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    摘要:
    随着低空经济快速发展,低空物流正由试点探索阶段迈向常态化运行,这对系统级的数字支撑能力提出了更高要求。本文围绕低空物流的数字基础设施与数字孪生系统,系统梳理其感知与通信体系、数据融合机制、建模方法及调度优化策略的核心构成与技术逻辑。研究表明,当前数字体系已具备一定的集成能力,但在数据接口标准化、平台协同效能和运行反馈机制等方面仍存在结构性障碍。本文进一步指出,未来应重点提升架构可扩展性、完善平台制度体系、增强监管协同效能,构建城市级运行的数字支撑底座,为低空物流的规模化落地与智能化调度提供理论支撑与技术路径。
    摘要:
    在国家低空经济战略和快速发展的新一代航空技术的推动下,低空物流作为智慧交通的重要组成,正加速构建 “天地一体、多元融合 ”的新型物流网络。本文旨在构建高效、安全、智能的低空物流系统,重点解决山区、城乡复杂环境的物流瓶颈,扩大城乡覆盖范围,提高“最后一公里 ”配送效率,推动物流绿色化与智能化转型。本文系统分析了 4类无人载具 (多旋翼无人机、固定翼无人机、电动垂直起降飞行器、翼伞无人机 )的性能特点及应用,指出这 4类无人载具在航程、载重、环境适应性和运行成本上的差异及互补优势;围绕低空空域划分标准和运营管理机制,结合城市空域结构化建模和智能航路规划技术,分析了适用于多样地形环境下的低空路径规划模式,并构建了低空物流网络优化框架以及涵盖起降点、补能设施、飞行监管和物流调度的综合运营体系,强化了系统集成与协同能力。当前低空物流发展面临空域政策滞后、适航标准不统一、运营成本高和飞行安全保障不足等瓶颈问题。为推动低空物流与智慧交通的深度融合,需从政策、标准、运营和技术 4个维度协同发力,加快空域开放改革,完善无人机适航认证,探索可持续商业模式,构建智能调度与精准监管支撑的绿色低空物流系统。
    2025,22(4):57-77 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250515
    摘要:
    系统解析低空经济核心基础设施的发展困境,缓解低空航空器起降场布局与低空经济高质量发展的矛盾,本文针对城市低空航空器起降场的关键瓶颈与优化路径展开研究。本文梳理了我国低空经济政策演进脉络与典型城市布局特征,提炼出空间布局区域失衡、技术标准滞后、跨部门协同低效、商业模式单一等核心问题。从需求驱动与功能协同视角出发,归纳总结深圳高密度物流、杭州空铁协同、成都山地救援等差异化模式的实践经验,剖析布局失衡的内在机制。结合数字孪生、动态空域管理等新技术应用,提出多层次布局体系构建策略:优化区域资源配置以提升公共服务均衡性,加快技术标准迭代以适配新型航空器需求,强化跨部门数据共享以提高治理效率,创新航空城市服务模式以增强市场化动力。当前低空航空器起降场发展缺乏政策技术市场协同进化机制,建议重点突破智能决策框架构建、动态标准体系完善、跨域治理平台搭建等关键环节,为低空经济与城市立体交通、能源系统的深度融合提供理论支撑与实践路径,助力破解新兴产业培育中的系统性矛盾。本文提出了低空航空器起降场布局优化建议,为低空经济的系统化规划、空域资源高效配置及城市立体交通融合提供了决策依据。
    摘要:
    【目的】针对单一无人机 (unmanned aerial vehicle,UAV)配送中存在的续航短、载重小及地面交通制约等问题,为突破传统 “无人机 +车辆”协同模式的局限,提出一种全空域异构无人机群两级协同物流配送架构,旨在通过层级化资源调度优化来提升配送效率。【方法】构建以总飞行距离最小为目标的两级协同调度模型:大型运输无人机 (large transport unmanned aerial vehicle,l-UAV)负责长距离转运以及发射 /回收小型配送无人机(express unmanned aerial vehicle,e-UAV),e-UAV执行末端配送。设计三阶段混合启发式算法:动态质量约束聚类算法 K-means++ 划分客户点集群并确定发射点位置;改进蚁群算法 (ant colony optimization algorithm,ACO)优化 l-UAV路径;禁忌搜索算法 (tabu search algorithm,TS)规划 e-UAV配送路径。【结果】基于Solomon数据集的多组算例表明:“ACO+TS”组合算法在飞行距离和飞行时间优化上显著领先;灵敏度分析揭示e-UAV在载重为 8 kg时的系统性能最优,同时也验证了模型的鲁棒性。【结论】“l-UAV+e -UAV”两级协同模式通过全空域链路规避地面交通瓶颈、动态回收机制与组合优化算法,能显著缩短配送时间,为低空物流网络提供了高效的调度方案。
    2025,22(4):93-103 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250519001
    摘要:
