最新刊期
      2018 年 第 50 卷 6 期

        防震减灾工程

      • 李碧雄,廖桥,曾小灵,陈斌
        2018, 50(6): 1-7. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800566
        摘要：地震动强度和近断层速度脉冲峰值均为导致桥梁结构震害的主要原因。与其他桥型相比，简支板桥在地震中更容易发生破坏和损毁。作者以在2008年汶川地震中出现严重破坏的高原大桥（预应力混凝土简支空心板桥）为研究背景，探讨大桥所处场地的人工边界分别为自由边界、固定边界、黏弹性边界和黏弹性+阻尼层边界时对计算结果精度、计算效率等的影响。通过ABAQUS建立包含高原大桥及其场地的整体有限元模型，人工边界采用黏弹性+阻尼层边界，并以地震波加速度峰值作为地震动强度指标和人工合成近断层速度脉冲型地震波，分析地震动强度、近断层速度脉冲峰值对简支板桥地震响应影响程度。结果表明：人工边界为黏弹性+阻尼层边界时，可有效减弱边界处的反射效应，计算结果精度基本能满足要求；近断层速度脉冲峰值对结构地震响应的影响比地震动强度更为显著；场地表面加速度峰值随地震动强度提高而增加；近河岸和存在基岩分界面易导致简支板桥局部结构的地震响应加剧；随地震动强度或近断层速度脉冲峰值或地震波位移峰值的增加，跨径变化峰值、相对滑移量和滑移峰值变大；近断层速度脉冲型地震波对桥梁的影响比无脉冲型地震波更为不利。  
        关键词：简支板桥;地震动强度;近断层速度脉冲峰值;场地效应;人工边界   
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      • 陆金钰,陆鼎,谯旭东
        2018, 50(6): 8-14. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800599
        摘要：现有钢板剪力墙难以同时满足力学性能和耗能性能均较高的要求，针对这一问题，作者基于折纸原理，提出了3种由不同类型的折痕单元构成的新型折痕钢板剪力墙。对两边连接条件下受水平侧向荷载作用的折痕钢板剪力墙进行了弹塑性屈曲分析，详细分析了折痕形式对钢板剪力墙极限承载力、初始刚度、延性等弹塑性屈曲性能的影响，并与平钢板剪力墙及压型钢板剪力墙进行了对比。结果表明，折痕形式对钢板剪力墙的各项屈曲性能有较大影响，折痕的引入会显著降低钢板剪力墙的初始刚度，但对极限承载力的削弱程度相对较小，与压型钢板剪力墙相比极限承载力最大削弱12.65%。塑性铰率先出现在钢板剪力墙折痕处，且折痕引导了塑性开展过程。折痕的引入有效避免了钢板剪力墙发生整体面外失稳，提高了板件的延性。3种折痕钢板剪力墙的延性相较于平板和压型钢板剪力墙均有不同程度的提高，最高为平钢板剪力墙的8.2倍、压型钢板剪力墙的5.2倍。C型折痕单元所组成的折痕钢板剪力墙在侧向荷载作用下能够形成完整的折叠变形模式，塑性开展得更为均匀和充分，其对试件延性的提升相较于其他两种折痕钢板剪力墙更大，是其他两种折痕钢板剪力墙的2倍左右，且在地震后期仍具有较高的承载力。带塑性铰引导机制的新型钢板剪力墙具有良好的抗震性能，为结构提供耗能性能的同时持续为结构提供抗侧力，在结构抗震方面具有较好的利用前景。  
        关键词：预折痕;钢板剪力墙;折纸理念;弹塑性屈曲;延性   
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      • 王昌盛,徐家云
        2018, 50(6): 15-22. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800344
        摘要：结合现有多高层隔震结构等效模型的研究基础，提出了多高层隔震结构等效模型的动力响应分析方法，使结构响应解析解具备明确的物理与工程意义。针对多层隔震结构等效简化后的两自由度模型，其运动方程的求解若采用实际工程中应用广泛的强振型解耦法将产生较大误差，采用Kelly法解耦求解可使求解结果精度大大提高。针对高层隔震结构等效简化后的三自由度模型，先采用强振型解耦法解耦，分析强振型解耦法求解的误差，对结果进行修正，即采用提升强振型解耦精度的方法求解同样可使求解精度大大提高。同时，用标准2阶振子的位移和速度表示非经典阻尼隔震结构的位移响应，使得现有基于经典结构的抗震设计方法可推广应用于具有非经典阻尼特性的隔震结构。结合两个算例，分别将多层和高层原结构简化为两自由度和三自由度模型，通过对原结构和等效简化模型对比求解验证了等效简化模型的有效性，且所提的针对非经典阻尼隔震结构的近似解耦求解方法是简单有效的，从而使得对于隔震结构的动力响应分析更加完备。  
        关键词：隔震结构;等效简化模型;非经典阻尼;标准2阶振子;动力响应分析   
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      • 朱祝兵,张令心,程永锋,卢智成,刘振林,李圣,钟珉
        2018, 50(6): 23-30. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800587
        摘要：复合电气设备的力学性能优于陶瓷电气设备，在变电站、换流站具有广阔的应用前景。为研究±800kV复合绝缘子设备的地震响应，进一步发挥其抗震潜能，提高设备的抗震水平，以±800 kV换流站复合材料支柱绝缘子连接回路为研究对象，运用结构动力学理论分析手段，通过建立两自由度互连电气设备理论模型和动力学方程，研究地震作用下复合材料电气设备间的地震反应规律，分析连接导线刚度和设备刚度对互连设备抗震性能的影响。结果表明：随着连接导线刚度的增大，高频设备的位移变化幅度略大于低频设备，导线刚度越大，两设备之间的地震反应差别越大；在电气功能允许的前提下，适当增加导线的冗余度有利于提高设备的抗震性能。互连回路中一个设备刚度增大后，将引起刚度不变的设备的地震响应增大，回路抗震设计时尽可能使频率接近的两设备互连，降低设备间的地震耦合效应。研究提出了针对复合材料电气设备连接回路抗震设计时设备间频率匹配及导线设计原则，可为设备的抗震设计提供参考。  
        关键词：±800 kV;复合材料;电气设备;互连回路;耦合效应   
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      • 刘才玮,苗吉军,高天予,黄绪宏
        2018, 50(6): 31-38. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800584
