• 2014年第2期文章目次
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    • >土木工程与建筑学
    • 提高钢筋混凝土剪力墙抗震性能的思想与方法

      2014, 42(2):0167-0174. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.001

      摘要 (1655) HTML (23) PDF 1.07 M (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢筋混凝土剪力墙是高层结构的主要抗侧力构件之一.位于结构底部的剪力墙承受较大的轴力、剪力和弯矩.高轴压下的剪力墙在强震作用下易发生剪切或压溃破坏,震后难以修复.如何提高底部剪力墙的抗震性能,是高层结构抗震设计的关键问题之一.从2010年智利地震和2011年新西兰地震中剪力墙震害现象出发,分析了可能引起剪力墙破坏的主要原因,详细介绍了改善剪力墙抗震性能的思想与常用设计方法.同时,针对目前超高层结构中采用的内置钢板组合剪力墙,利用数值模拟进行了参数化分析.研究表明,内置的钢板可以有效地改善剪力墙构件的受压行为,可以明显提高构件的承载力、延性和耗能能力,能有效地改善钢筋混凝土剪力墙的抗震性能.

    • 带可更换连梁的双肢剪力墙抗震性能试验研究

      2014, 42(2):0175-0182. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.002

      摘要 (927) HTML (2) PDF 993.00 K (1101) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了1个带有传统连梁的双肢剪力墙试件和1个带有可更换连梁保险丝的新型双肢剪力墙试件,通过低周反复加载试验对2个试件进行了抗震性能对比研究.研究表明,带有可更换连梁的新型剪力墙和传统剪力墙具有相同的承载力,其等效黏滞阻尼大于传统剪力墙,强度退化小,而且新型剪力墙能够将连梁的受损位置集中在保险丝,便于震后更换.

    • 现浇板框架抗震性能的试验研究及理论分析

      2014, 42(2):0183-0189. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.003

      摘要 (1151) HTML (14) PDF 888.67 K (1003) 评论 (0) 收藏

      摘要:以现浇板对空间框架结构抗震性能的影响为主要研究内容,开展了空间框架结构的水平低周反复抗震试验.对框架结构的破坏情况、滞回曲线,以及现浇板纵向钢筋应变、梁端弯矩和现浇板受拉有效翼缘宽度进行了分析.分析结果表明,由于现浇板参与工作,框架无法形成“强柱弱梁”的破坏机制;现浇板框架结构的耗能能力较好;现浇板纵筋应变随层间侧移角的增大而增大,表明板参与框架结构受力的程度逐步增强;现浇板的参与使得框架梁端弯矩提高.最后利用拉压杆模型对现浇板受拉有效翼缘宽度进行推导,所得公式与实际情况符合良好,能够有效反映现浇板参与结构抗震工作的情况,可以用于工程实际使用.

    • 预制再生混凝土框架模型模拟地震振动台试验

      2014, 42(2):0190-0197. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.004

      摘要 (1476) HTML (15) PDF 1.02 M (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用不同地震波,通过模拟地震振动台对首例1/4缩尺再生粗骨料取代率为100%的预制再生混凝土框架模型进行了3种地震波输入试验.通过白噪声扫描得到了该模型结构的自振频率、结构振型、阻尼比等动力特性,研究了加速度、楼层剪力、位移动力反应,记录了结构在试验中的开裂等现象.试验分析表明,随着地震动峰值强度的增加,模型呈现自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数逐渐降低、楼层剪力逐渐增大的趋势;在弹塑性阶段后期,后浇节点刚度退化迅速,层间位移明显增大.采用层间位移作为评估标准,对预制再生混凝土框架的抗震能力进行了评价,表明预制再生混凝土框架抗震性能良好,但应采取必要措施加强梁柱节点的耗能能力.

    • 基于饱和多孔介质的复杂自由场地震响应分析

      2014, 42(2):0198-0202. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.005

      摘要 (975) HTML (11) PDF 673.30 K (963) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用不可压缩饱和多孔介质的广义Biot理论模型,导出流体饱和两相多孔介质振动问题的有限元方程,并对港珠澳工程沉管隧道段自由场进行数值模拟计算.计算结果表明,相对于传统的单相介质自由场而言,饱和两相多孔介质自由场地表加速度峰值有所降低;实际场地的地形地貌对孔隙水压力有显著影响;多孔材料的渗透系数增大,可能会导致其孔隙水压力降低;同时输入地震作用的大小也会影响场地地震液化的评估.由此可见,基于不可压缩饱和多孔介质的数值模拟方法在场地地震液化分析中可行,其结论可以应用在其他工程场地分析中.