    【目的】为提升外卖配送效率和服务水平,构建采用无人机空投柜的无人机 -骑手协同外卖配送服务模式,研究考虑无人机 -骑手协同服务的外卖配送路径优化。【方法】以最小化无人机和骑手行驶成本、时间窗惩罚成本为目标,考虑无人机续航里程、骑手和无人机的载重、时间窗、订单先取后送和流平衡等约束,构建配送路径优化混合整数规划模型。设计自适应大邻域搜索算法,并基于实际配送场景构建测试算例开展计算试验,验证该算法的有效性。【结果】通过对比不同配送服务模式发现:相较于传统的骑手配送服务模式,采用无人机 -骑手协同配送服务模式的时间惩罚成本平均降低 9.10%;随着订单数量增加,时间惩罚成本占比的降低幅度先逐渐增大而后变缓。通过对无人机续航里程进行灵敏度分析发现:总成本和时间惩罚成本的降低幅度随续航里程增加不断增大。通过对无人机和骑手的载重进行灵敏度分析发现:随着载重增加,总成本减少而时间惩罚成本增加。通过对时间窗宽度进行灵敏度分析发现:总成本和时间惩罚成本随时间窗宽度增大而降低。【结论】本研究成果能为无人机 -骑手外卖配送服务模式优化提供理论参考,为无人机 -骑手协同外卖配送提供路径优化决策支持。
    2025,22(4):104-115 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250511001
    摘要:
    随着电子商务的高速发展,城市物流需求持续增长,进而加剧了城市交通拥堵与配送效率下降等问题。低空经济政策的逐步推进为无人机配送的实际应用提供了重要契机。作为提升新质生产力的关键手段之一,无人机因其灵活、高效等优势受到广泛关注。然而,受限于无人机的续航里程与载重能力,在复杂城市环境中,无人机单独执行配送任务仍存在诸多瓶颈。近年来,学术界围绕无人机配送模式展开了大量研究,尤其在无人机与传统运输工具的协同作业方面取得了显著进展。本研究旨在系统分析卡车 -无人机协同配送模式的研究现状,为解决城市末端物流 “最后一公里 ”难题提供理论参考,并为推动新质生产力的发展而探索创新路径。通过文献综述与比较分析法,对国内外无人机配送领域中的最新研究成果进行系统梳理。重点聚焦 4类典型配送模式,从技术可行性、经济成本和适用场景等维度建立评价框架,深入比较各类模式的优势与局限性。同时,结合城市物流需求特点探讨无人机与其他运输工具协同作业的优化方案。
    2025,22(4):116-124 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250512002
    摘要:
    【目的】针对智慧高速公路团雾预测难及低能见度环境下的行车安全隐患,构建智能诱导警示系统,以增强恶劣天气下的道路安全主动防控能力。【方法】提出基于 LoRa广域物联网技术,构建“监测 -预警 -诱导”闭环智能管控系统,采用梯度控制策略部署能见度监测仪、温湿度传感器与机器视觉设备,通过多源数据融合,搭建低延时 LoRa通信网络,通过 AI智能控制中枢实现团雾灾害实时感知与分级响应。【结果】现场测试表明:在开启智能诱导警示系统后,低能见度路段 (能见度 <200 m)的车辆平均紧急制动次数较未开启时的降低约 72%,事故响应时间缩短至 30 s以内。【结论】本系统通过动态诱导警示与多源感知协同机制,显著提升了恶劣天气下的道路安全水平,为智慧高速公路建设提供了可复制的主动防控解决方案,具有重要的工程应用价值。
    2025,22(4):125-136,150 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250417001
    摘要:
    【目的】针对液压抓料机动臂在下降阶段的重力势能浪费严重的问题,提出一种三腔液压缸 -流量再生能量回收系统,旨在提升液压系统的能量利用效率。【方法】基于气液转换与流量再生原理,设计集成三腔液压缸与蓄能器的能量回收系统。建立系统数学模型对 40 t型液压抓料机进行理论分析,运用 AMESim 仿真平台构建原系统、三腔液压缸能量回收系统、三腔液压缸 -流量再生能量回收系统,以及搭建的试验平台进行验证。采用主泵能耗、能量回收率和节能率等指标对三种系统进行定量对比分析。【结果】原系统主泵能耗为280.2 J,而三腔液压缸 -流量再生系统的能耗降至 152.7 J,节能率为 45.50%。此外,蓄能器在动臂下降阶段储存 107.9 J能量,通过流量再生机制减少主泵流量需求,主泵压力由原系统伸出阶段的 2.4 MPa和收缩阶段的 1.7 MPa分别降至流量再生阶段的 1.9 MPa和0.0 MPa,三腔液压缸 -流量再生能量回收系统在动臂下降阶段的能量回收率为 67.06%,节能率为 45.50%,系统整体能量利用率优化显著。【结论】三腔液压缸 -流量再生能量回收系统具有较好的节能效果。本文不仅为工程机械能效提升提供了有效的技术方案,更为液压系统能量回收研究贡献了新思路。
    2025,22(4):137-150 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250402003
    摘要:
    【目的】压缩空气储能 (compressed air energy storage,CAES)电站储气库混凝土衬砌在热力循环荷载作用下易产生裂缝,研究运行过程中衬砌的开裂特性及影响因素是保证电站密封性和稳定性的关键。【方法】本文使用扩展有限元法 (extended finite element method,XFEM),基于 Abaqus平台建立热 -力耦合数值模型,采用最大主应力准则和断裂能准则作为混凝土的起裂和演化判据,系统研究温度、压力及混凝土强度对衬砌开裂特性的影响。【结果】裂缝初始萌生于衬砌与堵头连接端拐角处,沿侧壁扩展形成贯穿裂缝;温度与压力上限升高会显著增大裂缝宽度、面积及体积,缩短开裂稳定所需时间,而当混凝土强度提高时,裂缝开裂规律则相反。当温度上限由 30 ℃升至 50 ℃时,裂缝宽度增加 34.9%;当压力上限由 6 MPa增加至 10 MPa时,裂缝宽度增加 70.7%;而混凝土强度由 C25提升至 C40可有效抑制裂缝发展,C40混凝土衬砌裂缝宽度较 C25混凝土的减少 47.6%。此外,开裂稳定后裂缝宽度和体积因温度、压力周期性荷载呈现张开 -闭合循环现象,而裂缝面积则保持恒定。【结论】研究结果为优化储气库衬砌材料选择及运行温度、压力控制策略提供了理论依据,对提升压气储能系统安全性与耐久性具有重要意义。
    2025,22(4):151-160 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230319001
    摘要:
    【目的】明确高地温隧道的渗流传热过程及衬砌结构的应力变形特性,为隧道安全建设提供理论依据。【方法】采用局部热非平衡 (local thermal non -equilibrium,LTNE)模型研究高地温隧道的渗流传热过程,通过自定义偏微分方程 (partial differential equations,PDEs)改进了 COMSOL Multiphysics 软件中热 -流-固(thermo -hydro -mechanical,THM)全耦合计算方法,验证了该方法的准确性,并采用该方法研究了尼格高地温隧道的 THM耦合响应特性。【结果】尼格高地温隧道围岩和地下水温度存在显著差异,而地下水渗流是导致该差异的主要原因;隧道衬砌结构在有效支撑围岩的同时,因其较低的渗透率也阻滞了地下水向隧道内自由排出,使衬砌背后围岩中的热量集聚,增大了衬砌内外侧温差;在渗流传热与 THM耦合效应的共同作用下,尼格隧道衬砌结构的变形由常温条件下的竖向压缩变形为主转变为水平压缩变形为主,拱顶与拱底的高压应力区均出现了较大范围的塑性变形。【结论】LTNE模型能更加真实地反映高地温隧道的渗流传热机理,更好地解释高地温隧道围岩与地下水温差形成机制。因此,采用 LTNE模型的 THM耦合分析方法更加适用于含地下水渗流的高地温隧道结构安全性评价。
    2025,22(4):161-171 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231129002
    摘要:
    【目的】研究分析钢筋混凝土 (reinforced concrete,RC)梁的钢筋锈蚀影响参数的变量不确定性和抗力预测模型的不确定性,进而准确评估锈蚀 RC梁的抗弯承载力。【方法】首先,基于模型预测结果和试验数据提出了以纵筋锈蚀率表达的模型不确定性系数;然后,采用蒙特卡洛和拉丁超立方抽样获得锈蚀 RC梁抗弯承载力影响参数的概率模型,建立了贝叶斯神经网络锈蚀 RC梁抗弯承载力时变预测模型,并与传统 BP神经网络、GA-BP神经网络预测模型进行了对比研究;最后,依托案例得到了服役 100年内的锈蚀 RC梁抗弯承载力的时变概率分布。【结果】与BP神经网络、GA-BP神经网络预测模型相比,贝叶斯神经网络预测模型迭代收敛次数最少,效率最高;预测平均精度与目前通用的 GA-BP神经网络预测精度相当,预测值与试验值之比的平均值为 0.99,方差为 0.007 0;相较传统 BP神经网络,本文预测模型的准确率提高了 0.074 4。【结论】锈蚀 RC梁抗力时变概率模型满足对数正态分布,本文所建立的基于贝叶斯神经网络的锈蚀 RC梁抗力时变预测模型在评估锈蚀 RC梁的抗弯承载力时更加准确。
    2025,22(4):172-183 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250221003
    摘要:
    【目的】研究冻融循环 (freeze -thaw cycle,FTC)过程中冻结温度对粉砂质泥岩劣化特性和细观机理的影响。【方法】对不同冻结温度下粉砂质泥岩试样开展三轴压缩试验,并对试样破坏形态及破坏面的电镜扫描图像进行分析,进而得到试样的强度劣化特性和破坏模式。【结果】在相同围压下,降低冻结温度及增加冻融循环次数都会使试样 P波波速劣化率与质量劣化率增大;在相同冻结温度下,随着冻融循环次数的增加,试样裂缝总条数增加,主裂缝角 度减小,并伴有裂缝扩张、贯通的趋势;在相同冻融循环次数下,随着冻结温度的降低,试样裂缝总条数增加,试样表面碎片脱落增多,完整性降低。【结论】冻结温度对冻融循环过程中试样劣化起关键作用,随着冻结温度的降低,粉砂质泥岩强度劣化明显,峰值应力、弹性模量、黏聚力及内摩擦角均呈指数下降,在细观尺度则表现为孔隙数量增多及孔径增大。