        摘要：为研究火灾环境下混凝土结构的振动规律及火灾后损伤评估方法，试验设计了4根足尺寸混凝土简支梁L1～L4。首先，对其进行了火灾前的动力测试，并基于实测模态信息，对L1～L4初始有限元模型进行修正；然后，分别对其进行60、90、120及150 min的受火试验，同时拾取火灾下结构模态信息，研究火灾下结构振动发展规律，拟合火灾下基频衰减公式。结果表明：火灾下简支梁振动时域信息发展大致可划分为初始阶段、不稳定发展阶段及稳定发展阶段，且规律与截面刚度衰减基本一致；振动频率总体呈波动式衰减趋势，且停火后振动频率有继续衰减的趋势；通过拾取火灾前模态信息，对简支梁进行有限元模型修正，修正后有限元模型能够更好地反映简支梁在火灾过程中频率衰减规律；最后，进行了火灾后的动力测试及承载力试验，研究火灾后L1～L4刚度及承载力衰减程度，并结合火灾后模态信息，以等效爆火时间作为损伤指标，利用支持向量机智能算法预测火灾后简支梁损伤程度；在此基础上，结合《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252—2009），提出简支梁火灾后损伤指标综合评级标准，并基于此评价指标对L1～L4进行了损伤评估。  
        关键词：混凝土简支梁;振动特性;火灾试验;损伤识别;损伤评估   
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      • 王文达,郑龙,魏国强
        2018, 50(6): 39-47. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800617
        摘要：火灾、爆炸、撞击等突发事件可能造成建筑物发生连续性倒塌，二十世纪以来，随着国际上恐怖活动逐年增多，各国专家学者开始重视建筑防倒塌规范的制定和结构抗连续性倒塌性能的研究。目前，钢管混凝土柱–钢梁外环板式节点已被广泛应用于工程实例中，但其因在钢管外壁焊接外加强环板占用大量建筑空间，影响建筑物使用功能，而钢管混凝土柱–钢梁穿心式节点即钢梁整体或部分穿过钢管及钢管内填充的混凝土，大大节省建筑使用空间。为研究穿心型钢管混凝土柱–钢梁节点在连续性倒塌工况下的机制，利用ABAQUS有限元软件建立5个穿心构造的钢管混凝土柱–钢梁节点及1个全焊接节点模型，考察节点在连续倒塌工况下的抗力机制、变形模式及内力变化，并评估其节点的抗连续倒塌能力。结果表明：穿心型钢管混凝土柱–钢梁节点的连续倒塌破坏模式可分为钢梁倒塌破坏模式和柱壁倒塌破坏模式两种类型，柱壁倒塌破坏虽有更好的延性及承载力，但钢管壁鼓曲具有不稳定性。节点的竖向承载力主要由抗弯机制及悬链线机制提供，其中抗弯机制提供前期抗力，悬链线机制决定后期极限承载力。新型穿心构造的钢管混凝土柱–钢梁节点具有良好的抗连续倒塌能力，其节点抗连续倒塌性能评估指标$\eta $高于其余钢梁倒塌破坏节点。  
        关键词：穿心构造;钢管混凝土柱–钢梁节点;抗连续倒塌能力   
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      • 吴应雄,陆剑峰,赵欣,林友勤
        2018, 50(6): 48-55. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800627
        摘要：大底盘结构在竖向刚度突变处震害严重，采用层间隔震体系能有效解决底盘和塔楼间刚度及质量突变的问题。已有研究对层间隔震结构进行了大量的数值分析，但相应的振动台试验研究缺乏，且塔楼偏置的大底盘层间隔震结构平扭耦合效应研究未见报道。因此为了指导工程抗震设计，研究了塔楼偏置的大底盘层间隔震结构的地震响应和平–扭耦合效应。首先，建立一个位于8度设防区具有典型工程应用意义且塔楼偏置的大底盘结构（单塔楼），其底盘为2层，塔楼为6层，塔楼与底盘的平面面积比为1∶2.4，塔楼高宽比为1∶3，符合大底盘结构的受力特征和条件；接着，对其进行简化和缩尺并制作模型；最后，进行了双向振动台试验与数值分析对比。试验得到了模型各楼层的加速度和层间位移。结果表明：采用层间隔震技术，塔楼各层加速度和层间位移减震效果均显著，在0.60g作用下，减震率（Y向）分别为83.13%和81.18%以上；底盘加速度响应不减少反而增加，减震率（Y向）处于–12.69%～–24.07%；底盘层间位移减震率（Y向）在15.53%～17.15%，减震效果差；进一步分析得，模型在0.60g作用下塔楼仍处于弹性，而底盘在0.40g作用下就进入了弹塑性，且底盘第2层位移明显大于第1层。基于振动台的试验结果验证了数值模拟的准确性，进一步分析了结构的平–扭耦合效应。结果表明，与抗震模型相比，层间隔震底盘扭转角减少2/3，隔震层扭转响应较大但不向塔楼传递，塔楼层间扭转角趋于零，塔楼与底盘的扭转耦联效应不明显，从而塔楼偏置的大底盘单塔楼建筑采用层间隔震形式时，可有效降低结构的扭转效应。  
        关键词：大底盘结构;塔楼偏置;层间隔震;振动台试验;平–扭耦合   
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      • 王亚,杨维国,聂焱森,王萌,刘佩
        2018, 50(6): 56-64. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800377
        摘要：为了确保博物馆内文物的防震安全，首先，提出了两种新型滑板型文物隔震支座，分别为固定刚度支座和变刚度支座。其次，建立了对应的“支座–展柜”系统有限元模型。同时，建立并提取某博物馆有限元模型不同工况下的楼层波，进行“支座–展柜”模型的时程分析，研究两种文物隔震支座的隔震效果、适用性，并完成支座设计。结果表明：滑板型文物隔震支座可同时实现X、Y 两方向的隔震，同时，变刚度支座还可实现文物在不同强度地震作用下的隔震目的；固定刚度支座和变刚度支座在隔震楼层波下的平均隔震效果约为60%、80%，非隔震楼层波下的平均隔震效果约为90%、95%；变刚度支座的隔震效果优于固定刚度支座。最后，得到了两种新型滑板型文物隔震支座的设计方法，该设计方法可为后续工程应用提供必要的指导依据。  
        关键词：滑板型文物隔震支座;固定刚度;变刚度;隔震效果   
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      • 梅竹,吴斌,杨格,刘洋
        2018, 50(6): 65-70. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800616
