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期刊信息/Journal information
同济大学学报（自然科学版）
同济大学
同济大学学报（自然科学版）

同济大学

李杰

月刊

0253-374X

zrxb@tongji.edu.cn

021-65982344

200092

上海四平路1239号

同济大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Tongji University(Natural Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《同济大学学报（自然科学版）》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊，主要刊登国内外土木建筑、交通运输、环境、海洋、测量、材料、机电、计算机、通信等学科的创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一，并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。 本刊2002年入选“中国期刊方阵双百期刊”；2003年荣获“第二届国家期刊奖百种重点科技期刊”；2004年荣获“教育部优秀科技期刊一等奖”；2005年荣获“第三届国家期刊奖百种重点科技期刊”；2006年被评为“首届中国高校精品科技期刊”；2007年入选“第六届中国百种杰出学术期刊”；2008年被评为“第二届中国高校精品科技期刊”，入选“2008年中国300种精品科技期刊”；2009年荣获“第四届华东地区优秀期刊奖”；2010年被评为“第三届中国高校精品科技期刊”，入选“2010年中国百种杰出学术期刊”；2011年入选“2011年中国百种杰出学术期刊”，入选“2011年中国300种精品科技期刊”。 《同济大学学报（自然科学版）》诚邀国内外新老作者积极向本刊投稿，诚邀国内外专家学者为本刊审稿，诚邀国内外新老读者浏览阅读本刊，诚邀关心本刊的各界人士积极为本刊提出创新发展建议。
正式出版
收录年代

    月球资源勘测与原位利用进展及关键挑战

    童小华袁烽郑虎晏雄锋...
    1151-1162页
    查看更多>>摘要：月面建造是人类探测、利用、开发月球的发展方向。围绕月面建造中用什么建、怎么建等关键问题，梳理了月球资源勘测与原位利用方向的研究进展。首先总结了面向月面原位资源利用的主要支撑技术，包括月壤特性分析、模拟月壤制备、月壤原位成型等关键技术;其次，介绍了月球基地智能建造进展，包括月面建筑方案的构想发展历程、原位建造技术对比、月球基地建造环境分析等;最后，总结了月球资源原位利用及月球基地建造在资源勘测、建造科学选址、月基承载安全、原位熔融成型、太空建造方案等方面的关键科学挑战。

    深空探测月球建造原位资源利用模拟月壤

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    月球科研站关键区域智能选址及其典型环境要素分析

    冯永玖唐盼丽陈书睿席梦镕...
    1163-1170页
    查看更多>>摘要：为服务未来国际月球科研站(ILRS)任务，搜索到符合科学目标和工程安全要求的探测区域，开展了着陆探测智能选址，以及着陆区典型要素和巡视可达性的综合分析。在着陆选址方面，基于1D-CNN选址模型在南极Scott M的西南侧遴选并划定了4个预选着陆区;针对着陆区关键要素，对实时光照和辐射、物理温度剖面、水冰赋存等环境特征进行了遥感探测与精细分析;针对巡视可达评估，采用顾及能量耗费的路径规划模型，评估预选着陆区中心点至潜在水冰点的巡视可达性。结果表明，预选着陆区均满足着陆适宜性，具有地形安全性高、供能高等特征。该研究的综合分析方法也可用于评估其他潜在着陆区的典型环境特征，为ILRS的着陆选址和科学目标巡视探测提供有益参考。

    月球科研站着陆选址典型环境要素路径规划ScottM

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    面向月球科研站资源支持的永久阴影区水冰红外遥感探测方法研究

    杨其全谢欢冯永玖柳思聪...
    1171-1179页
    查看更多>>摘要：水冰是支撑国际月球科研站建设和运行所需的重要资源。红外遥感是探测月球水冰的重要手段，但却难以直接用于无阳光直射的永久阴影区。提出了一种基于光照散射强度模型的阴影区光谱信息校正方法，并构建了基于光谱吸收特征的水冰探测方法，实现了对于永久阴影区水冰信号的探测。应用该方法对月球南极沙克尔顿(Shackleton)和诺比利(Nobili)撞击坑进行分析，发现它们内部的永久阴影区存在水冰信号。该研究有望为国际月球研究站的选址和建设提供借鉴。

