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

  • 盾构隧道同步注浆纵环向整体扩散理论模型

    李培楠;石来;李晓军;刘俊;

    针对目前现有的盾尾同步注浆扩散模型以浆液纵环向流动相互独立为前提,未考虑浆液流动的关联性问题,基于Bingham流体本构模型和流体力学原理,分析盾构隧道同步注浆扩散模式机理,建立了盾尾同步注浆纵环向整体扩散理论模型。基于时空离散概念,设计求解该理论模型的数值算法。结合工程实例,对理论模型和数值算法进行了验证,并与现有的环向独立扩散模型计算结果进行对比和分析。分析结果表明:纵环向整体扩散模型相较于环向扩散模型,改进了假定条件,不需引入环饼厚度等敏感假定参数,更加贴近工程实际情况;浆液压力整体上呈现着上小下大重力主导的趋势,竖向梯度约为16 kPa·m~(-1),而在注浆孔附近局部区域浆液压力分布较为复杂,与注浆孔位、浆液流动方向以及注浆压力与环境压力之间的压力差等因素有关。

    2020年05期 v.48 629-637页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K]
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  • 基于贝塞尔曲线的卵石骨料混凝土细观模型

    潘子超;李天华;阮欣;

    针对目前卵石骨料混凝土细观模型的研究不足建立了一种基于贝塞尔曲线的卵石骨料模型,并通过图像处理方法获取了真实卵石骨料的长宽比和半径变异度两个重要参数的概率分布特性。在此基础上,进一步开展了混凝土细观模型迂曲度的研究。结果表明:贝塞尔曲线可以有效地模拟具有光滑边缘的卵石骨料;对真实卵石骨料形状的图像处理结果表明,骨料长宽比服从一般极值分布,取值大多在1.0~3.0之间,半径变异度服从对数正态分布,取值大多在0.1~0.8之间;卵石骨料混凝土细观模型的迂曲度小于碎石骨料,且两者的差别随着骨料含量的增加而增大。

    2020年05期 v.48 638-644页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 污染土壤高压旋喷修复药剂迁移透明土试验及数值模拟

    武亚军;韩亚东;唐欣;陈敏;陈天慧;

    高压旋喷技术近几年开始应用于污染土壤修复,对所注入药剂的迁移扩散规律尚不明确,导致工程实践中缺乏可靠依据,同时为克服常规试验测试手段的不足,使用透明土材料开展了污染土修复药剂迁移的室内试验和数值模拟。在考虑分子扩散、机械弥散、对流等耦合情况下,建立了探究药剂在土壤中迁移特性的对流-弥散模型。研究结果表明:透明土试验技术能够直观地显示药剂迁移过程,可以应用于污染土修复药剂迁移特性的研究。在不同土壤压力条件下,存在最佳泥饼高度;相同土壤压力,泥饼高度越高,同一位置处浓度最大值越小;泥饼高度的选取关系到高压旋喷参数的设定,对修复效果及效率有重要影响。药剂的迁移以竖向迁移为主,水平向迁移不明显,因此为保证药剂以较高的浓度迁移至泥饼边缘,应使药剂在泥饼间隙水平方向上分布有较高且均匀的初始浓度。

    2020年05期 v.48 645-652页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K]
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  • 基于中性轴指标的混凝土梁桥长期监测与性能评估

    夏烨;王鹏;孙利民;

    提出基于中性轴的长期监测指标体系与性能评估方法。依托河北高速某分离式立交桥,建立基于监测指标的健康监测系统,并采集结构应变信息;采用多分辨率小波分析,从原始应变中分离由交通荷载引起的静态响应,根据设定的峰值显著程度拾取峰值-谷值对,拟合应变幅分布并导出实测中性轴参数序列;从累积数据中提取中性轴指标,比较分析不同评估周期的统计特性差异。结果表明,日周期下中性轴指标受环境干扰少,可表征结构在长期监测中的性能退化。