        摘要：当结构在极端荷载作用下进入强非线性时，混合试验数值子结构是否能够准确模拟结构的强非线性成为关注焦点。模型更新从本构模型参数准确性的角度出发，提出了在线更新数值子结构本构模型参数的概念。由于构件本构模型与截面本构模型具有一定局限性，现有构件、截面本构模型更新的混合试验很难满足大型复杂结构的需求。作者从材料层次出发，采用混凝土本构模型参数的识别方法，并将其应用于钢筋混凝土结构的在线更新混合试验中。通过完成平面混凝土框架3种工况的混合试验，对混凝土材料本构参数识别方法和在线模型更新混合试验进行了验证。试验结果表明该参数识别方法具有较好的收敛速度和稳定性；混凝土本构模型参数的在线更新提高了数值子结构的准确性，进而提高了混合试验的可靠性。  
        关键词：混合试验;参数在线识别;隐性卡尔曼滤波器(UKF);OpenSEES;混凝土框架   
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      • 石岩,张展宏,韩建平,许继祥
        2018, 50(6): 71-76, 90. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800592
        摘要：汶川大地震中，桥梁双柱式排架墩遭到了严重的破坏，其抗震问题被广泛关注。作者基于结构“保险丝”的损伤控制理念，在双柱式桥梁排架墩中设置屈曲约束支撑（BRB），以提高横桥向的抗震性能。建立了考虑墩柱弹塑性、梁体与挡块碰撞和支座滑动效应的单个排架墩动力分析模型，通过输入远场地震动、具有向前方向性效应和滑冲效应的近断层地震动进行非线性地震反应时程分析，研究了BRB与排架墩水平刚度比、水平屈服位移比、BRB布置形式和排架墩形式等参数对桥梁排架墩抗震性能的影响。结果表明：设置BRB能有效地减小规则和不规则排架墩的地震损伤，BRB与排架墩水平刚度比和水平屈服位移比的合理取值范围分别为0.5～2.0和0.5～1.5。  
        关键词：桥梁工程;双柱式排架墩;屈曲约束支撑;近断层地震动;速度脉冲   
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      • 刘云帅,韩建平,王晓琴
        2018, 50(6): 77-83. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800601
        摘要：目前桥梁隔震技术的应用越来越广泛，但这一技术不可避免地会引起震后桥梁上下部结构之间残余位移过大的问题。为有效降低上部结构的惯性力传递至桥墩，使其具有良好的隔震能力，同时减小上部结构复位时的阻尼，增强其自复位能力，降低震后桥梁的修复费用，提出由一种新型自复位摩擦阻尼器和聚四氟乙烯滑板支座代替传统的隔震支座。该阻尼器当活塞向远离平衡位置方向移动时，具有较为稳定的摩擦力使其具有较好的耗能能力；当活塞向平衡位置方向移动时，不具有摩擦力，减小了摩擦力对复位力的消耗，提高了其自复位能力。采用柔性拉索将此阻尼器与桥梁的上下部结构相连，保证阻尼器只受拉且可实现上部结构相对桥墩的往复运动，形成自复位隔震桥梁体系。为验证该隔震桥梁体系的效果，利用OpenSees建立一座4跨连续梁桥模型，分别配置非隔震桥梁支座、铅芯橡胶支座和自复位摩擦阻尼器与聚四氟乙烯滑板支座联合工作的隔震体系，在横桥向输入地震动记录进行时程分析，考察3种桥梁结构的墩顶位移、墩梁相对位移和桥墩内力。结果表明：在相同地震作用下，自复位隔震桥梁体系相对于非隔震桥梁墩顶位移降低为原来的1/8，墩底剪力和墩底弯矩降为原来的约1/3；与配置铅芯橡胶支座的隔震桥梁体系相比，自复位隔震桥梁体系基本没有墩梁相对残余位移。以上说明提出的自复位摩擦阻尼器及具自复位摩擦阻尼器的桥梁隔震体系有较好的隔震和自复位能力。  
        关键词：自复位能力;摩擦阻尼器;隔震;桥墩内力;残余位移   
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      • 崔光耀,孟令瀚,张军徽,王明年,朱长安
        2018, 50(6): 84-90. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800568
        摘要：为提高强震区交通隧道洞口段的地震安全性和结构抗震性能，以汶川地震白云顶隧道进口段为研究背景，开展了隧道洞口软硬围岩交接段地震响应的大型振动台模型试验研究。介绍了试验方案设计，主要包括试验设备、相似设计、动力荷载、动力特性及加载制度。对试验数据进行了分析，主要研究了隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展过程中隧道结构地震动峰值加速度（PGA）、纵向应变、接触应力及结构内力的空间变化规律。研究结果表明：隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展，隧道结构PGA放大系数由1.04增大至1.68，纵向应变增加倍数由1.09增大至4.29，接触应力增加倍数由6.34增大至32.16，安全系数最小值减小百分比由26.18%增大至53.48%；随着受软岩影响的增大，作用于隧道结构的地震惯性力和强制位移不断增加，致使结构安全性不断降低。研究成果可为高烈度地震区交通隧道抗震设防设计提供参考。  
        关键词：隧道工程;洞口段;软硬围岩交接段;地震响应特性;振动台模型试验   
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      • 徐刚年,王有志,王世民,刘庆昌,王来永,武俊彦
        2018, 50(6): 91-99. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800188
        摘要：针对斜拉体系加固张拉施工阶段主梁变形难以预报，传统非等间隔灰色模型在其应用中存在精度低的问题，提出了一种马尔科夫链残差修正的改进非等间隔权重灰色主梁变形预测模型。首先，该模型将主梁变形量和索力差分别看作传统非等间隔灰色模型中的原始数据列和时间差，考虑在累加生成和累减还原过程中是否引入权重分配系数，构建了4种不同的非等间隔权重灰色预测模型，并依据相似度准则确定相应的最优权重分配系数和最佳计算模型，提高预测精度；然后，采用马尔可夫链法反映出主梁变形残差序列的随机波动特征，从而对改进非等间隔权重灰色模型的预测值进行修正，较好地弥补了单一预测模型预测精度偏低的不足，进一步提高模型的预测精度；最后，通过该模型对斜拉体系加固主梁变形进行预测。研究表明，相对传统非等间隔灰色模型，在模型累减过程中引入权重分配系数后的模型相对误差平均值降低0.47%；采用马尔可夫链法对预测结果进行修正后，相对误差平均值降低10.32%，能显著提高预测模型的精度；与马尔科夫链修正后的传统模型相比，经累减还原优化后的修正模型相对误差平均值降低3.50%，预测精度更高，能够较好地反映出了斜拉体系加固主梁变形的发展趋势；该模型的核心理论是灰色系统理论，对实测数据并无特殊要求和限制，同样适应于其他工程领域的变形预测问题。  
