• 2025年第4期文章目次
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    • >土木工程与建筑学
    • 双段消能摇摆钢框架结构抗震性能影响因素与设计方法

      2025, 53(4):513-520. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23288

      摘要 (40) HTML (7) PDF 1.62 M (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:对双段消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素进行了系统的参数分析,基于我国建筑抗震设计规范给出了设计要求。首先,提出了双段消能摇摆钢框架结构的简化分析模型,结合弹塑性地震反应分析结果,验证了简化分析模型的有效性;然后,归纳了影响双段消能摇摆钢框架结构地震反应的量纲一参数,对简化分析模型进行参数分析,基于各参数的影响规律得到了量纲一参数的设计建议范围;最后,提出了双段消能摇摆钢框架结构的设计方法,并结合算例加以验证。结果表明,罕遇地震作用下双段消能摇摆钢框架结构的抗震性能良好,合理设计的双段摇摆钢桁架在地震作用下的构件内力较单段摇摆钢桁架显著降低,与阻尼器配合能够抑制薄弱层的产生,并减小结构地震反应,具有工程可实施性。

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    • 面向韧性的大跨度桥钢筋混凝土桥塔抗震性能设计与控制指标

      2025, 53(4):521-530. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23320

      摘要 (17) HTML (5) PDF 2.21 M (24) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内外大跨度桥钢筋混凝土桥塔在安全性设防地震下的性能目标基本一致,但具体的性能控制指标并不相同。系统分析了震后继续服役结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态的性能要求,提出了面向韧性的结构抗震性能设计指标,包括残余承载力、残余位移、残余刚度和残余裂缝宽度等。基于巴拿马运河四桥,对比研究了首次屈服、等效屈服、有限延性q=1.5以及钢筋拉应变达到0.01或混凝土压应变达到0.004等4种钢筋混凝土桥塔性能控制指标。结果表明,4种性能控制指标所对应的地震动作用强度差异很大,已超过安全性设防地震和功能性设防地震的差异。基于建立的面向韧性的结构抗震性能设计指标,对4种性能控制指标进行评价。首次屈服、等效屈服和有限延性q=1.5等3种性能控制指标均可满足结构震后不需修复或经简单修复即可继续使用的性能目标;我国现行大跨度桥钢筋混凝土桥塔采用的等效屈服指标过于保守,至少可采用有限延性q=1.5;在充分考虑震后刚度折减对伸缩缝、支座、阻尼元件等变形需求的影响后,可采用钢筋拉应变达到0.01或混凝土压应变达到0.004的材料应变性能控制指标。

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    • 非饱和混凝土中钢筋初锈时间的参数敏感性分析

      2025, 53(4):531-538. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23295

      摘要 (15) HTML (3) PDF 1.72 M (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Fick第二定律和Darcy定律建立了氯离子扩散?对流耦合模型,并采用COMSOL Multiphysics软件进行数值求解。探明了每个干湿循环周期内氯离子含量和含水饱和度的变化规律,分析了钢筋初锈时间对各影响参数的敏感性。结果表明,扩散?对流耦合作用导致对流区和峰值氯离子含量的出现。随着暴露时间的增加,峰值氯离子含量明显增加。对流作用仅在混凝土浅层占据主导,氯离子在深层区的传输仍以扩散为主。钢筋初锈时间对临界氯离子含量的变化最为敏感,其次是保护层厚度、氯离子扩散系数、对流区深度和峰值氯离子含量。

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    • 加筋土桥台承载性能及影响因素的模型试验研究

      2025, 53(4):539-547. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23282

      摘要 (10) HTML (2) PDF 2.62 M (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为承载桥梁的下部结构,加筋土桥台的承载性能及影响因素历来备受关注。以桐岳高速公路上某加筋土桥台为原型,完成了4组大比例加筋土桥台的缩尺模型试验,研究了加筋间距、筋材与砌块面板连接形式、填料级配3个因素对桥台承载性能与变形特征的影响。试验结果表明:加筋间距和填料级配(包括最大粒径)是加筋土桥台承载性能的重要影响因素,筋材与砌块面板连接方式(强度)对加筋土桥台变形控制的作用不可忽视。减小加筋间距和改善填料级配,可提升加筋土复合体的整体刚度,减少桥台变形,增强桥台的承载性能;相较于筋材与砌块面板的摩擦连接,机械连接限制了两者的相对位移,增强了加筋土复合体的侧向约束,对减小桥台变形效果显著。

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    • 南京地区基于地铁隧道保护要求的基坑变形控制指标

