• 2016年第9期文章目次
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    • >土木工程与建筑学
    • 国外高层木结构研究综述

      2016, 44(9):1297-1306. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.001

      摘要 (2284) HTML (21) PDF 1.46 M (1160) 评论 (0) 收藏

      摘要:整理和分析了国外高层木结构研究现状,重点介绍了适用于高层木结构的正交层板胶合木(CLT)的最新研究进展,指出纵横交错的层板在承受平面外荷载时,其横向层的滚动抗剪性能需重点关注.针对高层木结构的关键问题,即结构体系、结构抗震与抗风性能、节点连接和抗火性能的研究进展进行了综述,指出结构体系中抗侧力性能、构件间的连接以及力的传递是今后研究的重点;高层木结构抗火性能的研究可以借鉴低层和多层木结构,但高度和人群密集的影响需特别关注.最后,对我国高层木结构的发展进行了展望,对关键问题进行了分析和总结.

    • 形截面压弯钢构件板组弹塑性相关屈曲分析

      2016, 44(9):1307-1315. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.002

      摘要 (904) HTML (13) PDF 1.12 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立轴压力和水平荷载作用下焊接H形截面钢构件有限元分析模型以模拟板组弹塑性相关屈曲性能,改变轴压比、翼缘宽厚比、腹板高厚比及翼缘腹板厚度比等参数,进行一系列非特厚实截面钢构件弹塑性局部相关屈曲非线性有限元分析,获得一系列极限弯矩比与这些参数的相关曲线,表明极限弯矩比随轴压比和翼缘宽厚比增大而明显降低.得到精度较高的正则化极限弯矩比拟合公式,基于整体和局部等稳原则导出板组容许宽厚比相关曲线.在某些条件下,钢结构设计规范的翼缘和腹板宽厚比限值可能超出容许宽厚比相关曲线限定的参数范围.

    • 双钢板-混凝土短肢组合剪力墙抗震性能试验

      2016, 44(9):1316-1323. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.003

      摘要 (1014) HTML (24) PDF 1.13 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:对4个双钢板混凝土短肢组合剪力墙试件进行了试验,考虑了单调、循环两种加载方式以及1.0、2.0两种剪跨比,研究了该类墙体的破坏模式、延性、刚度、承载力、耗能等抗震性能指标.试验结果表明:组合剪力墙在加载过程中经历了混凝土的开裂和压溃、钢板的屈曲和屈服甚至断裂,其破坏模式属于典型的弯曲控制型破坏;组合剪力墙的位移延性系数均超过3.0,试件具有较好的变形能力;剪跨比为2.0的组合剪力墙具有更好的延性;循环加载组合剪力墙表面钢板的屈曲和混凝土的严重损伤,致使其耗能较差;循环加载组合剪力墙的极限荷载、延性系数较单调加载组合剪力墙均降低10%以上.提出限制表面钢板屈曲的优化建议.

    • 基于固有模态的单层球面网壳减震控制

      2016, 44(9):1324-1332. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.004

      摘要 (1263) HTML (19) PDF 1.11 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:简要介绍并总结了目前大跨度空间结构多重调频质量阻尼器(MTMD)减震控制的发展过程及研究现状.建立了网壳结构MTMD减震控制系统动力学基本方程并进行解耦分析,进而提出了基于控制特定的固有模态的单层球面网壳结构分布多重调频质量阻尼器(DMTMD)减震设计方法与步骤.建立了一个单层球面网壳数值模型,分别考虑水平、竖向地震输入两类工况,对不同震动控制方案的网壳采用El Centro波进行时程分析,并对计算结果进行分析对比.计算结果表明,该减震控制方法可以有效减小结构地震响应.同时,根据数值计算结果,总结提出了一些关于减震控制效果优化的建议.

    • 铝合金构件高强螺栓牙板连接性能试验

      2016, 44(9):1333-1339. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.005

      摘要 (700) HTML (14) PDF 925.26 K (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要对铝合金构件采用高强螺栓牙板连接进行初步试探性的理论分析和试验研究.分析结果表明:连接承载力与螺栓预压力、板件厚度、牙纹规格等因素有关,并初步得出了承载力的计算公式.进行了4组铝合金构件高强螺栓牙板连接的抗剪承载力试验,试验结果表明:高强螺栓牙板连接具有变形小、承载力高等特点,而且较普通的摩擦型高强螺栓连接承载力有明显提高,主要是因为“牙板”增大了受力方向的抗滑移系数.

