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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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    不同含水率断层宏微观破裂与强度折减损伤

    高涛陈云娟敬艺刘建民...
    3773-3780页
    查看更多>>摘要：为探究深部地区断层花岗岩不同含水率的宏观与微观跨尺度性质,开展了轴压力学试验、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)试验,分析其多尺度破裂与强度折减损伤关系.结果表明:无水状态下宏观以剪切破坏为主且破裂面平滑,而随着含水率提高,其破裂模式以张拉破坏为主,裂纹路径与主应力方向平行且整体松散;低含水率工况微观破裂为沿晶破裂,高含水率工况为沿晶破裂和穿晶破裂的复合型破坏;吸水中期峰值强度与弹性模量两指标衰减率为前期6倍,达到衰减幅度最大限并呈非线性指数下降,吸水后期两指标衰减率回弹至前期状态;劣化系数随含水率增长而降低,吸水前期水分子起润滑岩石内部矿物作用,中后期阶段水分子发生侵蚀软化导致强度大幅度折减.

    深部断层花岗岩破裂模式微观机制强度折减

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    考虑地层蠕变效应的桥梁桩基施工对邻近运营地铁隧道的影响

    钱叶琳张振华崔文天苏颖...
    3781-3788页
    查看更多>>摘要：为研究桥梁桩基施工引起地层蠕变效应对邻近地铁隧道安全运营的影响,采用卸荷条件下黏土蠕变特性试验确定了隧道周围土体的蠕变模型,通过数值仿真FLAC3D与现场监测相结合的方法,分析了桩基开挖期间地铁隧道的竖向位移、水平位移和应力分布状态.结果表明:广义Kelvin本构模型能够较为准确地描述黏土体开挖卸荷时的蠕变效应;桩基开挖后,邻近地铁隧道衬砌位移不断增大,随后进入稳定状态;随着桩基开挖数量的增加,地铁隧道竖向位移和水平位移总体表现为下沉和向外收敛趋势;桩-隧最小净距越小,桩基施工对隧道影响越大,采用隧道双侧布桩的施工方式,能够有效降低桩基开挖时隧道拱腰的累计水平位移,有利于地铁隧道的安全稳定运营.

    桩基施工运营地铁地层蠕变隧道位移

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    不同制备工艺对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

    王剑宏于博翔夏志鹏杨华...
    3789-3796页
    查看更多>>摘要：钢纤维混凝土可起到减少混凝土开裂、提高结构韧性等作用,已逐渐被应用于隧道衬砌支护.但制备工艺决定了钢纤维在混凝土基体中的分布,从而严重影响钢纤维混凝土性能,因此亟须开展针对钢纤维分布与制备工艺之间关系的研究.从实际工程出发,选用6种钢纤维混凝土制备工艺,浇筑了 18根梁试件,开展钢纤维混凝土抗弯性能试验.试验结果表明,使用MT1制备工艺的端钩型钢纤维混凝土在破坏位置、钢纤维分布、钢纤维外露角度、外露长度、抗弯强度等方面均表现出良好性能.

    钢纤维混凝土抗弯性能纤维分布制备工艺投料顺序工程应用

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    基于工业基础类标准的建筑信息模型数据交互及应用

    程可戴成元梁邦勋邹敏...
    3797-3803页
    查看更多>>摘要：针对当前工业类基础(industry foundation classes,IFC)标准文件的开发应用存在文件格式转换繁杂、数据互操作性弱及信息有效利用率低等问题,提出一种IFC模型数据映射至数据库、建筑信息模型(building information modeling,BIM)在Web端重构及信息在线可视化分析的实施方法.基于Web框架,搭建IFC标准文件映射至关系型数据库的应用框架.该应用框架利用JavaScript语言对IFC标准文件深度解析,采用Python语言将IFC模型数据和建筑全生命周期有效信息储存至关系型数据库,结合实际案例及分析,展现并验证该应用框架的实施效果.结果表明:该方法可实现项目数据交互的完整性和高效性,支持建筑全生命周期相关应用的二次开发;同时融合智能建造技术和科学管理,提升BIM信息管理的有效性,促进建筑业数字化发展和智能化应用拓展.