    • 单轴受拉状态下混凝土非局部化细观损伤模型

      2014, 42(2):0203-0209. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.006

      摘要 (1062) HTML (6) PDF 838.21 K (879) 评论 (0) 收藏

      摘要:以非局部化理论和随机损伤力学为基础,从细观机制出发考虑断裂和塑性滑移的影响,提出了非局部细观损伤模型.利用残余应力系数反映塑性滑移对损伤细观机制的影响;利用非局部化比例解决层数敏感性问题.结合细观和宏观两个尺度进行损伤本构模型建模,描述混凝土内部的应变发展、损伤演化以及沿受力方向任一高度处的应力应变关系.基于非局部化比例分析得出的应力应变关系与实验结果符合较好.

    • 波纹腹板H型钢主次梁铰接节点受力性能

      2014, 42(2):0210-0217. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.007

      摘要 (1186) HTML (14) PDF 913.55 K (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:进行了2个波纹腹板H型钢主次梁铰接节点的静力试验,分析了节点的静力承载能力,研究了节点各截面的内力分布,并将各截面的内力分布试验值与理论公式的计算结果进行对比,验证了理论公式在计算各截面内力分布时的可靠性.提出波纹腹板H型钢主次梁铰接节点各部件的承载力设计公式,通过将节点各部件的设计承载力与试验承载力的结果进行对比,验证了波纹腹板H型钢主次梁铰接节点设计公式的有效性.

    • 桥梁半平行钢丝索的非对称断丝损伤力学模型

      2014, 42(2):0218-0225. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.008

      摘要 (1110) HTML (7) PDF 1013.55 K (908) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁用半平行钢丝索由于外层钢丝的螺旋外形和特殊构造,不能直接应用基于平行钢丝假定的并联模型或钢绞线模型进行力学分析.基于Love曲杆理论,考虑非对称断丝引起的垂直于拉索轴向的侧向位移,以及钢丝间的接触力和摩擦力的影响,建立静力拉伸荷载下半平行钢丝索的非对称断丝力学模型,通过数值计算和参数分析,研究断丝后索体内钢丝拉力分布规律及其影响因素.结果表明,非对称断丝引起明显的钢丝拉力不均匀分布,钢丝间摩擦系数、断丝径向位置对钢丝拉力分布影响最大.

    • 输电钢管塔K型管板节点承载力试验及参数

      2014, 42(2):0226-0231. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.009

      摘要 (1237) HTML (12) PDF 792.25 K (964) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察K型管板节点的受力性能,进行了4个大尺寸无偏心、负偏心K型管板节点的静力试验.结果表明,负偏心节点安全可靠,可用于实际工程;无偏心、负偏心两种节点的受力性能和破坏模式基本相同.同时,对试验加载过程进行了有限元非线性数值分析,研究了各主要参数对节点极限承载力的影响,并将分析结果与各国相关规范建议值进行了对比,提出了K型管板节点的极限承载力计算公式;并对主管轴力和肋板对节点极限承载力的影响进行了评价.

    • 沉管隧道接头三维非线性刚度力学模型

      2014, 42(2):0232-0237. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.010

      摘要 (1206) HTML (26) PDF 732.89 K (1105) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力应变关系,并依据剪力键的相对位移对接头处不同工作模式进行了识别与划分.对不同工作模式下剪力键的受力作用机理进行了分析.利用此计算模型,得到了沉管隧道接头的位移和力的关系曲线,并对沉管隧道接头处不同构件的材料选取给出了建议.