    2020年05期 v.48 653-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 2458K]
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  • 超高性能混凝土-混凝土组合简支梁弯曲性能试验

    刘超;孙启鑫;邹宇罡;

    进行了3根超高性能混凝土(UHPC)位于受拉区的超高性能混凝土-混凝土组合梁(UHPC-NC组合梁)和1根普通钢筋混凝土梁的弯曲性能试验。对UHPC-NC组合梁的受力过程、跨中截面应变分布、裂缝开展模式和破坏形态等进行了研究分析。试验结果表明,UHPC-NC组合梁在加载过程中基本符合平截面假定,并且在UHPC层中配置适量的纵向钢筋,能大幅度提高组合梁的抗弯承载力。同时,将钢筋和UHPC对试验梁极限承载力的贡献分为4个阶段(初始状态、阶段状态、极限状态和破坏状态)进行计算。最后,对组合梁受拉区UHPC层等效矩形应力系数k进行推导。结果表明,UHPC层对组合梁抗弯承载力的贡献效率随着配筋率的不同而不同。

    2020年05期 v.48 664-672+701页 [查看摘要][在线阅读][下载 3694K]
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  • 火灾下超高强钢S960力学性能与抗火设计建议

    强旭红;张至毅;姜旭;刘晓;任楚超;

    为研究超高强钢S960在火灾下的材料力学性能,分别采用稳态火灾试验方法和瞬态火灾试验方法对超高强钢S960进行高温力学性能试验,得到超高强钢S960在火灾下的弹性模量、屈服强度、极限强度、应力-应变关系曲线以及钢材破坏模式等。将试验研究结果同现行钢结构规范EC3、ASCE、AISC、AS 4100和BS 5950等进行对比分析,以验证规范对于高强钢的适用性。同时,为研究不同种类高强钢火灾下力学性能差异,将试验结果与现有文献中欧标高强钢S460、S690以及国产高强钢Q460、Q550、Q690和Q890的火灾下材料力学性能进行对比。此外,提出超高强钢S960在火灾高温作用下钢材力学性能的拟合公式,并验证其准确性。研究结果表明,现行各国规范不能安全可靠地指导超高强钢S960及其他高强钢的抗火设计,对规范进行针对高强钢的修订势在必行。

    2020年05期 v.48 673-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 2862K]
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交通运输工程

  • 基于车道的交叉口车道功能和信号相位优化模型

    聂磊;马万经;

    考虑不同进口道、不同流向、不同车道功能及不同相位方案等复杂因素的相互影响,建立了基于车道的交叉口车道功能和信号相位优化模型。模型目标函数采用交叉口关键流量比最小,考虑进出口道车道平衡、流量匹配、车道功能冲突、合用车道等饱和度等约束,能够同时优化进口道和出口道,给出了模型求解算法。提出的模型变量较少,与目前交通设计方法衔接更好,能够得到全局最优解,求解方法也相对简单。实例验证表明,模型能够有效降低交叉口关键流量比、周期和车均延误。

    2020年05期 v.48 683-693页 [查看摘要][在线阅读][下载 2978K]
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  • 考虑驾驶风格的模糊控制跟驰模型

    吴兵;罗雪;李林波;

    针对传统模糊控制跟驰模型较少考虑驾驶风格的差异,同时缺乏真实数据的有效验证,基于模糊控制理论,模拟驾驶人在跟驰过程中采取的动态驾驶决策过程,考虑不同驾驶风格,在分析自然驾驶数据的基础上,利用实测数据对不同驾驶风格进行分析,获得各驾驶风格的期望车头时距参数,在此基础上,利用前后车距离误差和速度差作为独立变量,并建立了模糊控制规则。数值分析结果表明,该模型与自然驾驶数据拟合较好。

    2020年05期 v.48 694-701页 [查看摘要][在线阅读][下载 2502K]
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  • 侧风作用下货车驾驶员反应行为模型