      2025, 53(4):548-556. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23302

      摘要 (18) HTML (4) PDF 1.72 M (16) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了保障南京软土地区深基坑开挖时邻近地铁隧道安全,有必要提出基于地铁隧道保护要求的基坑施工变形控制指标。基于南京某深基坑工程,开展三维有限元数值模拟,研究了软土深基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响规律。系统性探讨了地铁隧道与基坑相对位置变化条件下隧道变形响应特性,进而提出地铁隧道最大水平位移计算公式。根据地铁隧道保护要求,划分了基坑开挖对隧道的影响区,从而提出基于地铁隧道保护要求的基坑围护水平变形控制标准。

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    • 土压平衡盾构非满舱气压辅助施工螺旋输送机闭气能力分析

      2025, 53(4):557-564. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23314

      摘要 (8) HTML (2) PDF 1.46 M (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对压缩空气沿着螺旋输送机出口方向逃逸导致难以在压力舱内建立起稳定气压的问题,基于Geostudio Air/w软件建立压缩空气在压力舱?螺旋输送机中的气?水?固耦合计算模型,分析不同空气压力、渣土性质及盾构压力舱空舱高度下压缩空气对螺旋输送机出口处渗气率的影响。结果表明,渣土渗水系数和舱内压缩空气压力是影响压力舱内压缩空气逃逸的2个主要原因,渣土改良可以降低渣土渗水系数,从而提高空气压力。当渣土渗水系数从6×10-6 m·s-1逐渐降低至6×10-8 m·s-1时,压力舱保压能力从130 kPa线性增长至240 kPa;当渣土渗水系数进一步降低且小于4×10-8 m·s-1时,压力舱保压能力可以达到300 kPa。螺旋输送机的内部构造可有效降低压缩空气的逃逸,未考虑螺旋输送机结构内部特征时的渗气率是考虑时渗气率的7倍以上。

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    • 干湿循环作用下非饱和压实黄土变形和电阻率特征的室内试验

      2025, 53(4):565-573. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23356

      摘要 (7) HTML (4) PDF 2.14 M (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展了干湿循环作用下非饱和压实黄土变形和电阻率特征的室内试验。首先,获取经历5次干湿循环过程的试样体积变形和电阻率特征以及干燥后表面裂隙;其次,采用恒应变速率法研究不同含水率试样的压缩性质,同时获取电阻率特征;最后,开展了核磁共振和扫描电镜测试以探究试样微观特征。结果表明,随着干湿循环次数的增加,试样膨胀应变和裂隙比增大,而电阻率减小,并均趋于稳定;3次干湿循环后试样的屈服应力明显减小,弹、塑性压缩指数增大;随着干湿循环次数的增加,土体内部小孔隙数量明显增加,中、大孔隙数量变化不明显。

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    • >交通运输工程
    • 基于仿真优化的超大城市内涝场景交通疏导优先级评估

      2025, 53(4):574-581. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23310

      摘要 (18) HTML (7) PDF 1.10 M (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有研究对动态交通系统刻画精度低、忽视内涝点位间相互作用等不足,提出一种基于仿真优化的城市内涝疏导优先级评估方法。以最大化路网用户平均行程时间为目标,以内涝路段为决策变量构建0?1规划问题;将疏导优先级评估转化为离散优化问题,通过搜索疏导点位组合刻画点位间相互作用。采用中观交通仿真软件DynusT进行路网精细化建模,并利用快速机器学习模型作为代理,实现仿真优化闭环算法,求解路段疏导优先级。最后,以广州市中心城区为例构建仿真模型并进行验证。结果表明,按优先级排序治理后,路网用户平均行程速度较现有方案提升28.72%,验证了方法的准确性。

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    • 基于效用的大型综合客运枢纽智能交通出行链技术

      2025, 53(4):582-588. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23448

      摘要 (10) HTML (2) PDF 687.16 K (16) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,基于效用理论的大型综合客运枢纽智能交通出行链受到广泛关注。提出旅客交通出行效用模型,基于数据挖掘技术、用户画像技术精准识别枢纽旅客出行需求,并给出典型用户优先过滤推荐算法和信息动态更新策略;针对大客流情景建立交通系统效用模型,提出基于交通系统效率最优的智能交通出行链,均衡各交通方式;当交通系统服务正常运行时,为了避免交通系统共振,建立旅客端与交通系统端效用均衡最优的双层规划模型。最后,经“畅行虹桥”APP测试验证,采用智能交通出行链后,总体交通方式转变率约0.050,出行链满意度总体得分提升率为0.160,出行时间变化率减少0.056。

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    • 时变路网下同时配集货车辆-无人车协同配送路径问题

