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

  • 斜拉桥H型混凝土桥塔的有限延性

    徐艳;童川;

    由于塔梁之间的横向约束,在强地震动作用下斜拉桥的桥塔将产生较大的横向动力响应,为了满足规范规定的抗震性能目标,则须采用较大的桥塔配筋率.同时,桥塔基于弹性设计的思路,还会导致下部结构的工程量增加,其工程经济性值得商榷.为此采用IDA(incremental dynamic analysis)方法研究斜拉桥桥塔横桥向塑性变形分布规律和破坏模式.通过有限元分析和拟静力试验相结合的手段,对H型混凝土桥塔横向破坏机理进行验证,确定所要达到的性能目标,并得到与之对应的可以量化的性能指标.为斜拉桥的有限延性抗震设计提供理论和试验基础.

    2019年11期 v.47 1533-1540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 加筋土柔性桥台复合结构抗震性能试验

    罗敏敏;徐超;杨阳;杨子凡;

    通过一组土工合成材料加筋土柔性桥台复合结构(GRS-IBS)全桥模型的振动台试验,研究该结构的抗震性能.研究结果表明:GRS-IBS结构具有良好的抗震性能,在峰值加速度约为0.8g的Kobe地震波作用下,结构保持整体稳定,仅发生面层外倾、桥头差异沉降等微小的变形;在保持筋材极限强度与加筋间距比值相同的前提下,减小加筋间距有助于提高GRS桥台复合结构的抗震性能.

    2019年11期 v.47 1541-1547页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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  • 龙卷风风场的数值模拟研究

    王蒙恩;曹曙阳;操金鑫;

    基于同济大学研制的龙卷风物理模拟装置,运用数值模拟方法构建了物理模拟器的数值计算模型,并通过对比龙卷风风场的物理试验模拟结果和现场实测结果,验证了数值计算模型的可行性.在此验证基础上,研究了3种不同涡流比条件下的龙卷风风场结构,对比了不同涡流比条件下龙卷风的三维风场速度(切向速度、径向速度和轴向速度)分布形态、风压分布、龙卷风涡核半径和气流脉动特性.研究结果表明:随着涡流比的增大,龙卷风风场最大切向风速逐渐增大,涡核中心气压降明显降低,涡核半径随之变大,涡核中心附近切向风速的标准差变小;涡流比的增大使龙卷风单涡核逐渐破碎,发展到双涡核.

    2019年11期 v.47 1548-1556页 [查看摘要][在线阅读][下载 1019K]
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  • 爆炸波与破片联合作用下砌块墙的损伤和防护

    田力;王若晨;

    基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙、破片和炸药的模型,并对其在由爆炸驱动的破片和由爆炸产生的冲击波作用下的损伤进行了数值模拟.分析了单独冲击波作用、单独破片作用及二者复合作用下混凝土空心砌块填充墙位移响应的差异,探究了不同砌块强度、空心砌块壁肋比、砂浆强度和钢丝网网格密度对混凝土空心砌块填充墙的位移响应的影响.给出了聚脲弹性体、聚脲弹性体与钢丝网联合加固二者加固效果的比较.结果表明:通过与试验对比验证,建模方式是可靠的;在破片和冲击波复合作用下,混凝土空心砌块填充墙的位移比二者线性叠加的位移更大;提高砌块强度等级、提高空心砌块的壁肋比对墙体抗爆有利;改变砂浆强度对墙体抗爆的影响微弱;加密钢丝网网格可显著提高其防护效果.

    2019年11期 v.47 1557-1564页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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  • 积水和降雨下非饱和重塑黄土水分入渗模拟

    胡海军;李博鹏;田堪良;巴亚东;崔玉军;

    为合理预测积水和降雨情况下非饱和重塑黄土水分迁移过程,在已有模型基础上,提出了能合理考虑浸润锋处吸力作用和水分剖面形状的改进模型,并给出了该模型计算方法以及求解Richard方程数值方法所需渗透参数的可靠确定方法.研究结果表明:与已有模型相比,改进模型能更准确地预测室内一维非饱和重塑黄土土柱积水入渗试验中浸润锋迁移过程和各测点水分变化过程;采用改进浸润锋前进法获得的非饱和渗透系数函数,比采用根据室内饱和渗透试验和持水曲线间接获得的参数所得预测结果更为准确;降雨分析中,改进模型得到径流发生后的水分剖面基本接近于数值方法分析结果,特别是在试样干密度比较大的情况.

