压缩也会引起径向支撑较大的附加弯矩,最大附加弯矩应力比达到0.3,其对幕墙支撑结构安全的影响不容忽视.

    2016年08期 v.44 1199-1204+1279页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 上海环球金融中心顶部台风“灿鸿”风速实测

    黄子逢;顾明;

    基于上海环球金融中心顶部(494m)采集到的台风"灿鸿"风速数据,对平均风速、湍流强度、阵风因子和峰值因子进行了分析.用广义风速谱拟合的方法计算湍流积分尺度,运用拟合参数将风速谱与Von Karman谱进行对比.研究结果表明:10min最大平均风速与1h平均风速,3s最大平均风速与10min平均风速均有较好的线性关系;顺风向和横风向阵风因子与湍流强度之间都满足线性关系;顺风向和横风向湍流积分尺度随10min平均风速的增加而增加;本次实测得到的风速谱与Von Karman谱有一定差距.

    2016年08期 v.44 1205-1211页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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  • 福建海坛湾波流双向耦合下水动力特征

    匡翠萍;王彬谕;顾杰;雷刚;

    采用MIKE 21软件中SW(spectral wave)波浪模块和FM(flow model)潮流模块,将潮流模块计算得到的水位与流速输入波浪模型,将波浪模块计算得到的辐射应力输入潮流模型,建立海坛湾波流双向耦合的水动力数学模型.分别计算纯潮流和纯波浪作用下的潮流场和波浪场,计算结果与实测数据吻合良好,再分别对波流双向耦合作用下的潮流场和波浪场进行了模拟.比较结果表明:波流耦合作用对流速和波高都有一定的影响;在波流异向特性明显的区域,波高增大显著;涨落急时刻波高在近岸区域的衰减速率和纯波浪作用下的较一致;落急时刻波高开始显著衰减的位置明显早于涨急时刻;波浪辐射应力在破碎带附近对流速的影响最大.

    2016年08期 v.44 1212-1220页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
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交通运输工程

  • 机场道面混凝土性能优化设计研究

    杨全兵;陈勇;

    研究了含气量和掺合料对机场道面混凝土抗弯拉强度、抗冻性和抗盐冻剥蚀性的影响.结果表明:通过引气,可显著提高其抗冻性和抗盐冻剥蚀性,且较明显地提高混凝土的抗弯拉强度;相同含气量下,干硬性混凝土抗冻性和抗盐冻剥蚀性明显低于常态混凝;为了获得较高的后期强度增长,当采用硅酸盐水泥配制混凝土时,建议掺质量分数为15%的低钙粉煤灰或矿渣粉.气泡结构参数分析数据可很好地解释这些试验结果,并证明了干硬性混凝土的引气泡稳定性和气泡结构要显著比常态混凝土差.

    2016年08期 v.44 1221-1226页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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  • 级配碎石本构模型弹性变形适用性及验证

    李绍辉;郭忠印;

    针对级配碎石本构模型对沥青路面变形适用性,推导应变张量更新算法并对碎石本构模型进行有限元二次开发,将其用于ABAQUS有限元软件分析路面变形,并将分析结果与现场实测结果对比.结果表明:级配碎石计算收敛模量分布极不均匀;级配碎石采用Uzan模型计算得沥青层层底应力、应变与沥青层内部最大剪应力均较其采用线弹性模型和k-θ模型的情况大;通过与现场实测应变比较可知,采用Uzan模型计算所得沥青层层底应变与实测应变最接近.

    2016年08期 v.44 1227-1233页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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  • 大厚度黄土地层拓宽路基浸水破坏机制

    翁效林;马豪豪;王俊;

    为研究大厚度湿陷性黄土地层浸水湿陷条件下拓宽路基变形破坏特性,基于长安大学土工离心机,安装了降雨浸水系统和位移量测系统,开展与实际应力相一致的离心模型试验,并根据试验结果探讨了湿陷性黄土地层拓宽路基的浸水破坏模式.试验结果表明:拓宽路基荷载影响下,新路基以及部分老路堤会产生新的沉降,最大沉降值出现在拓宽路基形心处,进而产生新旧路基间的不协调变形;持续降雨将会在拓宽路基坡脚处产生雨水入渗,入渗将诱发大厚度湿陷性黄土层内部产生非均匀湿陷,这会导致新旧路基体产生不同程度的湿陷突变,在湿陷突变所产生的差异沉降的作用下,路基边坡首先出现裂缝,进而在新旧路基拼接带处也出现裂缝,最终面临因地基整体增湿失稳所带来的更为严重的路基路面塌陷、滑移等问题.

    2016年08期 v.44 1234-1239页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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机械、车辆与能源工程

  • 城镇燃气管网的健康评价及规划优化

    黄勇;冯洁;石亚灵;汪洋;

    基于社会网络分析原理和方法,将燃气管网抽象为网络模型.以晋中市中心城区燃气管网为例,在Pajek平台上构建现状与规划网络图.构建由网络拓扑结构、管网运行状态与重点个体设施三方面构成的网络健康测评体系,计算包括网络密度在内的八项指标.计算可知,规划管网拓扑结构较优,现状管网运行状态较优,提出燃气管网拓扑结构优化策略与物理设施维护方案.