        关键词：变形预测;灰色理论;非等间隔;改进权重;马尔科夫链;连续箱梁桥;斜拉体系加固   
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      • 吴浩,吕西林,周颖,刘文光
        2018, 50(6): 100-107. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800595
        摘要：自复位预制混凝土剪力墙通过预应力筋将分段预制墙片沿竖向拼接形成整体，同时在墙底部设置普通钢筋以增加耗能能力。前期的试验研究和数值模拟结果表明，自复位预制混凝土剪力墙具有损伤破坏程度轻、震后残余变形小的特点，是具有震后可恢复功能的抗震结构体系。为进一步研究该类体系在强地震动输入下的性能，特别是抗倒塌性能，设计了4层和6层原型结构，分别采用自复位预制混凝土剪力墙和传统钢筋混凝土剪力墙作为主要抗侧力构件。通过前期试验结果，建立了可靠的数值分析模型，用于后续倒塌分析。采用44条地震动输入对各原型结构进行非线性增量动力时程分析，并建立各自的倒塌易损性曲线，在此基础上采用FEMA P695标准评估和比较各原型结构的抗倒塌能力。分析结果表明，由于耗能能力略小的原因，自复位预制混凝土剪力墙在罕遇地震作用下的水平位移比传统现浇剪力墙稍大，但其在强震作用后的残余变形则明显小于普通钢筋混凝土剪力墙，即具备良好的震后自复位性能。倒塌易损性曲线的对比表明自复位预制剪力墙的变形能力显著优于普通剪力墙，因此震后损伤破坏程度轻。采用FEMA P695标准的方法对各原型结构抗倒塌能力评估结果表明，作者设计的4层和6层自复位预制剪力墙具有与普通现浇剪力墙接近的抗倒塌能力和地震安全冗余度，满足FEMA P695对结构抗倒塌安全性的要求。  
        关键词：自复位剪力墙;预制混凝土;增量动力分析;抗倒塌能力评估;FEMA P695   
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        发布时间：2024-01-10
      • 吴从晓,李定斌,吴从永,杨诚,邓雪松,徐昕
        2018, 50(6): 108-115. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800570
        摘要：抵抗地震荷载时实现“强节点弱构件”的破坏模式是框架结构可发挥其良好抗震性能的前提条件，为确保“强节点弱构件”破坏模式的实现提出了加装扇形铅黏弹阻尼器（SLVD）保护节点区的消能减震技术方案。为研究加装SLVD对框架节点区的保护效果及对整体结构抗震性能的影响，设计并制作尺寸、材料及配筋完全相同的二层二跨普通现浇混凝土框架试件和加装SLVD的现浇混凝土消能减震框架试件各一榀。通过拟静力试验，对比分析两种框架的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能特性等变化情况。试验结果表明：普通现浇框架的节点区发生严重剪切破坏，现浇混凝土消能减震框架节点区没有发生严重破坏；SLVD起到良好的耗能保护作用,延缓并控制了节点核心区裂缝的出现与开展，减轻了整体结构的损伤；SLVD在框架中起到“耗能腋撑”作用，提高了框架结构的承载能力、抗侧刚度和耗能能力；加装SLVD改变了框架结构节点区附近的内力分布及传力路径，减小了传递到节点区的剪力与弯矩，但同时改变了梁柱构件的内力分布，在消能减震子结构设计时应予以考虑。节点区加装SLVD有利于框架结构“强节点弱构件”抗震设计理念的实现，现浇混凝土消能减震框架的抗震性能优于普通现浇混凝土框架。  
        关键词：消能减震框架;扇形铅黏弹阻尼器;抗震性能   
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        水利与土木工程

      • 周彦辰,陈进,许继军,霍军军
        2018, 50(6): 116-122. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700864
        摘要：为全面客观评价区域水资源承载状况，支撑当地经济社会发展，梳理了水资源承载能力评价研究的现状，分析了概念内涵和评价指标体系，指出现行红线指标主要从地区社会经济发展角度出发，难以契合当地水资源特性和水利发展趋势的不足。从区域特征出发，着眼于评价指标的选取，提出基于水资源禀赋条件、开发利用程度和工程供水能力等水资源承载潜力因素的评价指标和评价方法。基于水桶理论，以云南省丽江市为研究对象，分别以考虑水量、水质两方面因素的红线指标与提出的潜力指标两套评价体系评估丽江市的水资源承载能力，全面考虑各要素的评价结果，验证评价指标和方法的合理性与可行性。评价结果显示：水资源红线指标在行政区域内的划分主要考虑区域社会经济发展的需求，红线指标向古城区的倾斜致使经济发展较弱的其他区域用水指标分配较少，更不利于其长远发展；用水指标在水资源分区上划分的缺失不利于水资源综合管理。考虑了水资源禀赋条件和供水工程潜力指标的评价结果更符合丽江市的现状，即丽江市水资源条件较好，但水利工程配套不足，难以有效调配区域水资源，存在工程性缺水，此为中国西南高原地区的普遍性问题。结合资源承载状况和超载成因，提出丽江市水资源调控措施建议。  
        关键词：承载能力;地区特征;评价方法;潜力指标;丽江市   
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      • 戴福初,董文萍,黄志全,张晓丽,王安明,曹世超
        2018, 50(6): 123-131. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800242