    2019年11期 v.47 1565-1573页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 基于多源信息的桥梁网级评估方法

    夏烨;王鹏;孙利民;

    针对区域内既有桥梁,研究了路网桥梁结构的共性与个性特点,利用网级相关性总结规律并演绎推广,系统地提出了基于多源信息的桥梁网级评估与预测方法.对桥梁历史检测报告、监测评估报告、设计图纸等进行数据集成与规整,将提取的关键参数及数据集进行神经网络训练与验证,生成一系列桥梁构件及结构层的退化模型.考虑维修行为对结构性能的直接干涉作用,对路网区域范围内的桥梁群进行状态评估及退化趋势预测.以石家庄市高速路网历史数据为依托,通过算例验证了方法的系统性和有效性.

    2019年11期 v.47 1574-1584页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
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交通运输工程

  • 机非交互路段非机动车越线超车行为建模与仿真

    刘启远;孙剑;田野;倪颖;

    为了准确描述机非交互路段的非机动车越线超车行为,在越线超车特征分析及关键指标定义的基础上,提出了基于生存分析的超车时间预测模型,对越线超车行为的持续时间进行预测,并通过实测的160组非机动车越线超车轨迹数据对模型参数进行标定.为验证模型在混合交通流的应用有效性,整合非机动车纵向行驶模型、换道动机模型、间隙选择模型等,将模型应用于团队自主研发的微观交通仿真软件TESS NG中,并与经典的微观交通仿真软件VISSIM进行对比.基于实际路段的仿真分析结果表明,在非机动车越线超车持续时间方面,TESS NG的仿真精度为90.12%,高于VISSIM的67.4%;在中位生存时间方面,TESS NG仿真误差仅为2.56%,优于VISSIM的43.58%.

    2019年11期 v.47 1585-1592+1599页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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  • 高速列车等效通过时间预测

    郭磊;葛剑敏;

    建立了300~380 km·h~(-1)运行高速列车等效通过时间预测模型,并编制了计算程序.基于高速列车车外噪声试验和声源分析,在理想偶极子声源声传递关系基础上考虑指向性修正、多声源模型和时间延迟效应,结合京沪铁路噪声测试数据优化预测模型,预测结果与实测值在不同速度和不同距离下都有很好的一致性.高速列车等效通过时间系数随速度的增大逐渐增加,在近点与远点位置呈现不同的变化规律,以往认为等效通过时间在近点位置等于l/v的结论在高速下已不成立.

    2019年11期 v.47 1593-1599页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 考虑轨道几何不平顺的钢轨裂纹萌生与磨耗共存预测

    周宇;黄旭炜;王树国;王璞;

    在钢轨裂纹萌生和磨耗发展共存预测方法的基础上,考虑了轨道几何不平顺对轮轨接触位置分布、磨耗和疲劳损伤的影响,引入轮轨接触点在钢轨上的分布概率,分散了钢轨的磨耗和疲劳累积.分析结果表明:考虑轨道几何不平顺的情况下,轮轨接触点的分布范围和概率随着磨耗和型面变化而变化,钢轨表面磨耗和内部疲劳损伤分布范围均加宽,而损伤速率降低.预测得到800 m曲线半径外轨在裂纹萌生前的平均磨耗发展率为3.813 1μm·万次~(-1),相较未考虑不平顺的结果降低了15.92%.裂纹萌生寿命预测结果为318 292次,相较未考虑不平顺的预测结果增大了14.66%.裂纹萌生点的位置比未考虑不平顺时略远离钢轨中心.