    陈丰;彭浩荣;马小翔;梁洁馀;潘晓东;

    为建立侧风作用下驾驶员反应行为模型,基于8自由度驾驶模拟器,构建了风-车-桥耦合作用下大跨桥梁驾驶模拟平台。招募了32名职业货车驾驶员进行了侧风作用下驾驶模拟实验,采集了驾驶员行为及车辆动态响应数据,通过相关性分析选取了关键因素,建立了侧风作用下两阶段驾驶员反应行为模型。研究结果表明:方向盘反馈力矩是影响侧风作用下驾驶员反应行为的关键因素之一;考虑方向盘反馈力矩在内的两阶段模型能够较好的反映侧风作用下驾驶员的反应行为。

    2020年05期 v.48 702-709页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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  • 基于双层规划的危险货物高速公路运输网络收费

    冯雪松;张路凯;

    以危险货物高速公路运输网络为研究对象,以控制网络总风险为切入点,借鉴次优收费原理,考虑以路段收费为决策变量,建立带有变分不等式的双层规划模型,对危险货物运输管理进行优化研究。设计粒子群算法嵌套对角化算法求解所提出的模型,并应用实例进行计算验证。相应数值结果和参数灵敏度分析表明所提出的适用于高速公路网络收费问题的危险货物运输双层规划模型及相应算法有效可行,可为政府危险货物运输管理部门提供合理决策参考。

    2020年05期 v.48 710-715+750页 [查看摘要][在线阅读][下载 2559K]
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机械、车辆与能源工程

  • 高精密航天器多余物检测算法研究

    刘海江;刘劲松;魏臣隽;

    高精密航天器中内部活动多余物的存在是降低航天器可靠性的重要因素。针对现有多余物检测算法在较强环境噪声下难以有效检测出多余物信号脉冲并排除可动组件干扰的问题,提出了一种基于谱减法去噪、两级脉冲提取和脉冲发生序列周期性分析的高精密航天器多余物检测算法。利用谱减法实现对环境噪声的有效抑制;采用两级脉冲提取法对多余物信号与可动组件信号进行脉冲提取;通过对脉冲发生序列进行周期性分析,以周期信号相似度作为区分多余物信号和可动组件信号的判别依据,从而实现对多余物有无的检测。试验验证表明,该算法能有效检测航天器内多余物与可动组件的存在情况,识别准确率可达96%。

    2020年05期 v.48 716-724页 [查看摘要][在线阅读][下载 1797K]
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  • 夏热冬冷地区近零能耗住宅室内湿特性分析

    苏醒;田少宸;

    以夏热冬冷地区近零能耗住宅和常规住宅为研究对象,计算了夏季和除湿期的除湿量,对比研究了两种建筑的热湿比特征和室内高湿度问题。研究结果表明:近零能耗住宅和常规住宅除湿量变化主要取决于新风和渗透风量,无人时段换气次数对总除湿量影响较小。在不考虑新风显热负荷和湿负荷的情况下,近零能耗住宅夏季和除湿期的热湿比分别降低至常规住宅的45.3%和38.5%。以室内温度为控制参数时,近零能耗住宅在夏季和除湿期的室内高湿度时长比常规住宅长。夏季减小近零能耗住宅无人时段的开窗换气次数,除湿期适当开窗通风有助于减少室内的高湿时数。

    2020年05期 v.48 725-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
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  • 乘员舱驾驶员位置微环境及人体热舒适分析

    杨志刚;徐鑫;赵兰萍;郑振鹏;林赵敏;

    采用实验与数值模拟相结合的方法对夏季乘员舱内驾驶员位置的微环境及人体热舒适性进行了研究。首先通过11个不同工况分析了空调送风温度、送风速度、太阳辐射强度、太阳高度角以及环境温度对驾驶员位置不同部位微环境的影响,接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行了模拟,得到了各影响因素对人体热感觉及热舒适的影响程度。