        摘要：膨胀土的抗剪强度除了受含水率、干密度、正压力、干湿循环、裂隙等因素影响外，同时受到黏粒含量和塑性指数的影响。现有研究对于黏粒含量和塑性指数的考虑不足，不能系统、客观地反映某一个地区内膨胀土抗剪强度的规律性变化。以南水北调中线段某一个县的21种原状膨胀土为基础，作者研究了膨胀土中黏粒含量对其自由膨胀率、塑性指数的影响，并利用电动应变控制式剪切仪和ShearTrac Ⅱ反复直剪仪分别以0.8和0.02 mm/min的剪切速率开展了原状膨胀土的快剪（包括快剪、饱和快剪、饱和固结快剪）试验和残余剪试验，分析了黏粒含量、塑性指数对快剪强度摩擦角、残余强度摩擦角的影响。研究结果表明：自由膨胀率随黏粒含量的增加逐渐增大并趋于平缓；塑性指数随黏粒含量的增加逐渐增大，当黏粒含量增大到33%时，塑性指数开始趋于平缓；试样抽气饱和后，强度明显降低，表现为饱和快剪强度摩擦角小于快剪摩擦角，固结对试样起到了“治愈”作用，强度明显提高，表现为饱和固结快剪摩擦角高于饱和快剪摩擦角；随着黏粒含量、塑性指数的增加，快剪摩擦角、饱和快剪摩擦角、饱和固结快剪摩擦角均随之减小，当黏粒含量、塑性指数达到临界值（临界值分别为32%和24%）后，摩擦角变化趋于平缓；残余强度摩擦角随黏粒含量的增加逐渐减小并趋于平缓，但是随着塑性指数的增加，残余强度摩擦角逐渐减小后是否趋于平缓尚有待进一步的研究。  
        关键词：膨胀土;黏粒含量;塑性指数;快剪强度摩擦角;残余强度摩擦角   
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      • 梁危,董江峰,王清远
        2018, 50(6): 132-140. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700927
        摘要：由于普通钢管混凝土柱容易出现局部屈曲等问题，近年来，出现了在钢管混凝土内设置加劲肋的新型组合柱的应用与研究，期望通过结构形式的变化改善钢管混凝土的力学性能。作者研究了不同加劲肋类型对钢管混凝土柱的力学性能的影响。本试验设计了单肋、三角形肋、方形肋3种加劲肋形式和不同长细比的中空夹层方钢管混凝土，对其进行了轴心抗压试验。采用数字图像相关法对试件进行了全场应变监测和分析，同时，研究和分析了加劲肋形式对其极限承载力、延性、局部屈曲、荷载位移的影响。试验结果表明，不同长细比试件产生局部屈曲的位置最容易发生在其长度的1/8处至端面范围内或者距离端面1/8处至3/8处范围内。相较于无肋中空钢管混凝土，带肋试件的延性明显提高，其中，采用三角形肋的试件的延性平均提高了76%，但其承载力有不同程度的下降。对试件的极限承载力进行了预测，计算结果与试验结果吻合较好。  
        关键词：加劲肋;中空夹层钢管混凝土;局部屈曲;延性   
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      • 卫仁娟,彭亮,梁川,何英,穆振侠,郑淑文
        2018, 50(6): 141-147. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700929
        摘要：高原高寒干旱山区积雪融水是大多数河流的重要补给源，对当地社会经济发展、生态环境等起着举足轻重的作用。以叶尔羌河流域为对象，基于2001—2016年的MOD10A2积雪产品，采用GIS空间分析提取叶尔羌河山区的积雪面积，应用线性趋势分析法，分析不同高程带积雪面积年内及年际变化规律。结果表明：1）流域积雪面积年内变化表现为“积累–消减–积累–消融”的二次过程，春秋季以积累为主，夏季以消融为主，冬季因为风吹雪迁移及升华，积雪面积表现为消减现象；2）以200 m间隔划分流域高程带，1—2月积雪覆盖率随高程呈现一致的平缓上升和下降规律。3、4、11、12月在A区（<3 600 m）呈现微弱上升趋势，B区和C区（3 600～6 000 m）呈现显著上升趋势，D区（>6 000 m）呈现下降趋势。5～10月积雪覆盖率在A区处于消融状态，B区（3 600～4 800 m）积雪覆盖率呈现平缓上升趋势；C区（4 800～6 000 m）积雪覆盖率上升趋势显著，D区积雪覆盖率呈现下降趋势；3）A、B区积雪覆盖率年内变化呈现单峰曲线，积雪的主要补给期在秋、冬季。C、D区积雪覆盖率年内变化曲线呈现“M”型，积雪覆盖率为“积累–消减–积累–消融” 的二次过程，冬季因为风吹雪迁移至低海拔山区或升华造成积雪消减，D区因为海拔高，夏季积雪覆盖率为80%左右；4）积雪面积年际变化呈现下降趋势，秋、冬季下降趋势最为明显；5）低海拔区（A、B、C区）内积雪覆盖率年际变化呈现微弱下降趋势；高海拔区（D区）内积雪覆盖率年际变化不大，呈现微弱的上升趋势。  
        关键词：叶尔羌河;MOD10A2;积雪面积;积雪覆盖率;高程带   
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      • 方有珍,纪杰,蔡珊珊,陈军,孙国华
        2018, 50(6): 148-155. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700826
        摘要：设计制作了1榀卷边PEC柱（弱轴）–削弱截面钢梁端板连接组合框架结构底部两层单跨1∶2缩尺模型试件，并对其进行拟静力抗震试验研究。结合试验过程现象记录和实测数据整理，对试件滞回特性、刚度退化、节点连接性能、抗震延性与耗能能力、损伤发展进程和破坏模式等进行分析。结果表明：采取卷边措施有效改善了常规PEC柱弱轴方向的抗侧刚度；梁端削弱截面实现了梁端塑性铰形成位置远离节点区，试件滞回曲线较为饱满，且在梁与端板焊缝存在缺陷条件下，其整体侧移、延性系数和等效黏滞阻尼比仍达到3.77%（推）/3.37%（拉）、2.94（推）/3.23（拉）和0.281，即试件变形、抗震延性与耗能能力良好；端板预拉对穿螺栓和节点加强板设置使得节点区形成混凝土斜压带传力模式，改善了节点区剪切性能；试件破坏模式为梁端削弱截面和PEC柱脚形成塑性铰的理想塑性机构，变形与耗能能力发挥充分。  
        关键词：PEC柱（弱轴）;削弱截面钢梁;端板连接;组合框架;抗震性能;拟静力试验   
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      • 冯凌云,李大勇
        2018, 50(6): 156-164. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700734