    2019年11期 v.47 1600-1608页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K]
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下期文章摘要预报

  • 精细化交通配置需求下的城市综合体分类

    吴娇蓉;王宇沁;

    <正>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11期 v.47 1608页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K]
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材料科学与工程

  • 5℃低温下复合早强剂性能与早强机理

    张丰;白银;蔡跃波;陈波;宁逢伟;

    以溴化钙、溴化锂和三异丙醇胺3种组分设计新型低温早强剂,研究5℃下低温早强剂的早强性能及其对混凝土综合性的影响,并探讨其早强作用机理.结果表明:掺低温早强剂C50混凝土,5℃养护1 d、3 d、7 d、28 d龄期下抗压强度较对比样分别提高57%、32%、23%和12%,混凝土各龄期强度已接近对比样在20℃下的强度.低温早强剂会使混凝土干缩略有增大,56 d前混凝土电通量增大0.7%~10.1%.5℃低温下,掺低温早强剂水泥水化生成新的含溴C-S-H凝胶和水化溴氧铝酸钙产物,孔隙或凝胶产物表面有针棒状钙矾石、片状Ca(OH)_2晶体生成,产物微观结构更加致密,孔径细化,总孔隙率降低.

    2019年11期 v.47 1609-1617页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于自然驾驶数据的驾驶员紧急转向变道模型

    吴斌;朱西产;沈剑平;

    提出了一种以驾驶员转向目标瞄点为核心的、面向操纵层的驾驶员紧急转向变道的模型建立方法.基于驾驶员紧急变道的阶段特征,提出了驾驶员紧急变道侧向运动轨迹的规划方法,并结合远近目标点理论分析方法,分阶段建立了驾驶员转向变道工况的驾驶员转向模型.对紧急转向变道中避撞、侧移和稳定阶段的增益因子的分布特征进行了研究,模型能够真实地预测自然驾驶中的紧急转向变道行为.

    2019年11期 v.47 1618-1625页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
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  • 基于卷积神经网络的小目标交通标志检测算法

    周苏;支雪磊;刘懂;宁皓;蒋连新;石繁槐;

    PVANet(performance vs accuracy network)卷积神经网络用于小目标检测的检测能力较弱.针对这一瓶颈问题,采用对PVANet网络的浅层特征提取层、深层特征提取层和HyperNet层(多层特征信息融合层)进行改进的措施,提出了一种适用于小目标物体检测的改进PVANet卷积神经网络模型,并在TT100K(Tsinghua-Tencent 100K)数据集上进行了交通标志检测算法验证实验.结果表明,所构建的卷积神经网络具有优秀的小目标物体检测能力,相应的交通标志检测算法可以实现较高的准确率.

    2019年11期 v.47 1626-1632页 [查看摘要][在线阅读][下载 835K]
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  • 基于等效均匀温度的车内热环境分析

    杨志刚;林赵敏;赵兰萍;

    通过计算流体力学(CFD)与人体热调节模型的耦合仿真,得到人体整体和各节段的等效均匀温度(EHT).对比空调送风速度、送风温度与太阳辐射强度对整体EHT、平均皮肤温度及各换热损失量的影响,得到各因素变化时所处的EHT舒适区,采用试验设计法和方差分析法,得到3个影响因素对整体EHT、各节段EHT、平均皮肤温度及干热损失量的贡献率,发现送风条件影响大于太阳辐射,其中送风温度的影响最显著.在此基础上,得到EHT的拟合方程,并提出基于拟合方程改进空调控制的新思路.

    2019年11期 v.47 1633-1640页 [查看摘要][在线阅读][下载 1008K]
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  • 阻塞比对开口式风洞喷口风速测量方法的影响

    贾青;黄磊;鞠树彬;杨志刚;

    以1∶15的3/4开口回流式模型风洞为研究对象,通过放置不同比例大小的Ahmed body模型,采用试验和数值计算相结合的方法,研究阻塞比对于喷口法和驻室法这两种喷口风速测量方法的影响.结果表明:不同的阻塞比工况下,虽然驻室法测量误差稍大于喷口法测量误差,但驻室法对于修正系数的敏感度明显低于喷口法,即驻室法可使用更少的修正系数修正更多的工况,更易进行修正.