    2016年08期 v.44 1240-1247页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K]
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  • 板式省煤器通道结构对换热特性的影响

    吴俐俊;袁志成;王小柳;鞠贵冬;

    通过软件Fluent数值模拟与试验验证,研究全焊式板式省煤器在不同结构参数和烟气流速情况下的传热特性.结果表明,当换热器椭圆水流道长轴为30mm,循环水流道的短长轴比为0.6,板间烟气流道间距控制在15mm,且烟气流速控制在8m·s~(-1)时,全焊式板式省煤器的综合换热系数达到50 W·(m~2·K)~(-1).

    2016年08期 v.44 1248-1252页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 直流燃烧器参数对氧煤燃烧特性的影响

    刘若晨;安恩科;

    以Φ200 mm×2 m的火焰炉为对象,借助软件FLUENT研究了在O_2/CO_2气氛下燃烧器射流动量比和射流间距的改变对炉内流场特性和燃烧特性的影响.结果表明:当射流动量比由28增至66时,烟气内循环率峰值呈现先增大后减小的趋势,混合区烟气内循环率的整体水平是在射流动量比为48时最大;随着射流间距的增大,Oxz轴面回流区向下游偏移,且氧气质量分数高于10%的区域逐渐缩小,燃烧峰值有所降低,当射流间距增至75mm时,Oxz轴面回流区的范围明显缩小,反应区氧气体积分数回升,使得燃烧峰值升高.同轴射流方式下的燃烧峰值最高,约2 200K,仅当射流间距为60mm工况下的炉膛燃烧最大温升小于煤粉的着火温度(790 K),即可实现氧煤MILD(moderate or intensive low oxygen dilution,温和)燃烧.

    2016年08期 v.44 1253-1259页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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测绘科学与技术

  • 基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

    姚连璧;孙海丽;王璇;周跃寅;

    研究了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测方法,集成激光跟踪仪、轨检小车(位移传感器和倾角传感器)、靶球及靶球支座等硬件设备,开发了轨道静态平顺性检测系统软件,建立了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统(TDS).在上海地铁13号线某区间,利用TDS进行了轨道静态平顺性检测试验,并采用SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪进行了对比测量.TDS测量系统轨道检测数据结果与SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪测量结果基本一致,验证了TDS测量系统可行性.

    2016年08期 v.44 1260-1265页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 线阵推扫光学卫星外方位元素自检校方法

    蒋永华;徐凯;张过;朱瑞飞;

    在深入分析线阵推扫光学卫星外方位元素误差对几何定位影响特性的基础上,利用俯仰角、滚动角误差引起几何定位误差的方向特性,提出了不依赖地面控制点的外方位元素自检校方法.采用仿真数据验证了方法的正确性,结果表明该方法能够补偿外方位元素误差,有效提升无控几何定位精度.

    2016年08期 v.44 1266-1271页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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经济与管理科学

  • 制度变迁视角下重大基础设施投融资模式演进

    乐云;徐进英;白居;

    针对重大基础设施投融资制度变迁及模式演进问题,在分析相关制度发展阶段的基础上,应用演化博弈理论,构建政府-市场二元重大基础设施投融资演化博弈模型.结合系统仿真技术,分析了政府决策水平、市场投资意愿、市场投资额度、重大基础设施投资收益率和风险损失的变化,对政府、市场的演化稳定策略和双方的混合策略的影响.研究发现,政府的政策制度和决策水平与市场投资意愿之间存在反馈作用,且它们与市场投资能力、重大基础设施投资收益和风险等因素一起影响投融资模式的演进,演进路径的决定性因素是制度变迁路径的选择.

    2016年08期 v.44 1272-1279页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 消除建筑工程设计变更的定量激励机制

    马智亮;马健坤;

    设计变更是建筑工程成本超预算的主要原因.国外兴起的集成项目交付(IPD)模式可消除设计变更,主要是因为采用基于IPD原则建立的激励机制使设计阶段就加入项目的施工方积极协助设计方优化设计.在先前的研究中,适应我国建筑工程实际、定性的、基于IPD消除设计变更的激励机制已被建立.概述该定性激励机制,通过分析我国建筑工程施工方和设计方消除设计变更的特征,建立定量激励机制,利用实际项目数据验证该定量激励机制的有效性.

    2016年08期 v.44 1280-1285页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 基于直觉模糊数决策方法的服务型建造模式

    谢晓红;王舒祺;李勇;

    提出了建筑业企业发展服务型建造模式的理论模型及10项关键要素,以对服务型建造模式对建筑业企业创新发展的作用机理进行研究.运用直觉模糊数多动态属性群决策分析方法和相关性分析方法对统计调研数据进行了实证分析,揭示出建筑业企业发展服务型建造中价值链上各要素的本质作用和相互关系,为提高建筑业企业服务型建造业务的整体水平提供了方案策略的制定依据.

    2016年08期 v.44 1286-1291页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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  • 基于失效模式与后果分析改进的投标策略风险分析

    尤建新;丁颖頔;

    针对投标策略的风险分析中缺乏有效量化方法的问题,提出了基于模糊集理论和灰色关联理论的改进FMEA(失效模式与效果分析)方法.结合模糊集理论建立评价失效模式的模糊语言术语集和对应的模糊数,并由FMEA小组对各种失效模式做出评价.利用灰色关联理论计算各种失效模式的关联度,通过排序来确定失效模式的风险顺序.投标策略的风险分析案例说明了该研究具有适用性和有效性.

    2016年08期 v.44 159-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <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,主要刊登国内外工程建设领域的土木建设、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。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,不接受纸质稿件和Email投稿。

    2016年08期 v.44 1297页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
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