    2020年05期 v.48 733-742页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K]
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  • 跨坐式单轨车耦合转向架的径向机理及参数影响

    任利惠;冷涵;黄有培;季元进;

    建立了跨坐式单轨车辆耦合转向架稳态曲线通过理论模型,推导了耦合转向架的径向调节机理,并推导出径向条件所需耦合参数的计算公式。建立了带有耦合转向架的跨坐式单轨车辆动力学模型,仿真了耦合转向架的曲线通过性能并验证了耦合转向架的径向调节能力,同时分析了耦合参数对耦合转向架径向调节能力及曲线通过性能的影响。研究结果表明:最佳耦合回转刚度仅与车辆结构参数及二系纵向刚度相关,合理选取耦合回转刚度可以使耦合转向架在二系悬挂系统和耦合机构的共同作用下,在圆曲线上自动达到径向位置,此时最大导向轮径向力明显减小,车辆的曲线通过安全性得到显著提高;耦合横向刚度对摇头角稳态值的影响很小,但耦合横向刚度的存在会恶化转向架在缓和曲线上的动力学性能。

    2020年05期 v.48 743-750页 [查看摘要][在线阅读][下载 1829K]
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数理科学与化学

  • 自伴算子代数上保持乘积的c-数值半径映射的刻画

    张艳芳;方小春;

    令B_s(H)为复Hilbert空间H上自伴的有界线性算子全体组成的实Jordan代数。给出B_s(H)上保持算子乘积c-数值半径的满射的刻画。进而对一类特殊的c,刻画了B_s(H)上保持算子乘积的c-数值域的满射。

    2020年05期 v.48 751-755页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
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  • 在粘性解框架下的企业碳减排技术最佳引进时间模型

    陈亦令;黄文琳;梁进;

    运用实物期权理论,在碳排放率和技术成本双重不确定性因素下,考虑技术维护成本,探究了企业碳减排技术最佳引进时间问题,并将优化问题转为求解一个HJB(Hamilton-Jacobi-Bellman)方程的变分不等式问题。在粘性解框架下,证明了值函数是该问题的唯一粘性解。展示了数值模拟结果,并讨论了不同参数下的最佳引进时间。

    2020年05期 v.48 756-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 1257K]
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经济与管理科学

  • 基于结构方程模型的在线交互机制

    尤建新;王岑岚;Tala Mirzaei;宫华萍;

    以价值共创为出发点,通过构建偏最小二乘法-结构方程模型(PLS-SEM)并验证,在线交互学习平台扮演着调节变量的角色。在线交互有助于用户社交价值的持续提升,进而增强用户粘性。在交互平台的调节作用下,通过直接影响和间接影响的对比揭示了行为参与和认知参与对于4个维度的价值产生影响;而情感参与仅对社交价值有局部影响。研究结论揭示了平台在线交互的内在机制,对于改进交互平台的设计具有积极作用。

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  • 考虑数量折扣的多周期供应商选择决策

    周健;邹士鑫;解紫苏;

    针对一条由一个主导制造商、多个上游供应商组成的供应链,为了尽可能降低制造商采购时的总成本,结合产品的价格、质量、交付三大因素,以供应商生产能力、供应商数量折扣、供应商与制造商关系维持和制造商的库存能力等为约束条件,综合考虑制造商的采购成本、质量因素带来的销售损失和交付因素影响的库存成本,为制造商建立了多目标的多周期订单分配整数线性规划模型,通过算例对三个目标进行权重分析,通过Lingo17.0得到模型的最优解,为制造商提供一个多周期订单决策的框架。最后,对模型中几个重要的影响参数进行了灵敏度分析,并为制造商与供应商提出了一些参考建议。

    2020年05期 v.48 771-778页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K]
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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,有关投稿要求及注意事项如下:

    2020年05期 v.48 779页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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