        摘要：吸力基础作为海上风电工程的基础主要受到风、波浪和洋流等产生的水平循环荷载作用，因此提高其水平循环承载力和控制侧移是保证风机正常运行的关键。采用有限元分析软件Z_SOIL对饱和砂土地基中的裙式吸力基础开展水平循环加载数值分析；考虑到土体小应变阶段刚度增大的特性，土体选用刚度与应力相关的小应变硬化模型（HSS模型）；重点分析和讨论了循环荷载比、加载高度、加载方式和加载顺序对基础循环累积位移和刚度的影响。研究发现：当循环荷载比小于0.5时，基础累积位移很小，基础循环割线刚度随循环振次变化不明显；当循环荷载比大于0.5时，循环加载过程中基础周围砂土地基被挤密实，导致基础循环割线刚度随循环振次增加而增大，卸荷后基础残留较大塑性变形。裙式吸力基础的循环割线刚度随循环荷载比和加载高度的增加呈线性关系减小，基础水平及竖向累积位移则逐渐增大。3种加载方式下，基础水平累积位移从大到小排序为单向荷载、不完全对称荷载、双向对称荷载；竖向累积位移从大到小排序为双向对称荷载、单向荷载、不完全对称荷载。当循环荷载由大到小变化时，基础的水平和竖向累积位移均大于荷载由小到大时的情况，说明前期加载历史对基础后期变形有重要影响。  
        关键词：海上风电;裙式吸力基础;水平循环荷载;循环割线刚度;水平及竖向位移   
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      • 赵晓龙,陆晓平,荣绍洋,朱俊高
        2018, 50(6): 165-173. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700490
        摘要：对不同土工布加筋层数的粗颗粒土试样进行常规三轴固结排水剪切试验，探讨试样加筋层数（简称筋数n=0～3）对粗颗粒土变形、强度特性的影响。结果表明：筋数n每增加1，不同围压下试样破坏时的轴向应变增大0.91%～2.00%，土体韧性增强，筋材可抑制试样的侧向变形；不同围压下，平均筋数n每增加1，试样变形模量增大5 378 kPa。加筋能够增大相变时的体积应变；在p–q平面内，同一筋数n下的相变点和破坏点均可用直线拟合。粗颗粒土的强度指标总体随筋数的增加而增大。对线性指标c和非线性指标φ0、Δφ，其随试样筋数n的变化均可近似用直线表示；n每增加1，内摩擦角φ′增大1.75°。最后提出一个方便表述加筋量多少的指标—加筋疏密指数IR，并给出三轴试验获得IR的方法。整理发现试样黏聚力c及准黏聚力Δc（加筋土比素土黏聚力的提高量）与IR均可用直线拟合；IR每增加1 m–1，c和Δc分别提高9.1和13.5 kPa。利用该参数对三轴试验下砂土、黏土和粗颗粒土加筋对其强度提高的效果进行总结分析，加筋对不同土c提高量差异显著，IR每增加1 m–1，砂土、黏土和粗颗粒土c分别提高0.07、0.50和8.75 kPa。基于准黏聚力原理，建立c及Δc与IR的关系，可根据该公式直接估计土体加筋后的黏聚力或准黏聚力。  
        关键词：土工布;加筋土;粗颗粒土;三轴试验;变形;强度   
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        发布时间：2024-01-10
      • 杨磊,梅洁,李术才,李邦翔,郭孔灵,张波,杨为民,张强勇
        2018, 50(6): 174-183. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800088
        摘要：岩体裂隙在高地应力、强渗透压作用下极易发生扩展、贯通，导致岩体破裂失稳。为研究水力耦合作用下3维裂隙的起裂扩展模式，采用3维断裂分析软件FRANC3D建立水力耦合数值模型，进行数值模拟研究，并开展相应的含裂隙透明树脂类岩石材料室内破裂试验。通过对比模拟与试验结果，分析了不同断裂准则的适用性，验证了数值模型的可靠性。基于数值模拟调查了不同加载条件下裂隙前缘断裂参数的分布特征，获得了水压、侧压等关键因素对裂隙起裂角及扩展长度的影响规律。结果表明：采用优化的能量释放率准则模拟的3维裂隙空间起裂扩展模式与试验现象具有良好的一致性；裂隙长轴端点处的翼裂纹为Ⅰ-Ⅱ（张拉－滑移）型复合裂纹，短轴端点处的平面扩展为Ⅰ-Ⅲ（张拉－撕裂）型复合裂纹，除长、短轴端点外的其余位置发生Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合断裂；水压的存在显著改变了裂隙前缘的应力分布状态，水压增大可提高拉应力水平，明显促进张拉断裂的发生，使裂隙倾向于沿原裂隙面方向起裂，并导致裂隙前缘各处扩展速率趋于均衡；侧向压应力增大可显著促进张拉断裂，抑制滑移与撕裂断裂，并使裂隙前缘能量释放率呈降低趋势，从而抑制裂隙扩展，而侧向拉应力起相反作用，由此认为岩体在双向受压状态比拉压受力状态更为安全；侧向压应力与水压共同导致翼裂纹偏转角度明显减小，改变了3维裂隙的空间起裂扩展模式及岩体的宏观破裂形态。  
        关键词：3维裂隙;水力耦合;应力强度因子;能量释放率;起裂扩展模式   
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      • 饶平平,赵琳学,刘颖,李林
        2018, 50(6): 184-192. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700954
        摘要：抗滑桩作为常用的边坡加固手段，被广泛应用于工程实践中，其影响下的边坡稳定性分析，具有较高的理论和实践价值。采用极限分析上限法，通过引进参数拓展了边坡3维计算模型，建立了内外功率平衡的边坡安全系数计算框架，并通过优化计算得到一定参数条件下边坡的安全系数上限解和最危险破坏机构形状。在此基础上，分析了抗滑桩加固后边坡破坏模式和稳定性受抗滑桩位置、桩距、坡角、机构限宽等参数的影响规律，并讨论了不同参数条件下破坏面形状的变化规律和边坡稳定性变化的内在机理。结果表明：最安全抗滑桩位置不受机构限宽影响，位于坡面中点与坡顶间的某一位置；当机构限宽较小且抗滑桩位置靠近坡趾时，边坡破坏面通过坡面。抗滑桩位置距离坡趾越远，破坏面越靠近坡面且曲率越大。当桩距较小时，边坡倾向于在抗滑桩位置上方发生次级滑动；边坡整体安全系数随桩距的增大而降低。随着机构限宽的增大，边坡安全系数逐渐降低，并逐渐接近2维破坏机构的安全系数。边坡破坏机构随桩距和机构限宽的增大而增厚。当坡角较小时，边坡破坏面通过坡趾下方。本文方法不仅对边坡破坏机构类型的拓展具有理论意义，而且实现了计算结果的进一步优化。  
        关键词：抗滑桩;极限分析上限法;3维破坏机构;稳定安全系数   
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      • 梁煊,李云祯,牟海燕,陈方方,谢梦迪,杨平,陈文清,敖天其
        2018, 50(6): 193-197. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800335