    • 斜拉桥易损性分析的合理地震动强度指标评估

      2016, 44(9):1340-1346. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.006

      摘要 (856) HTML (24) PDF 858.99 K (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:以迫龙沟特大跨斜拉作为工程背景,用OpenSEES开源程序建立考虑多重非线性效应的有限元模型,从太平洋地震工程研究中心(PEER)中选择80组地震波纵向和横向输入.通过高效性、实用性、熟练性、充分性以及灾害可计算性等5个指标,详细讨论并比较了峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、和结构一阶周期、0.2 s以及1.0 s对应的加速度反应谱数值(SaT1、Sa02、Sa10)作为地震动强度指标的优缺点.结果表明,PGA具有最好的充分性和实用性,在高效性和熟练性上也表现得很好,因此是最为合理的斜拉桥地震动强度指标.

    • 地面效应对近流线型断面静气动特性的影响

      2016, 44(9):1347-1355. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.007

      摘要 (707) HTML (6) PDF 1.05 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:以风洞试验和计算流体动力学(CFD)相结合的方法,对存在地面效应的近流线型断面的静气动力特性(静三分力系数、St数)进行研究.首先,基于风洞试验获得近流线型断面在不同风攻角下的静气动参数随离地高度的变化规律,试验结果表明,地面效应将对断面静气动力特性产生不利影响.其次,采用CFD识别各试验工况下断面的绕流特征及静气动参数,分析了不同风攻角下地面效应对近流线型断面静力三分力系数的影响机理,数值分析表明,地面附面层带来的影响总体上减缓了桥梁下腹板与地面之间区域的流速,局部负压区的强度及尺度加强及增大,并增加了驻点处的压力.

    • 原位十字板试验测得的软粘土灵敏度

      2016, 44(9):1356-1362. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.008

      摘要 (1396) HTML (18) PDF 914.14 K (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:收集了国内两个地区(上海和杭州湾)以及美国和日本一些地区软粘土的勘察数据,对原位十字板试验(FVT)和无侧限抗压强度试验(UCT)这两种试验所测得的灵敏度和强度进行了详细的对比与分析,并对重塑方式的影响进行了研究.发现这些地区普遍存在FVT试验得到的灵敏度要明显小于UCT试验结果,会严重低估软粘土的灵敏度;而原状土强度和重塑土强度均要大于UCT试验结果,重塑土强度尤其明显.其中重塑方式是一个重要影响因素.研究还发现FVT试验得到的重塑土强度、灵敏度与土的液性指数的相关性随着液性指数的增大而明显变差,与一些广泛使用的经验关系也差别较大.这些结果应该引起工程界的重视.

    • 寒区隧道保温层铺设长度的计算方法

      2016, 44(9):1363-1370. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.009

      摘要 (996) HTML (16) PDF 1.07 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前寒区隧道保温层铺设长度的设计要求隧道洞内温度场已知,为克服设计时暂无洞内气温实测资料的问题,基于由隧道进、出口气象条件及隧道地形条件求解的温度场解析解,提出了一种保温层铺设长度的计算方法.首先根据由隧道进口气象参数得到的洞内空气年温度振幅与由出口气象参数得到的洞内空气年温度振幅相等这一条件,计算得到受进出口气象影响的临界长度lM.当距隧道进口的长度小于临界长度lM时,利用进口气象参数计算隧道进口段围岩及衬砌温度场;当距隧道进口的长度大于临界长度lM时,利用出口气象参数计算出口段围岩及衬砌温度场,然后由隧道温度场中初期支护与围岩交界面出现0 ℃的位置确定保温层铺设长度.在铺设保温层后,洞内空气与围岩的对流换热发生变化,根据未铺设保温层和铺设保温层两种情况下的流入控制体的能量相等的条件,推导了保温层铺设长度的修正系数,从而计算出保温层铺设的最终长度.结合实际工程,利用提出的方法计算出保温层铺设长度,分析了关键参数对铺设长度的影响,结果表明:铺设长度随着地温梯度的增加逐渐减小,铺设长度随洞内风速的增加迅速增大.