      2025, 53(4):589-599. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23298

      摘要 (13) HTML (2) PDF 1.43 M (14) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对时变路网下同时配集货车辆?无人车协同配送路径问题,综合考虑配送区域路网交通信息、客户同时配集货需求、客户软时间窗、电池荷电状态等因素,以派遣成本、能耗成本以及时间窗惩罚成本之和最小为目标建立模型。设计了混合遗传变邻域搜索算法,采用轮盘赌选择策略,引入自适应邻域搜索次数策略,在算法不同时期设计不同的搜索次数以加快算法收敛速度、提高求解质量。通过多组算例求解验证了模型的正确性和算法的有效性,并对不同车辆?无人车协同配送方式、不同车辆行驶速度以及车辆和无人车电池的不同最低荷电状态组合等场景的变化进行了敏感性分析。结果表明,车辆在停靠点不等待无人车的协同配送方式能够有效降低配送成本;考虑车辆速度时变可以更好地适应不同路况,能够有效降低配送成本并提高配送效率;车辆和无人车的最低荷电状态越低,配送成本越小,这一结果对未来研发更高性能电池具有重要意义。

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    • 单车道横向阻断场景交通流建模及仿真误差分析

      2025, 53(4):600-610. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23286

      摘要 (7) HTML (3) PDF 2.76 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对间断流建模影响因素多、仿真随机性大的特点,提出了一种考虑横向阻断的障碍泛化形式交通流模型。通过将经典智能驾驶模型(IDM)拓展为静态避障形式(IDM+)并引入车辆预决策控制流程(Pre-IDM+),搭建交通完全随机加载的间断流仿真平台,以单车道行人穿越场景为例对运行轨迹、交通流特征、车辆控制状态3类交通分析指标的随机收敛性和仿真步长敏感度进行定量讨论。结果表明:200仿真样次能较好兼顾模型精度和分析效率(平均误 差<2%),仿真步长改变主要对车辆停车及避障控制相关指标产生明显影响(最高误差43%)。在指标可靠度方面,平均速度、减速度均值、控制状态切换频次以及自由/跟驰状态时间占比具有较好的评估一致性,随机误差和仿真步长的影响均<1%。

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    • 交通事故致因知识图谱构建及风险因素挖掘

      2025, 53(4):611-618. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23307

      摘要 (16) HTML (5) PDF 1.78 M (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用交通事故调查报告中的数据,构建交通事故致因知识图谱并分析风险因素。首先,基于微调通用信息抽取统一框架预训练模型,构建适用于低数据量的交通事故致因命名实体识别模型,并生成实体集;其次,通过结构化处理和本体构建,利用图数据库Neo4j存储交通事故致因知识图谱,实现可视化;再次,基于专家经验和预训练语言文本分类模型,对交通事故致因实体进行标准化;最后,构建基于交通事故致因图谱的风险因素分析方法,通过分析标准化实体的类型分布和度分布,挖掘各因素对事故的触发特征与贡献,并进行关联规则挖掘。这些方法和分析结果提供了对历史事故风险因素的深入理解与探索。

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    • 高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹萌生预测

      2025, 53(4):619-627. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23316

      摘要 (9) HTML (2) PDF 2.21 M (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹与磨耗共存发展的情况,提出考虑磨耗的高速铁路道岔曲尖轨裂纹萌生预测方法。以列车侧向?逆向过岔时的轮载转移、轮轨接触状态为例,结合曲尖轨和基本轨的廓形关系,再现曲尖轨磨耗和疲劳累积过程,并分析曲尖轨磨耗和疲劳损伤发展特征、轮载转移和轮轨接触变化,从而预测曲尖轨裂纹萌生寿命和位置。结果表明,考虑列车逆、侧向通过的情况,在曲尖轨裂纹萌生过程中,各磨耗阶段内达到磨耗阈值所需的通过总重呈波动变化,即磨耗发展不规则,且基本轨和曲尖轨的磨耗发展率呈相反趋势;曲尖轨顶宽35 mm断面处疲劳裂纹萌生寿命约11.7 MGT(百万吨),裂纹萌生位置在轨顶区域内距轨顶中心10~15 mm、钢轨表面1~3 mm处。

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    • 顶推纠偏对无砟轨道的影响及工艺优化

      2025, 53(4):628-634. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23321

      摘要 (8) HTML (3) PDF 1.35 M (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于高速铁路无砟轨道纠偏工程,建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道纠偏有限元模型。选取顶推纠偏典型方案,模拟不同顶推压力作用,分析无砟轨道结构力学与损伤行为。在此基础上,研究扩大解黏区和凿除宽窄接缝对纠偏的影响,并提出纠偏工艺优化建议。结果表明,轨道板假缝开裂是力学控制指标,保证部件不开裂的临界顶推压力为0.58 MPa,对应纠偏位移为1.50 mm。轨道板与宽窄接缝层间是损伤控制界面,保证层间不损伤的临界顶推压力为0.51 MPa,对应纠偏位移为1.23 mm。若需提升单次纠偏位移,则建议将既有方案解黏区往两端各扩大3/4轨道板长,并在纠偏前对宽窄接缝进行凿除。