        摘要：施加钝化材料固定有毒重金属的方法在污染土壤修复领域有着广泛应用。但钝化土壤的酸化作用会使已固定的重金属重新活化，钝化剂应用在长效性方面存在局限。因此，研究钝化土壤酸化对土壤修复工作有重要应用参考价值。本研究选取西南地区3种代表性土壤，分别测定其酸化程度与交换性酸浓度，通过相关性分析判断土壤酸化的内在机理；同时应用SPSS软件，通过多元统计分析方法探究土壤理化性质对土壤酸化的影响，进一步采用主成分分析和线性回归方程建立定量函数表达以研究影响钝化土壤酸化的关键因子。结果表明：1）钝化土壤酸化的实质主要是致酸交换性离子H+和Al3+置换盐基离子Ca2+和Mg2+的过程。反应前期主要是Al3+积累，其与酸化程度相关性达0.567；2）影响土壤酸化关键的因子是Ca元素和土壤粒度，其中Ca的影响最大, 主成分分析结果显示其贡献率达到79%；在土壤粒度组成中，黏粒百分比对酸化影响最大；3）本研究尝试提出钝化材料的选择应遵循“补偿机制”，即在选择钝化成分时针对性地补充土壤较匮乏的因子，同时避免添加较丰足因子。本文的定量分析结果为今后深入研究钝化土壤酸化提供理论依据。  
        关键词：钝化土壤酸化;交换性酸;多元统计分析;主成分分析;回归方程   
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        发布时间：2024-01-10

        信息工程

      • 房丙午,黄志球,李勇,王勇
        2018, 50(6): 198-204. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800596
        摘要：随机系统运行时验证中，由于可靠地传感系统运行状态的成本非常高以及一些事件的监控严重影响系统时间相关的行为，因此，复杂随机系统在运行时其状态是难以观测的。为了对该类系统进行运行时验证，提出了状态不可观测的随机系统运行时安全性验证方法。首先，给出了随机系统安全性验证框架，框架使用隐马尔科夫模型建模运行时系统，使用确定性有限自动机规约系统安全属性，使用两者的乘积自动机作为属性验证器。然后，提出了属性验证器的构造算法，该算法消除了从初始状态不可达的状态以及与验证属性无关的组合状态，约简了验证器的规模。最后，基于验证器，提出增量迭代安全性验证算法，该算法接收到一个新的观测值，立即计算已观测到的整个有穷序列的监控结论，不需要保存当前观测值之前的有穷观测序列。实验仿真结果表明该方法能有效性地在线验证状态不可观测的随机系统安全性。  
        关键词：随机系统;安全性;运行时验证;隐马尔科夫模型   
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        发布时间：2024-01-10
      • 杨晓梅,向雨晴,刘亚男,郑秀娟
        2018, 50(6): 205-211. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700972
        摘要：为更好地复原图像的纹理细节，避免求解图像去模糊模型时面临正则化参数难以选择的问题，提出了一种基于分数阶全变差（FOTV）模型和自适应更新正则化参数的非盲去模糊图像重建方法。首先，在分析不同分数阶下FOTV的幅频响应特性的基础上，采用不同分数阶次的FOTV模型约束图像的平滑（低频）部分和纹理细节（高频）部分，从而建立图像非盲去模糊重建模型。其次，为了有效地求解重建模型和实现两个正则化参数的自适应更新，采用交替方向乘子法(ADMM)将原本含有两个正则化参数的复杂问题分解成两个相对容易的子问题进行求解，每个子问题只含一个正则化参数。最后，根据偏差准则，在迭代求解过程中实现了两个正则化参数的自适应更新。将所提算法应用于包含平滑、边缘和纹理细节的多幅图像中，测试4种不同模糊核下的去模糊效果；与传统的4种去模糊算法相比，实验结果表明所提算法能自适应地更新两个正则化参数，对于纹理细节适中的图像具有较好的去模糊效果。  
        关键词：非盲图像去模糊;分数阶全变差模型;自适应正则化参数更新;纹理细节   
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        发布时间：2024-01-10
      • 赵伟,骆亚菲,鲍慧,王辉,李保罡
        2018, 50(6): 212-216. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700871
        摘要：异构网络性能分析研究中，基站和用户分布大多数是平面分布模型，其拓扑结构不适用于建筑物密集的超密度网络场景；同时，垂直维度上的窃听者直接影响异构网络物理层安全性；针对此问题，作者调整了基站天线的垂直维度，通过倾斜、基站与用户的空间分布得到合法用户和窃听者的信干噪比表达式、累积分布函数，对异构网络的物理层安全性能进行了分析。在立体异构网络下行传输链路中增加对基站天线垂直维度的调整，给出了增加基站天线倾斜角变量后合法用户以及窃听用户的信干噪比表达式；并且根据基站和用户的空间随机泊松点过程分布，推导出合法用户和窃听用户的信干噪比累积分布函数，利用此累积分布函数得到系统的平均安全速率闭合表达式。仿真结果验证了微基站密度、下倾角和平均安全速率函数关系闭合表达式的正确性，验证了通过调整垂直下倾角提高物理层安全性能的可行性，并能够得到具体场景的基站密度比。  
        关键词：物理层安全;天线倾斜角;平均安全速率函数;立体随机几何   
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        发布时间：2024-01-10
      • 刘振,鲁华杰,任建存
        2018, 50(6): 217-224. DOI: 10.15961/j.jsuese.201800012
        摘要：在对当前基本磷虾觅食算法的特性进行分析和研究后，针对基本磷虾觅食算法运行速度慢、全局收敛性不强等缺点，为提高磷虾觅食算法收敛性能，引入协同进化机制和引力算法思想，提出一种协同进化引力磷虾觅食算法（co-evolutionary gravitational krill herd algorithm，CGKH）。首先，为深入挖掘种群内部个体性能，将种群分为两个子种群进行协同竞争操作，提高种群整体竞争性能，同时将协同竞争后的种群划分为开采磷虾、跟随磷虾和侦察磷虾，并依据开采、跟随和侦察3个阶段进行协同进化，以提高种群局部开采能力；其次，借鉴引力算法基本思想，将磷虾个体觅食行为中的吸引度转化为邻域个体引力，确保个体向最优个体方向寻优；最后，为避免进化停滞和陷入局部极值，采用聚群和追尾行为对磷虾个体进行随机扰动，以提高种群后期个体多样性。对算法的收敛性能和漂移特性进行了分析，同时对算法进化能力进行了分析。利用同类型算法和不同类型算法进行了仿真对比分析，充分验证了所提出算法的优良性能。  