    • 海洋环境下混凝土方桩使用寿命预测模型

      2016, 44(9):1371-1376. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.010

      摘要 (708) HTML (11) PDF 766.23 K (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Fick第二定律,建立了考虑扩散系数时变性、荷载对扩散系数影响和氯离子结合能力的氯离子扩散方程;通过求解扩散方程得到考虑多因素影响的混凝土方桩使用寿命预测模型;并分析了桩的保护层厚度、裂缝控制宽度、表面氯离子浓度和临界氯离子浓度等因素对桩的使用寿命的影响.分析结果表明:得到的氯离子扩散方程与实测数据吻合较好;对于设计使用寿命为50年的混凝土方桩,保护层厚度应大于45 mm,桩身裂缝宽度不宜大于0.1 mm.

    • 海平面上升对长江口波浪影响的预测与分析

      2016, 44(9):1377-1383. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.011

      摘要 (1203) HTML (12) PDF 893.11 K (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于MIKE 21 SW建立了长江口波浪数学模型,采用实测资料对波浪模型进行了验证,分别模拟当前海平面和海平面上升0.5,1.0,1.5 m情景下的不同风向下的波浪分布,比较分析了波浪随海平面上升的变化特征,长江口波浪随海平面上升的一般特征为:波高和周期变化过程与潮位变化过程一致,波高增量高水位时大于低水位;口内波高增量明显小于口外,滩地增量最大,滩地迎风向的波高增量比背风向大;波周期变化特征与有效波高相似,但变幅明显小于波高变幅.

    • >交通运输工程
    • 基于改进壳-柱模型的盾构隧道饱和地基动应力解

      2016, 44(9):1384-1390. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.012

      摘要 (1271) HTML (14) PDF 857.88 K (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有壳柱模型无法考虑盾构隧道壁后注浆层的问题,分别采用无限长的双层圆柱壳模拟盾构隧道衬砌和壁后注浆层,中空圆土柱模拟饱和地基,基于Flügge圆柱壳理论和Biot波动理论,结合边界条件,求解隧道内作用固定简谐荷载时饱和地基中的动应力,并分析其分布规律及注浆层对土体动应力的影响.结果表明:隧道注浆层底部土体径向正应力τrr和孔压Pf幅值随着与荷载的轴向距离增大而减小,剪应力τrz随距离增加先增大后减小,至3D(隧道直径)时地基动应力接近于0;土体的渗透性越差,径向正应力和孔压幅值越大,但当土体渗透系数k小于10-5 m?s-1时,渗透系数的进一步减小对地基动应力幅值的影响不大;隧道壁后注浆层能减小土体径向正应力和孔压(约5%~8%);注浆层下方同一点土体径向正应力和孔压幅值均随着注浆层厚度增加而线性减小;而注浆层的弹性模量在一定范围内(50~650 MPa)变化时对其几乎无影响.

    • 计及动车组多种工况的牵引网谐波分析与抑制

      2016, 44(9):1391-1397. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.013

      摘要 (719) HTML (10) PDF 992.62 K (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用多导体传输线等效降阶法建立了CRH2型动车组和某实际复线自耦变压器(AT)牵引网车网联合仿真模型,仿真分析了动车组处于固定位置、动态运行、不同工况、不同功率时各种因素对牵引网谐振频率以及谐振点处谐波电流放大倍数的影响规律,并通过部分实测数据验证了所建模型和分析方法的有效性.最后提出采用C型滤波器来抑制谐波电流,在确保装设滤波器后车网系统达到良好电气匹配的基础上,给出了滤波器电气参数设计和安装位置选取方法,并对最佳位置分区所(SP)处加装滤波器后的牵引网谐波电流放大抑制效果进行了仿真验证.

    • 基于马尔可夫模型的交叉口两难区自适应控制

      2016, 44(9):1398-1406. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.014

      摘要 (1315) HTML (31) PDF 1.18 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于马尔可夫模型的信控交叉口两难区自适应控制方法.根据实时监测的两难区内车辆数据,采用马尔可夫模型主动预测陷入两难区内车辆数的概率分布,提出采用基于n近邻的状态转移矩阵的更新框架,并综合考虑相位时长,建立相位延长和切换时两难区内当量车辆数的计算模型,进而以相位切换的风险概率为准则,采用即时决策的交通控制自适应调整相位时长.以广州市某交叉口进行VISSIM仿真实验,在不同强度的交通条件下,验证提出方法的效用并进行参数敏感性分析.仿真结果表明经过模型参数校准后,提出的控制方法在有效减少陷入两难区内的车辆数的同时,可减小交叉口的平均延误.

