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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于G-W理论的轮轨三维粗糙表面摩擦生热

    赵博段志东
    4722-4729页
    查看更多>>摘要：为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,通过数值模拟方法研究了粗糙表面轮轨摩擦过程中热的大小及温度场和应力场的分布规律.结果表明:微凸体之间的相互作用对摩擦生热有影响,随着球冠状微凸体堆叠度的增大,热区分布面积增加,热源减小;微凸体的数量和排布规律对摩擦生热有影响,微凸体横向排布时,摩擦温升随微凸体数量的增加而减小,微凸体纵向排布时,摩擦温升随微凸体数量增加而增大,热区分布向滑动方向后方集中;不同形貌微凸体对对摩擦温升结果也会产生影响,球冠状微凸体粗糙表面摩擦温升总体高于长方体状微凸体摩擦温升.可见,微观层面粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副热源、热区分布、温度场和应力场分布等都会产生影响,为进一步研究轮轨相互作用,保障列车安全运行提供理论依据.

    摩擦接触粗糙表面数值模拟热机耦合轮轨

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    橡胶-硅藻精土复合改性沥青的制备及机理

    谭波粟友良谢恩连刘敬霜...
    4730-4740页
    查看更多>>摘要：为了改善沥青的高温性能,采用橡胶和硅藻精土制备多种掺量的复合改性沥青.利用针入度、软化点、延度、旋转黏度试验,对不同改性沥青性能进行表征,通过曲面响应法得出改性剂最佳掺量比例,并对比橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青进行改性效果评估.采用旋转薄膜烘箱老化试验、热重分析法、差示扫描热量法、红外光谱扫描试验、扫描电镜试验研究了橡胶-硅藻精土复合改性沥青的老化性能、高温性能、微观结构和反应机理.结果表明,22％橡胶和4％硅藻精土的复合改性沥青综合性能最好.与橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青相比,橡胶-硅藻精土复合改性沥青表现出了更好的高温稳定性;橡胶粉、硅藻精土与基质沥青之间主要存在物理共混,沥青与两者形成了相互固定的均匀稳定的整体.

    道路工程橡胶硅藻精土改性沥青热稳定性微观结构

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    公路高边坡灾变机理及滑动力响应规律分析

    高亮张腾伍饶法强修渴馨...
    4741-4749页
    查看更多>>摘要：降雨是导致和诱发滑坡的主要因素,据调查中国大约68％的滑坡灾害是由于降雨作用所致.为揭示降雨诱因与边坡岩土体劣化变形之间的关联性,以大广高速新丰段边坡为例,对降雨诱发边坡失稳破坏模式展开研究.通过建立降雨与开挖条件下的大广高速新丰段边坡的三维数值计算模型,分析滑坡应力场和位移云场演变规律,确定了滑动面埋深(H=14 m)和滑动面地表出露位置,并发现滑动面出露处呈"后缘张拉V形裂缝、舌部挤压隆起变形"为主的破坏模式,坡面以蠕滑变形为主的破坏模式;开展新丰段边坡"耦合锚索框架梁+抗滑桩"加固设计及可行性数值模拟分析;最后,在新丰段边坡上建立了公路边坡滑动力综合在线安全监测预警系统,揭示了滑动力随降雨量的动态响应规律.结果表明:在抗滑桩加固位置,坡体Z方向变形量减小,最大变形量仅为9 mm,满足边坡控制要求.可见,为类似公路高边坡的安全监测和变形机理研究奠定了理论和实践基础.

    降雨边坡数值模拟破坏机理牛顿力

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    博弈论融合下的在役混凝土梁桥耐久性评估

    徐凯澳邬晓光郭强黄骞...
    4750-4758页
    查看更多>>摘要：为合理解决在役混凝土梁桥耐久性评估问题,提出基于博弈论融合的评估模型.首先,综合考虑桥梁所处地区环境及桥梁本身的特点,构建指标评价体系;其次,在充分考虑指标间影响的基础上,依据DEMATEL-ANP计算主观权重,同时利用DEMATEL法直观展现指标因果关系;然后,利用博弈论的均衡理论,融合主观权重与CRITIC客观权重,再结合未确知测度理论,确定桥梁等级;最后,结合多座在役混凝土桥梁进行验证.结果表明:各桥梁耐久性与实际状况一致,准确度高,且与传统评估模型相比,该模型不仅更为准确,还可充分考虑指标间影响关系并以指标因果关系为后续维修顺序提供依据,使其更贴合实际工程使用要求.

    在役混凝土梁桥博弈论耐久性评估DEMATEL-ANP法CRITIC法

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    软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及预测:以上海机场联络线工程为例

    高俊华杨光赵森森黄忠凯...
    4759-4768页
    查看更多>>摘要：为探究软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及其影响因素,依托上海机场联络线浅埋大直径盾构隧道工程案例,基于实测数据分析了盾构姿态变化对管片上浮的影响,揭示了管片上浮量与施工参数之间的相关关系,提出了考虑多因素的管片上浮非线性预测方法.研究结果表明,管片上浮主要可分为脱出盾尾前初始偏差及变形、快速上浮(盾尾5环)、缓慢上浮(盾尾5～15环)和沉降等4个阶段;盾构姿态、管片姿态与超挖是影响管片上浮特性的重要因素;管片上浮量与平均推力、盾构仰角、平均推进速度呈正相关,与上下盾尾间隙差呈负相关,采用多元非线性拟合方式可以综合考虑多因素较好地预测管片上浮量.本文相关研究可为大直径盾构隧道施工过程中上浮预测与控制提供参考.