    月球水冰红外遥感永久阴影区国际月球科研站

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    面向月面原位资源利用的嫦娥五号月壤样品颗粒形态特征研究

    李佳王超李志远谢欢...
    1180-1187页
    查看更多>>摘要：月壤颗粒形态特征对月面原位挖掘、运输、3D打印等具有重要影响，我国自主获取的嫦娥五号样品可为月球科研站建设等提供月壤关键参数信息。以月面原位资源利用过程关注的月壤颗粒形态特征为目标，利用体视光学显微镜获取了同济大学获批的嫦娥五号月壤颗粒样品图像，构建了一套图像处理和颗粒识别方法，并提出方向差异指数表征颗粒表面粗糙程度，实现了自动提取颗粒边缘并计算其粒度和形态指标。结果表明，所研究嫦娥五号样品颗粒粒径范围为4。36～792。30 μm，均值纵横比为0。66，均值圆形度为0。806，均值方向差异指数为0。111。小粒径颗粒占比大，10 μm以下颗粒占44。19%。颗粒方向差异指数呈近似正态分布，表明大量颗粒表面粗糙程度近似，并存在少量表面较为光滑和粗糙的颗粒。小粒径颗粒大小与纵横比、圆形度均呈负相关，与表面粗糙程度相关性低，大粒径颗粒大小与形态没有相关性。研究还发现嫦娥五号样品比Apollo 11和Apollo 15样品的颗粒的圆形度更小，形态更不规则。

    嫦娥五号样品月壤颗粒粒度分析形态特征

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    载人月球探测科学研究发展概述与趋势分析

    张鹏代巍白一帆张光...
    1188-1198页
    查看更多>>摘要：月球是具有重要科学价值与战略价值的自然天体，开展载人月球探测，实现中国人首次登陆地外天体，将成为航天强国建设的重要标志。在载人月球探测过程中，可利用月球特殊条件及资源，开展有人参与的科学研究活动，获取月球科学、月基科学和月球资源利用等方面的研究成果。首先回顾了阿波罗计划、阿尔忒弥斯计划、嫦娥工程等月球探测任务，针对其中的科学研究任务实施情况及关键成果进行了总结，并分析了后续载人月球科学任务发展趋势。在此基础上，对人类在开展未来载人月球探测任务过程中重点部署的方向提出了建议，涉及月球样品采集、月球科学探测，以及月球原位资源利用等方面。对载人月球探测科学研究发展趋势的分析及建议，可为未来载人登月相关论证设计提供参考。

    载人月球探测科学研究与应用月球样品采集月球科学探测原位资源利用

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    行星保护标准体系研究

    刘继忠陈杨王丰李洋...
    1199-1208页
    查看更多>>摘要：我国行星探测工程火星取样返回任务属于国际行星保护政策中的V类限制性返回任务。需开展严格的行星保护工作，避免地球和火星之间出现交叉生物污染，并进而推动取得重大科学发现。依据天问三号任务行星保护设计规范，结合工程任务特点，利用系统工程方法论，进行行星保护工作标准化研究和需求分析，开展行星保护标准体系顶层设计，从纵向和横向两个维度构建了天问三号任务行星保护标准体系框架，制定了天问三号任务行星保护标准规范明细表，支撑了天问三号任务行星保护标准规范体系化建设。该研究成果和经验对提升我国深空探测行星保护工作的标准化水平具有重要借鉴和实践意义。

    标准化标准体系行星保护火星取样返回任务深空探测

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    预制节段桥梁钢榫键干接缝抗剪机理及计算方法

    邹宇贾勤龙徐栋宋冰泉...
    1209-1218页
    查看更多>>摘要：接缝是节段预制拼装桥梁的薄弱部位，为确保节段间的定位和传力，设计了钢榫键接缝。为充分完整掌握钢榫键接缝局部剪切性能，基于试验研究，结合理论分析对钢榫键接缝的抗剪机理和计算方法进行深入研究。研究结果表明:在侧限压力的作用下钢榫键接缝借助榫键和混凝土的接触受压来传递接缝间的剪力，接缝具有较高的抗剪承载力和良好的延性。结合钢榫键接缝的传力机制，构建了适用于钢榫键接缝的力学模型，揭示了钢榫键接缝的抗剪机理及破坏模式，包括:榫键剪切破坏、混凝土局部受压破坏(接触面压碎、接触面端部膨胀、劈裂破坏)、混凝土撕裂破坏。最后，建议采用钢榫键剪切破坏作为钢榫键接缝抗力设计的依据，同时应对钢榫键周围混凝土强度进行验算。