    • 超深基坑工程渗流耦合理论研究进展

      2014, 42(2):0238-0245. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.011

      摘要 (1120) HTML (7) PDF 1.16 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:超深基坑工程的渗流耦合分析是岩土工程分析的重点和难点,涉及渗流耦合模型、渗流理论、土体渗透性以及降水对土体强度的影响等多方面的内容.在总结国内外有关基坑工程渗流耦合理论的基础上,对上述四个方面的内容进行分析、探讨.分析表明,超深基坑工程由于开挖深度深、开挖规模大、围护体系复杂,渗流耦合模型不仅要反映复杂的应力路径、土体的非线性特性,还要能反映渗流场与应力场相互耦合作用;在较高水力梯度作用下,超深基坑工程的渗流有可能偏离Darcy定律,由非饱和土饱和土不透水层组成的混合土层的渗透系数不再是一个常数,而是应变场的函数;试验表明,超深基坑工程降水对土体强度的影响不能忽略.探讨降水量与土体强度参数之间的定量关系是超深基坑工程渗流耦合分析的又一重要研究方向.超深基坑工程的渗流耦合分析迫切需要在渗流耦合模型、渗流理论、渗透系数动态变化等方面进行改进或创新,以满足工程实际的需要.

    • >交通运输工程
    • 行人流场论

      2014, 42(2):0246-0251. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.012

      摘要 (1157) HTML (18) PDF 685.54 K (1211) 评论 (0) 收藏

      摘要:相比于车辆,行人的移动更灵活,表现更智能.通常行人是在综合评价其周边行人环境和预评估该环境演化的基础上移动以获得最佳效果.如何定量描述行人的移动是行人流模型研究的一个重点和难点.从场的观点出发描述行人流,将行人的主动智能转化为被动的由假想的行人场施加于行人所处位置的场强,从而得以在行人流模型中定量考虑行人的智能.结果表明,许多实际的行人现象,如行人流的出口处双向摆动、行人道自生成、行人的靠右行驶产生的人群分离等,皆可在仿真层面得到较好再现.

    • 起讫点矩阵与产生吸引点矩阵的相互转换

      2014, 42(2):0252-0258. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.013

      摘要 (1279) HTML (10) PDF 884.65 K (1059) 评论 (0) 收藏

      摘要:对起讫点(OD)矩阵与产生吸引点(PA)矩阵的关系做了深入辨析,指出二者经常对应于不同的时间区间.通过对高峰小时系数局限性的分析,明确了出行分类的必要性,并提出了基于出行链与出行目的构成的分类比例推算方法.进而通过分时出发与到达系数,建立全日PA矩阵与高峰小时OD矩阵之间相互的线性变换关系,并在理论上论证了由OD矩阵推算PA矩阵的可行性.为便于实现,编写了由OD矩阵转换为PA矩阵的人机交互程序,最后通过算例检验了理论成果的有效性.

    • 城市道路间断流行程时间双峰分布

      2014, 42(2):0259-0265. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.014

      摘要 (1094) HTML (7) PDF 911.34 K (1253) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统行程时间单一概率分布研究基础上,提出了城市间断流行程时间概率分布模型.以正态分布和对数正态分布为典型分布,提出了6种不同的双峰概率分布函数,并利用最小二乘法和Frank Wolfe算法进行建模和参数拟合.研究结果表明,双峰概率分布函数能够很好地拟合并反映城市道路间断流行程时间概率分布特征,突显其与连续流单一概率分布之间的差异性.研究结果为城市路网路径选择问题提供新的路段阻抗确定方法,也能够为交通分配提供新的路段行程时间概率函数.

    • 冲击碾压处理滨海粉细砂地基试验研究

      2014, 42(2):0266-0271. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.015

      摘要 (983) HTML (11) PDF 750.69 K (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托海南省某滨海旅游公路,利用标准贯入试验、重型动力触探试验等原位测试和压实度、弯沉等检测结果,以及地下水位、孔隙水压力和地表沉降等实时监测数据,对滨海粉细砂地基进行冲击碾压的试验研究,探讨冲击碾压处理滨海粉细砂地基的有效性以及合理的施工工艺.研究结果表明,采用冲击碾压有效处理粉细砂地基的关键在于以浅层饱和粉细砂地基中超静孔隙水压力消散率至少达到70%作为实施下一轮次冲碾的控制标准.合理的施工工艺不仅能有效提高粉细砂地基强度,而且可消除浅层粉细砂地基的液化.冲击碾压后,2 m深度范围内粉细砂地基土的压实效果显著.