    2025,22(4):184-193 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220714001
    摘要:
    【目的】探讨沙漠公路造价难以精确估测的问题。【方法】以新疆塔里木沙漠地区公路为研究对象,在结合沙漠公路特点构建造价指标体系的基础上,采取平均影响值法筛选对造价起显著影响的指标。利用Logistic混沌映射改进的麻雀搜索算法优化 BP神经网络模型,以提高模型的寻优能力和预测精度,克服沙漠公路样本量小、问题维度高等问题。采用均方根误差、平均绝对百分比误差等指标评价本文预测模型,并通过比较分析验证所提模型的预测性能。【结果】确定了对沙漠公路造价影响显著的基层厚度、特殊路基处理长度等指标,并结合实例预测沙漠公路造价,用本文模型预测的沙漠公路造价平均绝对百分比误差为 4.26%,相比原始模型预测的降低了 17.39个百分点。【结论】本文模型表现出优秀的预测性能,可以为投资者在前期阶段准确预测沙漠公路造价提供参考。
    2025,22(4):194-203 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220222001
    摘要:
    【目的】研究河南省白沙水库煤矿区地表沉降的时空演化规律。【方法】选取 2015年12月7日至 2017年3月7日欧洲航天局 Sentinel -1A影像数据,采用多时相合成孔径雷达干涉测量 (multi -temporal interferometric synthetic aperture radar,MT -InSAR)技术对 20景Sentinel -1A升轨卫星遥感影像进行形变监测。具体地,分别利用 MT-InSAR技术中的永久散射体 (persistent scatterer InSAR,PS-InSAR)和小基线集 (small baseline subsets InSAR,SBAS -InSAR)技术,获得研究区域的两组时序形变结果,并开展了累积沉降点变化分析、沉降盆地剖面分析和沉降特征点时序分析,同时将两组时序形变结果与水准实测结果对比进行精度验证。【结果】研究区域内存在 3个典型沉降盆地,最大累积沉降量达 141 mm;两组结果的时空分布特征具有较高的一致性,研究区以线性沉降为主,采用 PS-InSAR和SBAS -InSAR技术获取的沉降结果与水准实测结果的均方根误差分别为 ±8 mm和±6 mm,分别占矿区最大累积沉降量的 5.7%和4.3%。【结论】通过对两组试验结果进行交叉验证,其相关系数高达 0.825 8,证实了 MT-InSAR技术在该矿区形变监测中的 可行性,本研究可为当地矿区安全开采及环境保护提供参考。
    2025,22(4):204-214 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231213001
    摘要:
    【目的】基于植被指数的传统影像植被分类方法是较为成熟的,但在实际应用中常常存在漏分、错分的问题。为此,提出了一种新的影像植被分类方法来解决上述问题。【方法】从植被指数在红绿蓝 (red-green -blue,RGB)颜色空间中的几何意义出发,分析了基于植被指数的传统影像植被分类方法的不足,揭示了植被在RGB空间中颜色信息分布规律,提出了一种基于 RGB三轴椭球模型的影像植被分类方法,并通过主成分分析和统计计算确定了模型参数。【结果】在相同的采样条件下,相对于基于植被指数的影像植被分类方法,基于 RGB椭球模型的影像植被分类方法的总体效果更佳。【结论】本文方法改善了影像植被分类中漏分、错分的问题,是一种影像植被分类的新方法。
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      摘要:
      【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下,其主要超标污染物为总氮和总磷,通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷,为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程,耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷,重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明:2020年,大通湖流域土壤侵蚀总量为4 804.8 