    建筑信息模型(BIM)工业类基础(IFC)WebGL关系型数据库可视化

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    热辐射不对称条件下室内热环境的数值模拟

    赵晓丽胡松涛朱辉王刚...
    3804-3812页
    查看更多>>摘要：建筑内围护结构的热辐射不对称可能引起的室内温湿度分布异常,严重时甚至导致热舒适区的偏移.为精确预测热辐射不对称条件下室内热环境的变化特征,以海信空调公司的青岛厂区的环境实验室为研究对象,严格按照实验室的尺寸、布置进行全尺寸建模,并且保留了空调器内部的流动和换热结构,从而保证模拟结果的精度.为了兼顾流动和传热问题过程中高雷诺转捩流和远场低雷诺流动,采用了 SST k-ω湍流模型;采用多孔介质模型模拟空调器内部换热器;采用Coupled算法来实现快速迭代计算.为了验证模拟的精确度,进行了相同边界条件下的试验测量,获得实验室内210个测点的温度值和4个高度上的相对湿度,并计算得到室内气流的均匀度、垂直温差等关键参数.结果表明,空调送风量的模拟值与实测值的相对误差为7％,98％温度测点的相对误差在±5％以内.研究表明,通过全尺寸数值模拟可以得到精度较高的室内温度分布的模拟结果,精确预测非对称热辐射条件下室内热环境.

    热辐射不对称数值模拟全尺寸建模温度相对湿度

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    渗流管涌作用下松散堆积层结构演化规律

    蔡沛辰毛雪松胡仪煦解阔...
    3813-3823页
    查看更多>>摘要：为揭示渗流管涌作用下松散堆积层结构演化规律,基于颗粒-孔隙尺度流固耦合方法,分别对密实、中密和疏松结构的松散堆积层开展渗流管涌仿真试验,从细观层面分析渗流管涌作用下松散堆积层颗粒迁移特征、颗粒流失量、颗粒间接触力链演化和骨架变形的结构演化特征.结果表明:渗流管涌主要以细颗粒迁移为主,存在局部"堵塞"现象,块石颗粒仅会在细颗粒迁移脱空后自由堆积.细颗粒迁移具有明显的"颗粒堆积"现象,主要集中在出口处,呈"上多下少"的特点.同时,渗流管涌发展过程中相同部位的孔隙率变化具有高度相似性,且结构越疏松越显著.管涌发展过程中,块石颗粒间接触承担主要的应力传递,力链演化的本质是堆积填料内部应力传递结构的改变.此外,下沉量和体应变均随时步增加,呈先急剧增加,后趋于平稳的态势,且随初始渗流速度越大,平稳时刻逐步提前.该研究成果可为从细观角度认识松散堆积层渗流管涌结构演化规律提供一定借鉴.

    松散堆积层渗流管涌颗粒流力链网络结构演化

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    基于知识和数据的牵引变压器状态评估系统

    娄杲李少鹏田行军陈怡菲...
    3824-3833页
    查看更多>>摘要：为提高牵引供电关键设备态检修能力,设计了一套适用于铁路的牵引变压器服役健康管理系统.利用MATLAB在科学计算方面和C#在系统界面开发方面的优势进行互补.采用Mysql数据库和云服务器建立数据基本台账,以牵引变电所内变压器历史试验数据为驱动,构建了主变压器机理和经验的状态评估模型.机理模型采用主观层次分析法(analytic hierar-chy process,AHP)-熵权法确定主客观权重,选择云模型确定各指标的隶属度,最后进行模糊运算得到合适评语.选择主成分分析法-鲸鱼优化算法-支持向量机(principal component analysis-whale optimization algorithm-support vector machines,PCA-WOA-SVM)联合分类评估,利用合成少数过采样技术(synthetic minority over-sampling technique,SMOTE)对数据集过采样以平衡样本的完整性.结果表明,数据集均衡化后识别准确率为96.67％,比处理前提高5％.经验证,分级联合评估为牵引变压器开展状态评估与检修策略制定提供新思路,体现了该模型及系统的可靠性和准确性.

