- 宋丹;张纪刚;马哲昊;张鹏飞;赵国良;宋罕宇;
位于寒区的导管架大型风机在服役期间易遭受冰荷载的作用，冰激振动响应显著。为保证风机安全运行，要求其必须具备一定的抗冰性能。而导管架支撑构件一般是细长比较大的薄壁空心圆筒结构，在极端冰荷载作用下易发生屈曲破坏，从而导致主体结构遭受更大的冰激振动。为解决这一问题，提出基于防屈曲支撑(BRB)的导管架风机结构。以渤海某四桩导管架大型风机为例，利用ANSYS有限元软件建立结构的简化模型，对其进行屈曲分析，将易发生屈曲的杆件换成防屈曲支撑，分别对替换前后的风机在3条挤压冰荷载作用下的振动响应进行对比分析。结果表明：BRB风机结构在不同挤压冰荷载作用下，均可以减小关键位置的峰值位移、峰值加速度，尤其在Push2冰荷载作用下结构振动响应甚至可减小26%以上。该研究成果可为其他同类型海上风机结构设计与研究工作提供参考。
2024年01期 v.45;No.196 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] - 祝岳;杨伟松;张纪刚;王向英;
为研究填充墙对RC框架结构抗震性能的影响，以汶川地震中发生倒塌的漩口中学教学楼A为原型，基于ABAQUS软件建立了有限元模型，对结构底层各柱的剪力进行分析，发现由于填充墙的布置使得结构平面刚度分布不均，造成地震剪力在各榀框架之间分布不均匀。为了定量地考虑平面各轴线刚度分布对结构抗震性能的影响，设计了4个沿轴线各榀填充墙框架不同刚度分布的结构模型，通过IDA(增量动力分析)分析对比评估4个模型的抗地震倒塌能力。结果表明：平面刚度均匀分布的结构模型倒塌概率最低，具有良好的地震韧性；当某轴线的刚度高于平面各轴线平均刚度的30%时，结构的倒塌概率大幅提高，抗倒塌安全储备不足，建议在设计中平面各轴线的刚度不应超过此限值。
2024年01期 v.45;No.196 10-18+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1878K] - 赵潍越;商怀帅;杨加兴;聂志超;
为研究持续荷载作用下GFRP筋与海工混凝土间的黏结性能，设计制作了16个GFRP筋-海工混凝土梁式黏结性能试件，在不同持续荷载等级(0%P_u,25%P_u,45%P_u,65%P_u)作用下进行了为期120 d的持载试验。对持载过程中GFRP筋-海工混凝土间的瞬时滑移及时变滑移进行了测试分析，并建立不同持载等级作用下的GFRP筋-海工混凝土间时变滑移模型；对比分析了持续荷载作用下GFRP筋与混凝土和普通钢筋与混凝土间的滑移量大小及变化规律。试验结果表明：瞬时滑移量随着持载等级的提高而增大，加载端滑移量大于自由端滑移量；时变滑移量随时间呈非线性增长，前期增长较快，后期滑移量逐渐趋于稳定；两种筋材与混凝土间的时变滑移变化规律相似，但GFRP筋与混凝土间的滑移量要远大于普通钢筋与混凝土间的滑移量。
2024年01期 v.45;No.196 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K] - 李行健;吕建达;赵凌云;刁延松;
目前在利用CNN网络提取特征的结构损伤识别研究中，仅仅利用1D-CNN和2D-CNN提取的特征进行损伤识别存在准确率低、识别效率不高等问题。提出了一种基于广义S变换和并联神经网络的结构损伤识别方法。为了丰富输入信号的特征维度，利用广义S变换将滤波后的信号转化成时频图，并同时将一维加速度响应信号和二维时频图分别输入1D-CNN和2D-CNN中进行时域和时频域特征提取，并在汇聚层进行特征拼接，然后通过FC层和Softmax层对损伤识别结果进行分类。利用IASC-ASCE SHM Benchmark结构第二阶段试验数据对所提出的并联网络模型进行验证，结果表明，所提出的网络模型与其他同类方法相比具有更高的识别精度和识别效率。
2024年01期 v.45;No.196 26-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K] - 卫林强;赵唯以;
提出将起波钢筋作为双钢板混凝土组合结构的连接件，并设计开展12个组合板单元体试件的拉伸试验，研究了直径和起波角度对起波钢筋连接件拉伸力学性能的影响。研究结果表明：连接件的破坏模式分为拉直后断裂和未拉直即断裂两种，当起波钢筋连接件在拉直后发生破坏时，变形能力和耗能能力得到大幅提高；随着连接件直径和起波角度的增大，破坏位移、拉断力和耗能能力也增大，但起波角度对拉断力影响较小；提出起波钢筋连接件强度的计算方法，计算结果与试验结果吻合较好。结合试验结果，对双钢板混凝土组合结构起波钢筋连接件的设计提出了合理化建议。