t,平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km2·a),吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t,对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为:林地、耕地、建设用地;按行政区域划分,茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重;按流域划分,五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源,对于吸附态氮、磷流失较大的区域,可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施,减少土壤流失量,降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。
      2023,20(6):109-118 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230524001
      摘要:
      【目的】为了满足用户对低能耗、轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化需求,搭建了一种“互联网+”轿厢模块化结构变异设计框架。【方法】首先,在B/S架构下,采用Vue技术开发用户自定义设计数据采集前端,获取用户定制化设计需求,并通过Springboot技术开发模块化结构变异设计后端,搭建前后端分离的Web框架,实现前后端数据的双向绑定。其次,在后端引入一种考虑应力约束的高比刚度拓扑优化设计方法,以轿厢结构强度和体积分数为用户自定义约束条件,以轿厢模块化结构刚度最大化为优化目标,采用移动渐进线优化算法为求解器,驱动轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化变异设计。然后,在优化方法中引入Heaviside函数,以保证设计结果具有清晰的几何边界。最后,以某型背包电梯轿厢架为例,在用户自定义界面设定轿厢结构的几何与力学边界参数,开展创新型轻量化轿厢架结构的变异设计,并对其进行有限元仿真分析。【结果】在给定设计需求的前提下,结构变异过程稳定、收敛性强,所设计的结构几何边界清晰;在相同的力学边界条件并满足材料的2倍最小安全系数条件下,所设计的轿厢架结构的质量比原有结构的下降了16.09%,其结构变形满足实际应用需求,其比刚度得到了显著提升,验证了所搭建结构变异设计框架的有效性。【结论】所搭建的设计框架能在保证结构强度的前提下提高结构的比刚度,可有效应用于轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化设计,缩短了轿厢模块化结构的设计周期,丰富了轿厢模块化结构的设计手段。
      摘要:
      地聚物是近年来发展起来的一种新型无机胶凝材料,其不仅实现了工业固废的资源再利用,还减少了能源消耗及温室气体排放,被认为是有潜力替代普通硅酸盐水泥的一种绿色胶凝材料。针对地聚物混凝土的耐久性问题,从耐化学侵蚀性(耐盐和耐酸)、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗冻性4个方面对比总结了地聚物混凝土和硅酸盐水泥混凝土的耐久性能。研究发现,与硅酸盐水泥混凝土相比,地聚物混凝土有着更优异的耐化学侵蚀性、抗氯离子渗透性以及抗冻性,但有着稍低的抗碳化性能。然而,因地聚物原材料的多样性,各体系地聚物混凝土的微观结构、力学特性及劣化机理有所差异,致使其耐久性也存在较大区别。在环境的侵蚀下,地聚物混凝土的劣化机理主要归因于水化产物的溶解、膨胀性产物的形成、裂缝的产生以及孔隙率的增加。
      2022,19(3):104-121 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.011
      摘要:
      行波定位技术可根据系统高压交流输电线路发生故障时采集到的时间信息进行快速、准确地故障定位,由于其定位精度高,因而受到广泛的关注。首先,分别从行波信号的精确检测、高精度同步时钟技术、故障定位算法以及工程实践等方面介绍了国内外行波定位技术的发展历程;然后,介绍了单端行波定位、双端行波定位以及网络行波定位方法的工作原理及各自的优缺点,分析了传统行波定位研究尚存的主要技术问题,并提出了相应的解决思路;最后,对行波定位技术的发展前景进行展望,以期为后续的研究提供参考。
      摘要:
      【目的】利用“大数据”对城市居民出行量(OD)的预测方法进行改进,以期改善传统城市居民出行调查方法费时、费力且准确度不高的问题,同时也为城市公共交通规划与管理提供可靠的数据支持。【方法】结合手机信令数据、公交IC卡、公交 GPS以及地铁闸机数据的特点和优势,利用聚类分析等方法获取城市居 民公共交通出行的 OD 矩阵,并利用小波神经网络结合优化后的鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm-wavelet neural network,IWOA-WNN)对未来时段的出行OD矩阵进行预测。以长沙市为例,选取60 d晚高峰期间的原始数据,利用IWOA-WNN 进行预测,并结合时间序列方法进行分析。【结果】与优 化前的小波神经网络相比,IWOA-WNN 的预测结果更加贴近实际情况,精度达到了93.36%。【结论】本研究提出的数据处理及预测方法具有更高的准确度。