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    • >环境科学与工程
    • 巴氏芽孢杆菌固化污染土的培养优化与矿化机制

      2025, 53(4):635-643. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23290

      摘要 (9) HTML (5) PDF 1.75 M (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为生态友好、可持续的污染土固化技术,关键在于能高效产脲酶的微生物。通过菌液配制以及微生物优化培养试验,研究了振荡转速、温度、培养基pH值等培养条件对巴氏芽孢杆菌生长及脲酶活性的影响规律,并结合傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜等方法分析了生物矿化沉淀的生成机制。结果表明,210 r·min-1下振荡转速培养基溶氧量高,细菌浓度及脲酶活性也较高;初始接种量为0.5%时培养基营养物质得到充分利用,细菌增殖速度快;30 ℃为细菌最佳生长环境温度;细菌耐受pH值范围为5~10,偏酸性环境能延缓脲酶活性达到峰值的时间,偏碱性环境更有利于激发脲酶活性;尿素质量浓度为5~25 g·L-1时细菌生长速率较快,脲酶活性高。MICP过程在细菌的胞外聚合物上进行,生成的碳酸钙主要由菱形方解石和少量球形球霰石组成。

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    • 抑菌型除虫菊酯微胶囊的制备及性能

      2025, 53(4):644-651. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.24171

      摘要 (7) HTML (2) PDF 1.43 M (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高天然除虫菊酯的抑菌性,采用复凝聚法,以大豆分离蛋白和水杨酸为壁材制备天然除虫菊酯微胶囊。以微胶囊的包封率和载药率为评价标准,设计单因素和正交实验确定反应的最佳条件,对微胶囊的形态、结构、热稳定性、缓释性、储存稳定性和抑菌性进行表征。结果表明,大豆分离蛋白?水杨酸微胶囊制备的最佳条件为pH值4.25、壁材质量分数2.0%、芯壁质量比0.5、大豆分离蛋白和水杨酸质量比2∶1。包封率可达30.6%,载药率最大可达3.51%,平均粒径为38.3 μm。微胶囊表面呈球状、完整无裂痕,FT?IR分析结果表明除虫菊酯成功包埋,200 ℃内微胶囊的热稳定性与缓释性良好,保留了水杨酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌良好的抑菌性,对白色念珠菌无抑菌性。微胶囊在低温避光条件下的储存稳定性一般,货架期应设为3个月。

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    • >机械、车辆与能源工程
    • 海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性

      2025, 53(4):652-660. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23293

      摘要 (14) HTML (4) PDF 2.38 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于海豹胡须能有效抑制涡激振动的特殊结构,数值分析了海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性。在声学风洞中进行了气动噪声测试,并与具有相同特征长度的圆柱以及椭圆柱杆件进行对比。结果表明,海豹胡须柱鞍面与节点面交错排列的几何结构引发流体三维分离,剪切层之间的相互作用减弱,导致尾迹中没有明显的拟序结构、尾迹稳定性显著提升、几何体表面升力脉动被抑制;海豹胡须柱破坏了圆柱尾流规律性脱落的卡门涡街,抑制了所产生气动噪声的谐频峰值,多数频段内声压级幅值降低。气动噪声风洞测试结果验证了数值模拟的准确性。

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    • >电子、计算机、控制与系统
    • 12/12磁悬浮开关磁阻电动机时变悬浮系统控制策略

      2025, 53(4):661-668. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23308

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      摘要:12/12磁悬浮开关磁阻电动机(BSRM)转子为凸极结构,定转子磁通量随转子位置变化,导致悬浮力随转子位置变化而变化,具有时变特征。针对时变悬浮系统控制问题,基于有限元软件开展12/12 BSRM悬浮力特性分析,明晰了悬浮系统磁通铰链与转子位置的动态变化关系;利用麦克斯韦应力法区域性建模优势对磁通进行解析,构建了考虑边缘磁通的时变悬浮力数学模型;基于时变悬浮力数学模型构建了名义定常反馈模型和时变悬浮力分量补偿器,进而将时变悬浮力控制系统转换为定常悬浮力控制系统,实现了时变悬浮力的高性能控制。对时变悬浮力数学模型精度、时变悬浮力分量补偿器性能、控制系统性能开展了仿真与实验研究,验证了所提出的时变悬浮系统控制策略的可行性和先进性。

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