    • >环境科学与工程
    • 溴离子对NDMA前体物Chlortoluron的

      2014, 42(2):0272-0277. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.016

      摘要 (1194) HTML (11) PDF 868.22 K (989) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同pH下,投加不同浓度的外加溴离子时,NDMA前体物—Chlortoluron的氯化动力学降解情况.实验结果表明,在pH分别为6,7,10,Chlortoluron浓度为9.4 μmol·L-1,Cl2浓度为188.0 μmol·L-1的条件下,控制投加不同浓度的溴离子时,Chlortoluron的降解仍然符合拟一级动力学模型.当pH分别为6,7时,Chlortoluron的降解速率随着外加溴离子浓度的增加而增大,外加溴离子浓度相同时,偏酸性的环境使Chlortoluron的降解速率更快,这可能与反应体系中HOBr的生成有关.当pH为10时,溴离子浓度的变化对Chlortoluron的降解速率没有显著影响,可能是ClO-与Br-基本不发生反应,从而没有生成HOBr.根据对反应体系的动力学分析,求解了在本实验条件下,不同pH时拟一级反应动力学常数kobs与[Br2]/[Cl2]的线性关系,进而通过求解常微分方程组计算了HOBr与Chlortoluron的反应速率常数(k5=(1.95±0.44)×105).这也从动力学的角度解释了外加溴离子时Chlortoluron氯化速率显著增大的原因.

    • 紫外光浸入式照射对铜绿微囊藻的去除

      2014, 42(2):0278-0282. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.017

      摘要 (1077) HTML (9) PDF 709.89 K (787) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过与常规照射方式对比,研究185 nm紫外光浸入铜绿微囊藻溶液中接触式照射对铜绿微囊藻光密度、叶绿素a、可溶性蛋白及细胞结构的影响,考察不同初始质量浓度及通入空气量对各指标去除效果的影响.结果表明,光密度、叶绿素a质量浓度、可溶性蛋白质量浓度最终分别下降87.1%,99.8%和99.7%,去除效果明显优于常规方式的紫外照射.随着初始值的增加,叶绿素a的去除率,可溶性蛋白的降解速率减慢.通气量增加,各指标去除率有所增加,但差异不显著,在浸入照射方式下,氧对紫外光作用的催化效果不明显.185 nm紫外光使铜绿微囊藻的细胞结构短时间受损,胞内物质结构及胞外物质均产生显著变化,藻细胞畸变.185 nm紫外光在浸入方式下,短时间可以有效灭活藻细胞,降低其生理活性及生长速率.浸入式照射的强氧化性使各指标去除效果明显优于常规方式的紫外照射,并在后续培养中未出现光复活现象.

    • 基于用户水质投诉信息的供水管网污染源追踪定位

      2014, 42(2):0283-0286. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.018

      摘要 (1072) HTML (7) PDF 521.96 K (620) 评论 (0) 收藏

      摘要:突发性水污染事故事发突然,污染物扩散迅速,对供水管网水质安全危害巨大.在缺乏足够水质监测设备的城市,用户对管网的水质投诉信息可及时反映管网水质情况.根据用户水质投诉的位置信息,利用改进的污染矩阵法查找管网候选污染源节点,再通过概率理论分析各候选污染源节点中是污染源的可能性,最后采用波达法则和数据标准化法两种方法评价最具可能性污染源.该方法的可行性和有效性通过某市管网实例进行了验证.

    • >机械、 车辆与能源工程
    • 旋转孤立车轮局部流场的影响评价

      2014, 42(2):0287-0291. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.019

      摘要 (1204) HTML (11) PDF 691.78 K (1083) 评论 (0) 收藏

      摘要:以简单孤立车轮为研究对象,在静止和旋转工况下,对有侧偏角和无侧偏角时车轮周围的流场结构进行数值分析和试验验证.计算采用定常雷诺时均NavierStokes方程,试验在1∶15的模型风洞中进行.不同工况下车轮周围流场、表面压力系数、气动阻力系数和升力系数等数据的分析结果表明,车轮的旋转会对流场产生巨大影响.车轮旋转使总体压差减小,气动阻力和气动升力下降,气动性能得到改善.

    • 工艺相图在汽车内板件冲压工艺设计中的应用

      2014, 42(2):0292-0297. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.020

      摘要 (978) HTML (13) PDF 729.77 K (993) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对汽车内板件的成形特点,运用Dynaform软件和正交设计模拟不同工艺参数下的成形过程,采用BP(back propagation)神经网络建立工艺参数与成形缺陷之间的网络关系,从而确定合理的工艺参数范围.实验结果表明,工艺相图能够真实地反映板料冲压成形的过程,并对实际的生产具有很好的指导作用.