      摘要:
      【目的】论证公称最大粒径为7 mm的半开级配沥青混合料BK-7的路用性能。【方法】对BK-7混合料的矿料组成进行了设计,并在其纤维掺量为0.4%的情况下,通过谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定了SBS改性沥青的用量。同时,对9%、11%、13%三种空隙率的BK-7混合料进行了单轴贯入试验、低温弯曲试验以及浸水马歇尔稳定度试验,并将其与SMA-5、AC-5、OGFC-5沥青混合料的性能进行比较。此外,还对经过酸性溶液浸泡过的空隙率为11%的BK-7混合料进行了飞散和马歇尔试验。【结果】空隙率为9%的BK-7混合料路用性能最好,抗车辙性能最优,且低温抗裂性能和水稳定性能与SMA-5、AC-5沥青混合料的相当;空隙率为11%的BK-7混合料在pH=4的酸雨溶液中浸泡两个周期(“浸泡7 d、自然干燥1 d”为一个周期)后,其马歇尔稳定度与肯塔堡飞散损失仍能满足相应的规范要求。【结论】掺纤维且采用SBS改性沥青的空隙率为9%的BK-7沥青混合料的路用性能具有比较优势,在温度较高的华南地区有一定的工程应用价值。
      摘要:
      【目的】利用固废设计胶凝材料替代水泥,能够减少能源和资源消耗与环境污染,并实现固废资源化利用。基于碱激发胶凝材料的反应机理及其原材料组分的作用机制,提出一种全固废碱激发胶凝材料设计方法。【方法】设计了组分为电石渣(CCR)、高炉矿渣(GGBS)、粉煤灰(FA)、磷石膏(PG)的CGF+P系列胶凝材料,并利用净浆宏微观试验验证该设计方法。【结果】碱激发剂和高反应活性火山灰质材料对凝结时间影响显著,其含量越高,初凝时间和终凝时间越短;强度受碱激发剂与火山灰质材料的相对含量支配,高反应活性火山灰质材料含量越高早期强度越高,反之亦然。【结论】本文提出的全固废碱激发胶凝材料设计方法包括组分分类方法、组分筛选方法和组分配比设计方法,具有一定的实用价值。
      2022,19(1):96-104 ,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.012
      摘要:
      【目的】探究在运输时间、中转时间、等待时间和运输货损率混合不确定条件下的绿色多式联运路径优化问题,为绿色多式联运路径决策提供理论依据。【方法】在考虑运输过程中碳排放和噪声污染的基础上, 以最小化运输成本、运输时间、碳排放量、噪声污染以及货损量为目标建立不确定条件下的绿色多式联运路径优化模型,并将其扩展为模糊机会约束模型及鲁棒优化模型来处理不确定参数。使用 MATLAB编程并调用 CPLEX对算例进行求解,得到多式联运路径优化方案。对置信水平进行灵敏度分析,并将鲁棒解与确 定条件下的最优解进行比较,验证所建模型的鲁棒性。【结果】将优化方案的计算结果与5个目标函数的最优值进行比较后发现:由模型所得最优运输方案的计算结果与各目标函数最优值之间的相对距离分别为0.0964、0.0271、0.1946、0.0184、0.0327,均接近最优值。【结论】本研究所建模型能降低多式联运的决策风险,也能为决策提供合理、有效的依据。
      2017(3):29-34
      摘要:
      为了探究当前主要采用的几种土压力理论的差异性,以黏性水平填土为例,对比分析了3种土压力理论的土压力分布及大小变化规律,并采用有限元方法分析了挡土墙截面的应力分布情况。在水平层分析法求解过程中,提出了一种求解最不利破裂角的方法,即采用插值型求导公式求解主动土压力系数 K 取极大值时的θ值。 研究结果表明,水平层分析法得到的土压力强度在形态上与实测值更为吻合,同时在一些影响挡土墙稳定性的重要参数上更接近实测值的分析结果,表明水平层分析法计算挡土墙主动土压力具有一定的优越性。
      摘要:
      针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响,本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先,建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型,并分析其嵌套情况;然后,为了减少嵌套层数,提出了一种高效的解耦策略,将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题;最后,使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题,并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明:该方法收敛迅速,能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的,对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