        关键词：磷虾觅食算法;协同进化;引力算法;进化行为   
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        发布时间：2024-01-10
      • 李振东,钟勇,陈蔓,陶攀
        2018, 50(6): 225-231. DOI: 10.15961/j.jsuese.201701086
        摘要：针对人脸相互遮挡、人脸朝向等不确定性因素给人脸检测和对齐任务带来的困难问题，提出了基于惩罚因子的PNMS算法用以改进人脸检测和对齐的准确性。该算法首先根据人脸候选窗口相互之间的重叠度和候选窗口相应的检测得分，提出非连续的线性函数和基于高斯分布的连续函数，作为非极大值抑制算法的两种惩罚因子，用以改进并替代传统非极大值抑制算法对候选窗口的检测得分进行重分配。在此基础上，综合前两种惩罚因子的优缺点以及窗口之间的重叠度值，进一步提出连续非线性函数作为非极大值抑制算法的惩罚因子，使得窗口之间重叠度值越大则相应的惩罚权重越严重，且函数在整个重叠取值区间连续。将提出的算法在FDDB和WIDER FACE这2个人脸检测数据集上进行详尽的人脸检测实验验证，以及在AFLW人脸对齐数据集上进行人脸对齐实验验证。结果表明，提出的基于惩罚因子的PNMS算法相比于其他算法，在保持一定实时性的同时不仅有效地提高了人脸检测和对齐的准确率和可靠性，并且解决了一定程度的人脸相互遮挡被漏检的问题，降低了被遮挡人脸的漏检率。  
        关键词：人脸检测;人脸对齐;卷积神经网络;非极大值抑制   
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        发布时间：2024-01-10
      • 周林,陈星,段鑫
        2018, 50(6): 232-236. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700938
        摘要：针对谐振腔天线因口径场相位分布不均匀引起的增益较低问题，设计了一款惠更斯超表面相移层，并将其加载到谐振腔天线上，用于修正谐振腔天线口径场的不均匀相位分布，从而实现高增益。该惠更斯超表面由平行和垂直于波传播方向的两组开口谐振环组成。两组开口谐振环分别与入射电磁波的磁场和电场谐振响应，从而影响电磁波的反射与透射性能。通过分别调节两组开口谐振环的尺寸，可以得到不同的电场与磁场谐振强度，从而实现超表面相移层的快速设计。为验证方法的有效性，设计了一款工作频率5.8 GHz的惠更斯超表面相移层，并将其应用于一款直径为180 mm的圆柱型谐振腔天线。对加载惠更斯超表面相移层的谐振腔天线进行了加工实测，其实测结果与仿真吻合良好。仿真和实测结果表明：所设计的相移层具有360°的相移范围，且透射系数幅值大于0.99；通过加载惠更斯超表面相移层，谐振腔天线的口径场相位分布更加均匀，其增益从原有的14.90 dB增加至18.31 dB，口径效率从25.9%提高至56.7%。  
        关键词：天线;相移;超材料   
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        发布时间：2024-01-10

        电气工程

      • 王渝红,李瑾,丁理杰,梁晓斌,刘天宇,宋雨妍
        2018, 50(6): 237-244. DOI: 10.15961/j.jsuese.201701039
        摘要：为了解决直流偏磁研究中无法准确建立土壤模型的问题，提出了一种基于电网$N$–1原则将电网多次多点测量数据与仿真计算相结合的土壤等效电阻模型建模方法，用以计算交流电网中的直流电流分布数据。该方法在已知交流系统网络参数的情况下，通过依次开断建模范围内两变电站间的交流输电线路，测得多组交流电网中直流电流的分布数据，利用矩阵运算或遗传算法反演土壤等效电阻模型。针对某直流接地极近区交流电网建立土壤等效电阻模型仿真算例，分析计算在直流输电系统单极大地运行情况下，该地区交流电网中直流电流的分布情况。结果表明，采用土壤等效电阻模型所得的计算结果能够逼近实际数据，且模型受交流系统拓扑结构的影响较小，能够在土壤构成复杂的情况下，保持计算误差在允许的范围内。仿真算例进一步验证了土壤等效电阻模型建模方法的正确性。基于电网$N$–1数据反演土壤等效电阻模型的建模方法，避免了复杂的电场计算，无需收集土壤参数且计算结果准确，具有一定的工程实用价值。  
        关键词：高压直流输电;直流偏磁;N–1原则;土壤模型   
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        发布时间：2024-01-10

        化学工程与材料工程

      • 许罗鹏,ZHOU Min,王清远
        2018, 50(6): 245-250. DOI: 10.15961/j.jsuese.201700907
        摘要：DZ125合金具有优良的综合性能表现，已被广泛应用于燃气涡轮高温部件的铸造。关于DZ125合金的疲劳问题研究已有较多文献报道，但从微观断口分析的角度系统阐述该合金超高周疲劳裂纹萌生及失效机制的研究则相对较少。通过研究发现，随着疲劳强度的降低，疲劳数据离散性有增大的趋势；较小的疲劳应力（小于220 MPa）所对应的疲劳寿命并未有明显增加，上述特征与疲劳微观裂纹萌生机制的改变直接相关。在高应力作用下，疲劳裂纹倾向于从材料的表面或次表面萌生，巨型二次裂纹成为其断口形貌的主要特征；在低应力状态下，材料内部的孔洞缺陷是疲劳裂纹萌生的主要区域，并严重影响材料的疲劳寿命。驻留滑移带（PSB）可导致表面粗糙区的形成，成为裂纹尖端的主要特征。主裂纹与其他二次裂纹存在竞争关系，并最终引起疲劳断裂的发生。基于Murakami公式，DZ125合金在裂纹萌生阶段的平均应力强度因子为3.15 MPa·m1/2，裂纹快速扩展阶段的平均应力强度因子和材料的断裂韧性（KIC）分别为7.72和15.70 MPa·m1/2。  
        关键词：DZ125镍基合金;超高周疲劳;裂纹萌生机制;断口分析;驻留滑移带;应力强度因子   
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