    • 地铁车站乘客疏散出口选择行为仿真建模

      2016, 44(9):1407-1414. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.015

      摘要 (1295) HTML (23) PDF 1.22 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地铁车站乘客疏散过程中的出口选择行为受到自身感知和判断能力的制约,且可能会根据当前位置和出口实时状况重新选择出口,提出一种出口动态选择模型,模型引入感知因子和判断系数反映乘客的感觉和知觉能力,采用动态比较过程和预测决策过程来模拟乘客的出口选择和出口变换行为.以某地铁车站站台层为场景分析乘客的感知和判断能力对出口选择、出口变换行为及疏散效果的影响.仿真结果表明:模型参数可以有效调节乘客的出口选择和出口变换行为,进而影响疏散结果.当车站视野不佳或乘客偏好等待时,需要引导乘客从拥堵的出口到通畅的出口进行疏散;而当车站视野良好且乘客偏好走行时,需要引导乘客选择适当的出口,并在等待时多一些耐心.

    • 土地利用混合度对轨道交通车站客流的影响

      2016, 44(9):1415-1423. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.016

      摘要 (1192) HTML (13) PDF 1.16 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对土地利用混合程度如何影响轨道交通车站客流的问题,建立非线性回归方法对其进行量化研究.采用递远递减权重和相邻车站重叠区域人口分配权重来计算加权人口,并以车站客流/加权人口作为因变量,从而分析由土地利用混合程度引起的车站客流变化.构建最小二乘支持向量机模型来分析土地利用混合程度、岗位居住人口比以及车站客流间相互关系.最后,以日本东京都109个车站的实际数据进行案例分析,案例结果表明土地利用混合程度对车站客流影响较弱,而岗位居住人口比与车站出站客流呈现显著正相关.因此,客流预测过程中应以岗位居住人口比代替土地利用混合程度作为关键因素.

    • >环境科学与工程
    • 漂浮型光催化剂制备及其除藻性能初探

      2016, 44(9):1424-1429. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.017

      摘要 (737) HTML (6) PDF 833.23 K (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:以膨胀石墨为载体,蔗糖为外覆炭层前驱物,采用溶胶炭化一步制备膨胀石墨复合炭基氮、磷共掺杂二氧化钛复合材料(NPTEGC),通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、氮吸附比表面积及孔容孔径分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射光谱仪(UVvis DRS)、X射线光电能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等分析手段进行材料表征,考察不同煅烧温度制备的材料的除藻性能.实验结果表明,NPTEGC复合材料具有蠕虫状的空间结构,表面覆有均匀的二氧化钛颗粒.氮、磷以掺杂的方式进入二氧化钛晶格,其中氮主要通过取代氧的方式,而磷主要通过取代钛的方式.掺杂后复合材料的光能吸收率明显提高.考察不同煅烧温度下制备的NPTEGC材料对铜绿微囊藻的去除性能发现,相对于无催化剂和无光催化负载的情况,复合材料NPTEGC的除藻性能有明显提高,其中以450 ℃下制备的NPTEGC除藻效果最好,9 h的藻细胞去除率在98 %以上.另外,漂浮型的材料易被分离回收,更有利于光能转化,在环境污染治理中应用前景广阔.

    • 负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂的除磷

      2016, 44(9):1430-1435. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.018

      摘要 (733) HTML (13) PDF 799.70 K (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:成功制备了负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂(EGFeOH),其最优制备条件为铁浓度0.26 mol?L-1、浸渍时间100min.通过对EGFeOH等温吸附线和动力学研究,发现EGFeOH更加符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,说明EGFeOH的除磷过程以单分子层的化学吸附为主.通过热力学参数ΔHΘ(>0)和ΔGΘ(<0)说明EGFeOH吸附磷过程是自发吸热的,升温在一定程度上会提升EGFeOH的除磷吸附容量.EGFeOH对低浓度含磷水体(5 mg?L-1)有较好的除磷效果.通过吸附过程中溶液pH值变化和傅里叶红外变换光谱(FTIR)等分析手段,联合说明了EGFeOH主要通过离子交换作用和Lewis酸碱相互作用进行吸附除磷.以NaOH为脱附液,实现了对EGFeOH的脱附再生.