    2019年11期 v.47 1641-1647页 [查看摘要][在线阅读][下载 911K]
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  • 地铁车辆再生制动能量利用率影响因素

    沈小军;曹戈;

    采用情景分析法,搭建了城市轨道交通车网仿真模型,对发车间隔、上下行发车时间差、载客量、行车密度、路况地理状态等因素对再生制动能量利用率及牵引变电站牵引能耗的影响进行了分析,给出再生制动能量利用率的主要影响因素.通过再生制动能量利用率较低的工况仿真,分析了站点列车制动电阻开启次数、低电压出现次数与该站点再生制动能量的利用以及电能质量间的作用关系.以上海地铁线路运营时段的发车间隔为例,运用仿真方法,探讨了地面储能系统容量配置与城市轨道交通发车间隔的取值控制策略.研究成果可为城市轨道交通节能提供理论指导.

    2019年11期 v.47 1648-1655页 [查看摘要][在线阅读][下载 584K]
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数理科学与化学

  • 股票期权信用估值调整的柳树法计算

    王光光;许威;

    提出了一种基于柳树状结构快速计算带有错向风险的信用估值调整的算法,并利用信用违约互换价差数据校准违约概率,以几何布朗运动和跳扩散模型下欧式和百慕大股票期权的数值实验为例,表明柳树法与现有方法相比有相同的计算精度,但计算速度更快.

    2019年11期 v.47 1656-1663页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 常方差弹性系数模型下波动率指数期权定价

    马长福;许威;

    作为对冲市场波动率变动风险的波动率指数期权,其定价问题一直受到广泛的关注.为了对其进行定价,首先构建服从常方差弹性系数模型的指数价格柳树,然后根据指数价格柳树确定柳树节点上相应波动率指数的值从而得到波动率指数柳树,最后在波动率指数柳树上运用倒向递归的方法得到波动率指数期权的价格.所给出柳树法定价波动率指数期权的方法,其结果随着柳树空间节点数的增加快速逼近嵌套蒙特卡罗模拟的结果,当柳树空间节点数超过200时,柳树法给出的结果具有相当高的精度.

    2019年11期 v.47 1664-1669页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 叙述性偏好法实验的有效样本量模型框架

    朱玮;杨嘉智;

    叙述性偏好法(SP)是一种通过实验设计研究人们偏好的方法,通常结合离散选择模型估计参数.针对SP实验设计缺乏足以得到准确参数估计的有效样本量的问题,提出一个易于操作、更加全面的SP实验有效样本量估计方法框架,实现通过一个线性模型来估计实验所需的有效样本量.应用该框架开展实证研究,发现要素的数量、要素水平的数量、参数的尺度、样本量以及实验设计策略都对参数的准确性产生显著的影响,得到3种设计策略下的有效样本量估计模型.以此为基础,提出SP实验设计的实践原则.

    2019年11期 v.47 1670-1675页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K]
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经济与管理科学

  • 装配式混凝土结构施工风险管控机制

    高欣;陈琳彦;皮宗婕;黎舟;

    通过实地调研与会议座谈,对装配式混凝土结构的施工安全风险进行识别,并运用贝叶斯网络对其进行定量评价.研究结果发现,构件吊装时失稳发生的概率最高,其次是预制构件堆放时的倾倒,发生概率最低的是吊装时构件剧烈晃动.针对装配式混凝土的施工安全问题,分别从微观的施工现场、项目设计与施工协同角度和宏观产业发展环境角度提出具体的风险管控措施,构建了多角度、多阶段的施工风险综合防控机制,为装配式混凝土结构的施工安全管理提供了参考与借鉴.

    2019年11期 v.47 1676-1682页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 基于鱼骨型仓库的拣选路径问题优化

    张新艳;周雨晴;

    为提高鱼骨型仓库布局下的订单拣选效率,基于拣货路径距离计算模型和以最小化拣货路径总距离为优化目标的拣选路径优化模型,提出一种混沌模拟退火粒子群优化算法,引入混沌理论使粒子更高效地遍历搜寻空间,同时结合了模拟退火算法的概率突跳特点使算法在迭代后期仍具有较好的全局寻优能力.最后,通过实例仿真验证了该算法在解决鱼骨型仓库布局拣选路径优化问题上的有效性,并通过与其他算法比较,证明了该算法的先进性,为鱼骨型仓库布局下拣选路径规划问题提供了新的解决思路.

    2019年11期 v.47 1683-1690页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]
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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),或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报(自然科学版)界面注册投稿,有关投稿

    2019年11期 v.47 1691页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]
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