    桥梁工程接缝钢榫键直剪破坏计算方法

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    土压盾构非满舱掘进时压缩空气与地层适应性分析

    钟小春余明学竺维彬米晋生...
    1219-1226页
    查看更多>>摘要：针对气压辅助工法应用越来越多工程实践，基于Geostudio Air/w建立的气-水-固耦合数值计算模型，探讨了不同盾构隧道顶部埋深、上覆闭气层厚度、地层性质以及盾构压力舱空舱高度对开挖面渗气量的影响。结果表明:分析广州地铁21号线某区间土压盾构气压辅助工法的应用案例，压缩空气渗气量控制在1。2 m3·min-1内，在开挖面建立稳定的支护压力，确保盾构掘进达到微扰动控制水平;闭气能力强的粉质黏土和黏土地层土压盾构掘进时，通过向压力舱注入少量压缩空气可以更好的保持开挖面支护压力的稳定;渗透系数较大、地质分布不均的砂卵石、上软下硬地层，难以进行满舱掘进时，可根据隧道埋深和上覆闭气层厚度来选择合适的空舱高度，确保压缩空气逃逸量小于产气量;土压盾构穿越渗透性地层，上覆闭气层厚度在10。0 m以上、或埋深大于28。0 m时，压缩空气逃逸量较少，也不易发生压缩空气逃逸冒顶。

    土压盾构压力舱数值模拟渗气量开挖面稳定

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    短周期规则波浪在透水鱼礁型潜堤群上的传播特性

    郑宇华匡翠萍韩雪健马悦...
    1227-1237页
    查看更多>>摘要：为探究系列以周期性分布的单排透水鱼礁型潜堤群对波浪传播变形以及波生湍流场的响应特性，通过水槽试验和数值模拟，对短周期规则波作用下不同间距布设的鱼礁型潜堤群波浪传播特性展开了研究。试验测定了短周期入射波况下无间距鱼礁型潜堤群的波面高度及其变化过程，波浪在发生浅水变形后波能耗散波高显著减小，但由于堤顶淹没水深较大波浪仍保持准对称性的正弦波形态向前传播。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamic，SPH)方法建立了验证后的二维无反射数值波浪水槽，模拟了间距比为0。5～3。0的鱼礁型潜堤群的波浪传播过程。数值结果表明:鱼礁型潜堤群的间距对波浪反射影响非常大，各工况下鱼礁型潜堤群的反射系数均大于0。75;透射系数总体上随着间距比的增大而减小。特别地，当间距比为2。5时，堤顶波高骤升，反射系数达到最大，透射系数几乎最小，这是由于波浪与鱼礁型潜堤群发生了同频共振的布拉格反射效应，此时迎浪堤上方的上涌流范围和流速也达到最大。

    鱼礁型潜堤光滑粒子流体动力学布拉格反射波生流

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    长三角一体化区域建筑业碳达峰预测与减排研究

    卢昱杰何凌云李佩娴宋广翰...
    1238-1249页
    查看更多>>摘要：为研究长三角地区建筑业碳排放趋势及减排路径，建立了随机森林与回归分析相结合的建筑业碳排放模型，针对长三角地区进行了基准情景和减排情景分析。结果表明，长三角建筑业总体在2035年实现碳达峰，上海和浙江可以在未采取额外减排措施的情况下，于2030年前实现建筑业碳达峰。至2060年，常规减排措施可减少47。84%～60。99%的碳排放，其中"减少新建、以改代拆"的减排力度最大，可以减少13。54%～18。65%的碳排;一体化政策可以在常规减排的基础上再减少2。71%～18。34%的碳排;在各减排措施理想化实施的条件下，长三角各地建筑业需要借助外部措施(例如社会电力清洁化)再减排13。26%～17。12%，从而达到2060年碳中和。该结论可为其他一体化区域的建筑业低碳发展提供研究思路和依据。

    区域一体化政策碳排放预测减排路径施工碳排放回归分析随机森林

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