    • 岩屑浆液回注场地储层容量及影响半径评估

      2016, 44(9):1436-1443. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.019

      摘要 (907) HTML (10) PDF 905.39 K (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:在连续定量注入方式下针对影响储层容量及影响半径的两个关键参数即不同地层埋深与注入层渗透率,采用数值模拟的方法进行参数敏感性分析.结果表明不同地层埋深及地层渗透率变化对储层容量近似为指数型变化,对影响半径近似为线性变化.因此,在实际工程中对储层容量及影响半径评估时应根据不同的回注量需要综合考虑地层埋深及地层渗透率的影响.

    • >电子、计算机、 控制与系统
    • 具有未知输入非线性系统的自适应观测器设计

      2016, 44(9):1444-1449. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.020

      摘要 (1048) HTML (23) PDF 681.67 K (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对具有未知输入和传感器噪声的的非线性系统,讨论了基于TS(TakagiSugeno)模型的未知输入观测器设计方法.首先,给出了基于非线性系统构造TS模型系数矩阵的计算方法.然后,以TS模型作为设计模型,通过扩展传感器噪声为辅助状态向量的方式,将系统扩展为增维系统.继而,针对TS模型,设计模糊自适应观测器以达到对非线性系统状态,未知输入和传感器噪声同时估计之目的.为此,基于线性矩阵不等式,给出了观测器存在的充分性条件.最后,通过实例仿真验证了此方法的有效性.

    • 基于粒子群-支持向量机的时间序列分类诊断模型

      2016, 44(9):1450-1457. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.021

      摘要 (1203) HTML (20) PDF 1.20 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建一种基于粒子群算法支持向量机(PSOSVM)的磁共振功能成像(fMRI)时间序列分类诊断模型,通过针对脑区多维时间序列数据的深层次分析实现病症患者和健康者的准确判断与区分,为面向fMRI时间序列数据的病症诊断和预测提供有效科学依据.该方法在以下4个方面不同于其他已有相关研究工作:(1) 构建基于自回归模型的脑区多维时间序列数据特征表示;(2) 构建基于支持向量机模型的脑区多维时间序列数据分类机制;(3) 构建基于粒子群算法的分类学习参数寻优策略;(4) 建立融合上述特征表示、优化分类与参数优选模式的fMRI时间序列数据分类诊断模型.通过以精神抑郁症作为实证分析的具体案例,所提出分类诊断模型已取得良好实验效果,展示出其有效性与合理性.

    • >数理科学与化学
    • 有限体积法定价跳扩散期权模型

      2016, 44(9):1458-1465. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.022

      摘要 (1265) HTML (14) PDF 881.56 K (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑有限体积法求解Kou模型下美式跳扩散期权.基于线性有限元空间,构造了向后欧拉和CrankNicolson两种全离散有限体积格式,并采用简单高效的递推公式对偏微分积分方程中的积分项进行逼近.针对美式期权离散得到的线性互补问题(LCP),采用模超松弛迭代法(MSOR)进行求解,并证明了H+离散矩阵下算法的收敛性.数值实验表明,所构造的方法是高效而稳健的.

    • 气动噪声相似关系及在风洞试验中的应用

      2016, 44(9):1466. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.09.023

      摘要 (943) HTML (20) PDF 600.47 K (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究以基本气动噪声源(单极子声源、偶极子声源和四极子声源)向远场辐射声功率和物体运动过程中产生的气动噪声与运动速度、物体特征尺寸、距观测点距离和介质特性等的关系,推出了相似运动物体向远场辐射气动声的相互转换关系式,并利用气动声学风洞对高速列车模型产生的远场气动噪声进行测量,据此关系式从低风速测量结果推出了高风速结果,用试验数据进行验证.研究表明,此关系式反映了原型和模型之间在远场辐射气动噪声的相互关系,对模型试验结果分析和向原型的转换具有一定的借鉴作用.

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