    • 框式玻璃幕墙热工性能的数值模拟方法

      2014, 42(2):0298-0304. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.021

      摘要 (1058) HTML (21) PDF 910.98 K (1074) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了框式玻璃幕墙的稳态传热机理和光学性能,运用差分法建立了玻璃体系的传热和光学性能数值计算模型,基于二维稳态热传导理论推导并建立了框体系在对流、辐射等边界条件及其耦合作用下的热工性能有限元计算模型.采用Visual C++和ObjectARX.对AutoCAD进行二次开发,研发了框式玻璃幕墙热工性能计算软件.通过与多种商业软件的计算对比,验证了文中计算理论和数值方法的正确性.

    • 夏季遮阳对建筑制冷照明能耗的影响

      2014, 42(2):0305-0309. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.022

      摘要 (982) HTML (5) PDF 649.19 K (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:对3种不同遮阳特性的典型卷帘进行了遮阳系数和光学性能的实验测定.提出制冷照明综合能耗以及综合节能系数,构建了相应的典型房间尺寸和窗墙比,以此就遮阳装置对于制冷和照明能耗的全面影响进行综合研判.结果表明,可见光透过率高,遮阳系数低的卷帘更为节能.当窗墙比分别为0.3和0.5时,与标准玻璃相比,所研究卷帘的节能率达到66%和47%.当窗墙比为0.3,使用荧光灯时,对卷帘的开启度进行控制优化较之没有控制的情况节能5.4%.如采用光效较低的卤钨灯,节能率可达20.7%.基于模拟计算结果,在考虑光热环境的情况下节能的遮阳装置应该具有较高的可见光透过率和太阳能直接反射比.

    • 建筑调湿材料吸放湿速度变化规律

      2014, 42(2):0310-0314. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.023

      摘要 (1083) HTML (4) PDF 633.38 K (794) 评论 (0) 收藏

      摘要:实验测得了4种建筑材料样品在不同相对湿度条件下的平衡含湿量.将4种样品置于环境参数不同的恒温恒湿环境中进行12 h吸湿12 h放湿的吸放湿周期试验,测得了样品在各个环境条件下吸(放)湿过程中每小时的吸(放)湿量.实验结果表明,在样品所处环境相对湿度相同时,各实验样品的量纲为一的吸放湿速度是时间的同一幂函数.数值拟合得到了环境相对湿度分别为95%和75%时样品的量纲为一的吸放湿速度的表达式.给出了样品在恒温恒湿环境(风速在2.0 m·s-1以下)中材料每小时吸放湿量计算值的相对误差.

    • >电子、计算机、 控制与系统
    • 差分侧信道密码分析中泄露模型的线性回归分析

      2014, 42(2):0315-0319. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.024

      摘要 (1626) HTML (21) PDF 638.42 K (1176) 评论 (0) 收藏

      摘要:从统计学线性回归模型的角度研究密码设备差分侧信道分析攻击中泄露模型的建模及估计,在不需对设备信息泄露有提前了解的情况下,得出线性回归泄露模型,克服了传统泄露模型的局限性.首先,分析能耗泄露的随机模型从而构建线性回归模型,然后用最小二乘估计和最小一乘估计两种方法求解线性回归模型的系数,最后基于八位控制器PayTVAES智能卡平台实现能耗泄露的建模及系数估计.通过对两种求解方法结果的比较,提出最小二乘估计比最小一乘估计更适合用于泄露模型的线性回归分析;通过对被估模型系数曲线的分析,提出线性回归分析可以用于测量数据的预处理,以提高泄露模型建模效率.

    • 相变控温光伏电池组件

      2014, 42(2):0320-0324. DOI: 10.3969/j.issn.0253-374x.2014.02.025

      摘要 (966) HTML (19) PDF 611.16 K (880) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别以低温石蜡和聚乙二醇作为相变控温材料与光伏电池结合制备相变控温光伏组件(PV/PCM).实验研究了两种相变材料、聚乙二醇用量以及相变导热结构对组件的控温效果;实验室与现场测试了PV/PCM组件的温度光辐射功率曲线.研究表明,聚乙二醇作为相变控温材料效果更佳;增加相变材料用量,控温时间延长,但两者间并非线性关系;采用钢丝束能有效加强传热效果.聚乙二醇PV/PCM组件的最大冷却度达30 ℃,冷却时间可达6 h,组件的开路电压提高6%,功率提高10%.

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