      摘要:
      【目的】研究复杂环境下超大深基坑开挖变形演化规律,并对支护结构进行优化设计。【方法】依托广州地铁11号线基坑工程,利用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖工程中支护结构的水平位移及周围土体地表沉降的变化规律进行研究,并通过分析地下连续墙的厚度、嵌固深度及支撑层数对基坑变形的影响,对基坑支护结构进行优化,对优化前后支护结构的支护效果进行对比分析。【结果】各工况下基坑周围土体的地表沉降呈先增大后减小的趋势,且最大沉降发生在距基坑边缘150 m的位置;不同嵌固深度下地下连续墙水平位移的变化趋势和基坑周围土体地表沉降的变化趋势基本相同;地下连续墙厚度的改变对其水平位移和基坑周围土体地表沉降的影响不明显;支撑层数的增加可显著减小基坑地下连续墙的水平位移及周围土体的最大地表沉降;支护结构优化后,基坑开挖引起的周围土体的最大地表沉降减小了2388%,地下连续墙的最大水平位移减小了1919%。【结论】在设计同类型基坑时应重视支撑层数的选取,必要时可适当减小支护结构的厚度。
      摘要:
      【目的】探讨多尺度算法在研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能方面的有效性。【方法】通过划分5个尺度区域,对5种不同级配的沥青混合料进行多尺度分析,计算不同劈裂疲劳损伤程度下的劈裂强度, 并对比分析室内试验与多尺度算法得到的劈裂强度,验证多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能的合理性。【结果】集料粒径为1.18~2.36 mm 的沥青混合料的劈裂强度有较大幅度的提升;多尺度算法与室内试验得到的劈裂强度相对误差的绝对值均在10%以内,满足工程精度要求。【结论】用多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能具有可行性,该算法在实际工程中具有一定的应用价值。
      摘要:
      现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性,在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别,因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架,结合情景分析理论,构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法,从多视角识别风险情景,应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序,筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析,结果显示:该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素,进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
      摘要:
      【目的】探究3D打印矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土(以下简称为打印混凝土)力学性能随龄期的发展规律和其各向异性的特点。【方法】通过力学试验测试打印混凝土在不同养护龄期和沿x、y、z 3个不同加载方向的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度,并利用X?CT扫描仪测试、分析打印混凝土的微观结构,探讨打印地质聚合物混凝土力学性能的变化机理。【结果】打印混凝土3和7 d养护龄期的力学强度分别达28 d的30%和60%以上,打印混凝土具有早强特性,满足混凝土打印建造需求;养护28 d试件的立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度在各加载方向上的差异分别为3.20%~10.40%、1.53%~7.05%和5.10%~24.00%。【结论】打印混凝土强度具有一定的各向异性,其各向异性主要源于在层条堆积过程中打印混凝土内部产生的缺陷数量和缺陷的空间分布。
      摘要:
      路基是公路的主要承重结构。随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展,数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段。本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状,并主要从建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析。目前存在问题如下:BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段,缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法;智能压实技术理论研究薄弱,质量均匀性评价研究较少;现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响,人工干预较大;注浆加固技术没有统一的质量评价指标,大多还是凭借工程经验和理论分析来评价。因此,未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究,为路基工程智能化建养提供指引。
      摘要:
      【目的】阐明复杂装备故障预测内涵,指导装备主动性维修。【方法】对复杂装备故障预测研究内容、国内外研究现状以及方法体系进行调研、归纳和分析,划分并评述现有方法的适用条件和优缺点。【结果】基于知识的故障预测方法可充分利用来自相关领域专家的经验知识,但知识的获取是瓶颈问题;基于模型的故障预测方法可深入理解对象系统本质,但实际复杂装备的精确模型很难构建;数据驱动的故障预测方法依赖于大量数据,而实际应用中一些复杂装备的典型数据的获取代价很大;混合方法能克服单个预测方法的局限性,但有效的模型设计是一个难点。【结论】混合方法能更好地提高预测系统的智能性和预测性能,是复杂装备故障预测的重要发展趋势。
      摘要:
      为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响,利用ABAQUS有限元软件,建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型,分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明:传感器埋入沥青混合料梁试件后,在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象,但应力集中系数较小,最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象,其应力集中系数最大值为26.83,远高于梁试件的应力集中系数。
      摘要:
      针对桩基模型参数存在不确定性的问题,提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素,综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响,利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明:利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
      摘要:
      【目的】研究城市交通突出的供需矛盾引起的常发性交通拥堵。【方法】针对多变量、多反馈、非线性城市交通复杂系统,采用系统动力学方法研究治堵措施与城市交通系统的互动关系。首先,确定系统的边界与要素之间的相互关系,绘制因果关系图;然后,基于系统流程图构建结构方程,并对模型进行有效性检验;最后,根据长沙市城市交通实际,基于系统动力学模型分析机动车限行、公交都市等单一措施的治堵效果和其对环境的影响,并通过组合治堵措施的正交试验,寻找城市交通治堵措施的最优组合方案。【结果】通过模型仿真提出了长沙市城市交通治堵措施的最优组合方案。【结论】城市交通治堵措施的实施对缓解城市交通拥堵具有显著作用,但不同治堵措施对治堵效果的影响相差较大。
      2019(1):66-72
      摘要:
      为研究无限域和近水面水下爆炸冲击波压力特点以及近水面的物理特性,基于多物质ALE方法,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对无限域和近水面水下爆炸进行了三维数值模拟,再现了爆轰产物、水以及空气多物质介质间的相互作用过程。分析发现,在爆深不变的情况下,随着测深的减小,自由面对冲击波的影响主要体现在减小入射冲击波波形脉宽和削弱冲击波峰值压力上;相同当量炸药在自由面产生的水柱,其上升的速度随着爆深的减小而逐渐增大。定性地分析了近水面水下爆炸的密度分布情况,以及不同爆深情况下自由面水柱的形成过程。通过数值模拟研究了冲击波压力值的特性,并与经验值进行了对比,验证了计算模型具有较好的计算精度,同时三维再现了水下爆炸的复杂物理现象。

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    • 主编:郑健龙(院士)
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