2024年01期 v.45;No.196 36-44+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K] - 鲁志雄;曾静茹;薛国峰;梅洁萍;
目前我国预制楼板主要应用的是叠合楼板，预制钢筋桁架水泥纤维板的使用尚未得到推广。通过传统的静力堆载法对两块尺寸相同的预制钢筋桁架水泥纤维板的破坏模式、承载能力和变形能力进行探究。结果表明，在施工工况中，预制钢筋桁架水泥纤维板满足承载能力极限状态的设计要求；跨中最大挠度约为2.61和2.77 mm,远小于挠度计算值且符合相关规范限值要求。说明预制钢筋桁架水泥纤维板在施工阶段具有较好的承载能力和整体变形能力，可作为叠合楼板的底模使用。
2024年01期 v.45;No.196 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K] - 王天恒;王胜;陈旭;崔维久;王猛;
3D打印混凝土(3DPC)在配合比设计、性能测试及评价、打印实践方面取得突破性进展，但普遍存在水泥用量过高的问题。采用青岛地区常用掺合料替代水泥，设计替代量为40%和50%两组别，并结合水胶比、胶砂比等共设计了6组不同配合比进行流动性能、流变性能以及打印性能等测试，分别归纳了流动性能、流变性能对打印性能的影响规律，并给出了所设计混凝土的可打印流变参数范围。结果发现，当跳桌扩展度在160～180 mm,静态屈服应力在(2300±200) Pa,动态屈服应力在(310±30) Pa时，所设计的3DPC具有较好的打印性能。
2024年01期 v.45;No.196 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K] - 徐勤敏;朱亚光;徐培蓁;
回收粉是沥青拌和站除尘系统回收的粉尘，粒度较细可以作为掺和料应用于泡沫混凝土。采用复合掺和料(粉煤灰∶硅灰=1∶1)制备A06干密度等级的泡沫混凝土基准组，选取粒径集中于6～40μm的回收粉以0%,20%,40%,60%,80%,100%的比例取代复合掺和料制备泡沫混凝土，并对其物理性能进行试验研究。结果表明，回收粉可以作为掺和料应用于泡沫混凝土，当回收粉掺量为20%时，泡沫混凝土的干密度等级仍为A06,流动性、抗压强度、导热系数和吸水率分别为109.5 mm, 5.46 MPa, 0.1392 W/(m·K)和35.88%,性能指标优于基准组泡沫混凝土。
2024年01期 v.45;No.196 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K] - 徐洪涛;徐培蓁;朱亚光;辛志鹏;万小梅;
随着海绵城市建设的兴起，透水砖作为新兴材料，正受到越来越多的关注。采用未碳化的钢渣作为粗、细骨料制备钢渣透水砖，研究目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖抗压强度及透水性能的影响。研究结果表明：目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖性能影响显著，当目标孔隙率为14%,成型压力为9 MPa,水胶比为0.28为最优配合比。
2024年01期 v.45;No.196 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K] - 汪学清;董泽;陈博;赵云猛;
实现建筑信息模型在浏览器中的显示功能对于推动BIM技术在工程现场的实际应用具有重要价值。通过对Revit的二次开发，将Revit模型以GLTF格式储存并采用Draco压缩算法进行轻量化处理，在Three.js引擎中完成解析和重构模型，从而实现模型在浏览器中的显示功能。在谷歌Chrome浏览器中实现模型优化和交互功能，之后对多种浏览器的兼容性进行测试，结果表明交互功能和优化效果良好。采用Three.js引擎实现了BIM模型在数据大屏系统中的展示，提高了模型的美观度和模型与数据的关联性。研究结果表明：Revit模型在浏览器中的轻量化显示具有可行性；BIM模型轻量化显示与数据大屏技术相结合具有未来研究价值。
2024年01期 v.45;No.196 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1434K] - 张永忠;刘东;韩健勇;王庆海;张荣珍;崔中全;