    管片上浮盾构姿态监测分析相关性分析

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    基于形变长短期记忆网络的换道意图预测

    田晟胡啸
    4769-4775页
    查看更多>>摘要：混行交通下的自动驾驶车辆需具备换道意图预测能力来保障行驶安全.为尽早预测车辆换道意图,提出一种基于形变长短期记忆(mogrifier long short-term memory,M-LSTM)网络的换道意图预测模型.首先采用S-G(Savitzky-Golay)滤波器对自然驾驶数据集NGSIM(next generation simulation)进行降噪筛选,按向左换道、向右换道、直线行驶对不同时间长度的轨迹序列标注,选取车辆运动信息与环境信息输入模型,最后采用softmax函数进行意图分类.试验结果表明,在不同预判时间下,模型准确率均高于支持向量机(support vector machine,SVM)、LSTM模型,且越接近换道点预测准确率越高,在1.0、2.5 s时预测准确率分别为93.83％与81.30％.提出的模型具有良好的准确性与预判性,能为自动驾驶车辆尽早识别换道意图提供技术支持.

    自动驾驶形变长短期记忆网络车辆换道意图预测

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    基于损伤力学的疲劳全寿命数值预估方法

    石欣桐杨宇肖迎春黄博...
    4776-4783页
    查看更多>>摘要：疲劳失效是影响结构件使用安全的主要问题,对疲劳寿命进行准确预测具有重要的工程意义.基于采用平均应力修正的损伤力学演化模型,结合有限元法建立了同时考虑裂纹萌生与扩展的疲劳全寿命数值预估方法.为了验证该方法,开展了不同应力水平下铝合金开孔板试样疲劳试验与疲劳数值模拟.结果表明,基于所建立的疲劳数值分析方法能够有效预测开孔板裂纹扩展过程及疲劳全寿命,预测寿命误差带在两倍以内.

    损伤力学疲劳寿命预估平均应力

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    基于命中的机场航班中转衔接性优化

    吕洋洋叶志坚
    4784-4792页
    查看更多>>摘要：为解决目前中国机场中转衔接效率不高的问题,通过分析影响机场航班中转衔接性的因素,基于航班波的理论定义命中的概念及其计算方法,构建了以枢纽一日中转衔接命中数最大化为目标,同时考虑时间约束、绕航约束和跑道容量约束的时刻调整模型.设计自适应模拟退火遗传算法对模型进行求解,在自适应遗传算法中引入模拟退火的思想提高算法的全局搜索能力和收敛速度,并与传统遗传算法和模拟退火算法进行对比.对首都机场一日起降航班数据进行实证分析,分别求解出3种时间窗调整时长下的最优命中数,并迭代出相应的航班时刻表.结果表明,改进算法能在更短时间内获得较高质量的近优解,优化后的航班时刻呈现出明显的波形结构,机场的中转衔接性能得到了有效提升.

    航班波中转衔接性时刻调整模型自适应遗传算法模拟退火

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    微生物菌剂与植物协同修复铅污染土壤

    韩冰周丽鹏姚文利徐佳婷...
    4793-4799页
    查看更多>>摘要：为了有效修复和美化污染的土壤环境,降低重金属的污染,将培养生物菌剂与2种富集植物联合修复铅(Pb)污染的土壤,通过微生物培养、高效液相色谱、微生物群落多样性分析等方法,研究土壤中重金属残留、酶活性、叶绿素含量、重金属抗性菌、微生物数量和群落多样性.结果表明:Pb污染浓度为400 mg/kg,分别经过联合修复30 d和60 d,土壤中重金属浓度分别下降了 19.61％、19.48％,60 d比30 d吸附率分别提高了 16.82％、17.83％.过氧化氢酶由对照组的5.6 mg/kg增加到11.4、15.9 mg/kg;碱性磷酸酶的活性由45.6 mg/kg增加到88.4、93.4mg/kg;蔗糖酶的活性由4.2 mg/kg增加到9.6、9.9 mg/kg;脲酶的活性由32.6 mg/kg增加到66.3、71.2 mg/kg.叶绿素的含量分别增加9.16％、9.18％.重金属抗性菌检出量分别减少21.31％和20.27％.细菌、真菌和放线菌的数量最高增加了 97.68％、67.63％、210.09％.微生物群落多样性和丰度也相应增加2.7％、2.9％.可见污染土壤经过微生物菌剂与植物联系修复后,植物的光合作用增强,加快重金属的吸附和转运,提高酶活性,提升植物对重金属的耐受性,重金属抗性菌数量显著降低,微生物群落多样性增加;阐明微生物菌剂和植物协同作用下对重金属污染土壤的强化修复机制,为高效治理土壤污染提供科学依据.

    污染土壤重金属生态修复重金属抗性菌微生物多样性

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    畅流活水净化动力学行为分析

    靳垚孙洪广王连
    4800-4810页
    查看更多>>摘要：针对河道和湖泊水质净化处理问题,从水动力学方面优化水体自身的水质净化能力,基于FLUENT软件分别建立二维和三维水动力模型,模拟注水过程中流场的变化,以流场中流速、压力以及湍流强度为指标,研究不同注水位置对水质自净化过程的影响.结果表明:在深度方向上,随着进水口位置的下移,流场活跃范围减小,死区增多;在流动方向,流动距离越远,流场湍流强度越大;在宽度方向,流场流速,压力和湍流强度均以中间进水口的纵向截面对称,流速主要集中在进水口主流区,以及末端的回流处.进水口越接近上部,对于水体的自净化促进效果越好,建议采用上部注水方式来促进河道自净化.研究结果可对促进河道水质自净化提供参考和建议.

    水质净化水动力模拟FLUENT结构优化高维模拟

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