    牵引变压器状态评估C#和MATLAB知识模型数据模型

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    移动车辆加载下梁桥挠度影响线识别与损伤诊断方法

    周宇刘润州狄生奎卢恋...
    3834-3843页
    查看更多>>摘要：为了解决桥梁实测时程响应中存在结构动力成分与车辆多轴效应干扰的问题,提出一种基于挠度影响线识别结果的简支梁桥损伤诊断方法.首先,通过变分模态分解与小波变换法对桥梁时程响应进行预处理,以实现桥梁实测响应动力成分剥离;其次,建立多轴车辆信息矩阵和影响线识别模型,从而剔除桥梁实测响应中车辆多轴效应;再次,采用Tikhonov正则化方法识别出桥梁准静态挠度影响线;最后,利用影响线差值曲率指标对桥梁损伤进行定位.研究通过两轴和三轴车辆移动加载下的车桥耦合模型验证所提方法的可行性与有效性.研究表明:所提两种影响线识别方法有效、可靠,影响线识别效果受车速和车型的影响较小,其中变分模态分解方法在车辆高速行驶下识别桥梁影响线用于损伤诊断效果更佳.

    桥梁工程影响线识别变分模态分解小波变换车桥耦合损伤诊断

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    弧形自浮式防撞装置运动响应及受力特性分析

    余葵彭炳力刘涛刘文敏...
    3844-3851页
    查看更多>>摘要：针对弧形自浮式防撞装置导向机构在日常运行过程中易发生塑性变形的问题,建立了基于三维势流理论的弧形自浮升降式防撞装置水动力分析模型,对不同入射角的波浪与水流共同作用条件下装置的运动响应及导向机构的受力特性进行分析,结果表明:水流的持续作用有利于减小防撞装置的运动响应;浮筒下游侧导向机构的刚度较大导致了该部分机构受力过于集中而其他导向机构未受力或者受力较小的现象;波浪入射角对导向机构的受力影响较大,当波浪入射角与水流流向的夹角较小时,波流的叠加效应会增大,造成下游侧导向机构受力陡增.

    波流作用防撞装置运动响应受力特性

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    基于蛇算法的主动悬架线性二次型调节器优化设计

    范秋霞张珂徐磊龚岩...
    3852-3860页
    查看更多>>摘要：针对车辆主动悬架系统的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)在设定权重系数矩阵Q和R时具有主观性、效率低的缺点,提出一种基于蛇算法(snake optimizer,SO)优化LQR控制器权重系数矩阵的策略.通过对1/4车辆主动悬架系统的动力学分析,设计了 LQR控制器;将主动悬架与被动悬架各性能指标的积分比值进行加权求和构建了目标函数L;模仿蛇群生活习性的SO算法在搜索空间中求解出了函数L的最小值和LQR控制器的最优权重系数矩阵.为验证该策略的有效性,分别以C级路面、正弦冲击路面为激励,对车身加速度(sprung mass acceleration,SMA)、轮胎动载荷(dynamic tyre load,DTL)、悬架动行程(suspension working space,SWS)3个方面将SO优化LQR控制的主动悬架与被动悬架、传统LQR控制的主动悬架、遗传算法优化LQR控制的主动悬架、粒子群算法优化LQR控制的主动悬架进行了仿真对比.结果表明:S0优化LQR控制的主动悬架可在C级路面上分别对SMA、DTL、SWS的均方根优化达59.47％、37.89％、42.12％;在正弦冲击路面上稳定时间为1.4 s,分别对SMA、DTL、SWS的超调优化达79.21％、59.22％、16.33％,提升了车辆的行驶平顺性、路面附着性和操作安全性.

    1/4车辆主动悬架蛇算法LQR控制器权重系数矩阵参数优化

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