为了给既有隧道扩建的设计和施工提供科学的指导，依托某既有山岭隧道扩建工程建立三维数值模型，通过与监测数据对比验证了计算模型的准确性，然后基于数值模型对施工方案进行了优化分析。研究结果表明：在考虑现场施工进度和安全性的前提下，建议循环进尺为2.0 m;锚杆长度与围岩变形呈现负相关，锚杆纵向间距与围岩变形呈现正相关，当锚杆纵向间距超过1.0 m时，围岩变形显著增大，建议采用长度3.0 m,纵向间距1.0 m的锚杆进行支护。研究结论可为类似的工程提供参考和依据。
2024年01期 v.45;No.196 82-87+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
- 李俊皓;张西龙;张永亮;
以Cu纳米流体为例，探究表面活性剂和pH值对纳米流体稳定性的综合影响以及体积分数和温度对纳米流体对流传热特性的影响。研究结果表明：添加SDBS表面活性剂并且在弱酸性时可以最长保持11 d的稳定性；布朗运动和热泳运动对对流传热受到不同体积分数和温度表现出的影响不一致；在管道对流传热中，努塞尔数Nu随着体积分数和温度增大而增大。
2024年01期 v.45;No.196 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K] - 马欣源;武倩倩;刘碧龙;
电磁作动器在工作中产生的欧姆损耗会导致温度升高，加快电磁作动器中磁铁的失磁现象，降低气隙处的磁感应强度，减少作动器的寿命。阐述电磁作动器产生欧姆损耗的形成机理，推导欧姆损耗中涡流损耗的公式，创新设计了一种双线圈电磁作动器来减小涡流损耗，并进行了电-磁-热多物理场耦合仿真。通过对比电磁作动器的电磁场与温度场可知，优化后的双线圈电磁作动器的控制性能得到了很大提升。
2024年01期 v.45;No.196 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1134K] - 潘福全;董炳洁;董云鹏;张丽霞;杨金顺;陈秀锋;
为了探究公交车交通事故中的风险耦合关系，从单因素、双因素和多因素的角度分析了公交车交通事故风险耦合关系，并建立了公交车交通事故风险耦合层次网络模型。基于N-K模型，构建了公交车交通事故双因素和多因素风险耦合度量模型，以国内发生的664起公交车交通事故为例，得到了不同风险因素耦合发生概率和风险耦合度值，建立了公交车交通事故尖点突变模型，最后通过仿真，使公交车交通安全系统风险状态可视化。结果表明：参与风险耦合的因素数量越多，发生公交车交通事故的风险越大；人的因素和道路因素具有较强的耦合性，在风险耦合过程中造成的风险最大，是影响公交车交通安全的关键因素。
2024年01期 v.45;No.196 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K] - 陈秀锋;王瑞聪;陈咨羽;高梦圆;郭玉彤;
针对城市交叉口信号配时多目标优化的求解效率问题，设计了一种基于改进NSGA-Ⅱ的城市交叉口信号配时优化方案。该方法采纳车辆延误、停车次数、通行能力3个评价指标设计了多目标信号配时优化模型，并提出了改进的NSGA-Ⅱ(NSGA-Ⅱ-DE)对配时模型进行求解。NSGA-Ⅱ-DE采用DE/Rand/1的全局变异策略对NSGA-Ⅱ算法选择策略进行改进，并设计了种群动态更新算法，提高了算法的收敛速度和求解精度。结果表明改进算法获得了较好的Pareto最优解，通过典型交叉口仿真验证，相对于NSGA-Ⅱ算法，NSGA-Ⅱ-DE方法设计配时方案平均车辆延误优化提升13.42%,排队长度优化提升16.73%,平均停车次数优化提升15.50%,能够实现城市交叉口的最优化控制。
2024年01期 v.45;No.196 111-117+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1046K] - 黄欣;谢文红;陈耀鹏;李翔;张素磊;
为了使海底隧道交通管控部门更好地掌握准确的交通数据，给出行者提供更好的交通引导，通过对循环神经网络和Transformer算法的研究，结合GRU与Transformer模型算法优点并加入自注意力机制，提出一种基于AGRU-Trans融合模型的海底隧道交通量预测模型。选取胶州湾海底隧道市南-黄岛交通运行数据，通过AGRU-Trans融合模型与3种基准模型对比发现，LSTM,Transformer, GRU模型的平均绝对误差(MAE)相比AGRU-Trans分别大了31.48%,67.54%,20.57%;均方根误差(RMSE)分别增长了35.63%,38.45%,32.02%。结果表明：AGRU-Trans融合模型的预测结果与真实数据贴合性最好，预测精度均高于基准模型，因此，基于此方法可为胶州湾海底隧道管理部门对车辆进行精细化诱导及管控提供理论参考。
2024年01期 v.45;No.196 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K] - 王珅;李昕光;詹郡;吕桐;
针对BP神经网络预测短时交通流量过于依赖初始参数的问题，提出一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)来优化BP神经网络的短时交通流预测模型(ISSA-BP)。针对标准麻雀搜索算法(SSA)易收敛于原点，容易陷入局部最优等问题，对麻雀群体中的发现者和部分加入者的位置更新公式分别进行改进，改进后的发现者将基于搜索维度的大小和当前最优值的位置来进行全局搜索，部分加入者将根据其与最优位置之间的距离来进行全局搜索。通过实验对BP,PSO-BP,SSA-BP,ISSA-BP 4种短时交通流预测模型的预测效果进行对比分析，结果显示，ISSA-BP短时交通流预测模型的误差最小，ISSA-BP模型相较BP模型在MAE评价指标上的预测精度提升了48.85%,有着更好的预测精度。
2024年01期 v.45;No.196 126-133+140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1008K] - 兰添贺;曲大义;陈昆;刘浩敏;
为了提高短时交通流预测模型的准确度，提出一种基于布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search, CS)优化的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)短时交通流预测模型(CS-SVM)。选取青岛市内的多组典型城市路段作为研究对象，将观测收集的车流量数据作为学习样本。利用CS算法对SVM模型的主要参数进行优化，建立以SVM为基础的短时交通流预测模型。最后将CS-SVM模型与多种现有模型进行仿真分析。结果表明，CS-SVM模型相比其他传统模型具有更低的预测误差和更好的稳定性，CS-SVM模型相比SVM模型的MAE值下降了6.56%,RMSE值下降了7.36%。因此该模型能够为城市交通出行和交通流理论研究提供有效帮助。
2024年01期 v.45;No.196 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K] - 周立俭;卜振飞;耿增荣;孙伊萍;周玉国;
针对在滚动轴承剩余寿命(RUL)预测任务中神经网络的普通卷积核提取到的特征分布不均问题，建立了基于注意力的深度可变卷积残差网络(ADRN)以提取轴承的退化特征并计算健康因子(HI)。通过连续小波变换(CWT)提取轴承的时频特征，采用ADRN提取轴承时频图中的退化特征，并通过Tanh激活函数得到HI。为提升对异常值的约束能力，在整个网络中采用提出的动态损失函数进行训练。使用Savitzky-golay滤波器平滑HI后，由多项式函数拟合HI得到回归方程，预测出轴承的RUL。在PHM2012数据集上的实验仿真证明，提出的方法得到了更准确的预测结果。
2024年01期 v.45;No.196 141-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] - 宋雷震;
地质勘测中，确保勘测数据的精准并能够随时根据钻井情况调整姿势是钻井工程的技术关键。当前国内外随钻测量系统通信技术主要是基于脉冲数据传输方案，这种技术传输性能弱、局限性大。引入随钻测量无线电磁传输技术解决钻井通信问题，基于BPSK (Binary Phase Shift Keying)调制方案，对通信传输系统进行优化，并做通信实验测试。结果表明BPSK方案能很好提升信号宽带能力，传输速率达到100 bit/s,误码率<0.1%,有效解决载波问题，同时工频信号与噪声信号抗干扰能力进一步提升。研究内容对地质钻井平台精准控制具有较大意义。
2024年01期 v.45;No.196 151-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K] 下载本期数据