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期刊信息/Journal information
浙江大学学报（工学版）
浙江大学学报（工学版）

岑可法

月刊

1008-973X

xbgkb@zju.edu.cn

0571-87952273

310027

杭州市浙大路38号

浙江大学学报（工学版）/Journal Journal of Zhejiang University(Engineering Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报的前身是浙江大学学报（自然科学版），四校合并后，为了突出浙江大学的工科优势，改为浙江大学学报工学版，稿源主要来之于本校教师、学生、研究所的科研工作者。刊登内容包括计算机科学技术与工程，信电与电子工程，光电，工业控制，材料，化工，高分子，机械，电机，能源，土木建筑工程、力学、生物工程和生命科学、环境科学、食品工程、农业工程以及理科方面和交叉学科等方面的最新研究成果。
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    消能摇摆钢框架结构地震反应的计算方法

    张文津李国强胡晓华张惊宙...
    1866-1873页
    查看更多>>摘要：消能摇摆钢框架结构(SRF)通过摇摆钢桁架抑制各楼层发生不均匀地震变形，通过位于转动底脚的阻尼器消耗地震输入能量，抗震性能良好。推导消能摇摆钢框架结构的弹性计算方法，提出SRF等效单自由度(SDOF)分析模型，基于等效线性化原理给出SRF非线性地震反应的计算方法。采用ATC-63 推荐的地震动记录集进行结构弹塑性地震反应分析，得到SRF在 3 类地震动激励下的延性需求谱。研究表明，由弹性计算方法可以得到SRF在水平作用下的力学反应，等效单自由度分析模型能准确描述整体结构的受力机理和非线性地震反应，依此推导所得的SRF地震反应计算方法可用于预估实际结构的地震反应。相比于普通钢框架结构，SRF屈服后刚度比的取值范围更大，计算所得的延性需求谱与之匹配，可作为设计参考。

    摇摆结构阻尼器地震反应等效单自由度模型延性需求谱

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    大跨度公铁两用斜拉-悬索协作体系桥断索动力响应

    张兴标王涛姚森叶华文...
    1874-1885页
    查看更多>>摘要：研究大跨度公铁两用斜拉-悬索协作体系桥在极端作用下发生断索时桥梁结构及桥上列车的动力响应，以G3 铜陵长江公铁大桥为研究对象，建立全桥有限元模型;研究各个位置斜拉索、吊索断裂后桥梁结构的动力响应;研究在列车-桥梁耦合振动作用下，各断索组合工况中桥梁及列车的动力响应。结果表明:斜拉-悬索协作体系桥具有较高的结构刚度及安全冗余;在单根斜拉索、吊索断索后，可保持列车通行;在吊索区域单侧发生 4 根以上断索，可导致连续断索破坏;在斜拉索-吊索交替及斜拉索区域，单侧断索达到 8 根也不会发生连续断索破坏;断索动力放大系数取 2。0 合理，但仅对断索位置附近剩余吊索和斜拉索具有工程应用价值;当断索发生时，若列车经过，列车竖向加速度会发生突变，但仍在安全范围内;剩余斜拉索与吊索动应力增加主要来自于主梁作用，列车作用占比不超过 13%。

    斜拉-悬索协作体系桥有限元方法断索动力响应列车-桥梁耦合振动

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    临近既有河道的隧道掘进引起的地表沉降

    姚言应宏伟王奎华朱成伟...
    1886-1891,1911页
    查看更多>>摘要：传统的隧道施工诱发地面沉降问题的研究通常假定地面为水平，目前针对大直径盾构或顶管隧道工程在既有河道附近的复杂边界条件下掘进所引起的地面沉降的研究不足。以杭州某泥水平衡掘进顶管法隧道工程实例为背景，基于影像源法，考虑土体非均匀收敛，采用叠加原理给出临近既有河道条件下隧道施工引起地表沉降的解析解，并与工程实测数据进行对比。参数分析表明，隧道与河道间的水平距离越小，地表沉降槽的非对称性越显著，由隧道掘进引起的地表沉降越大;与无河道情况相比，沉降槽峰值的增幅最大可超过 30%，从环境保护和施工安全的角度出发，在实际工程中隧道施工时应尽量远离河道;随着隧道埋深的增大，由隧道掘进引起的地表沉降越小，而当隧道拱腰深度大于邻近既有河道深度时，靠近河道附近的地表沉降明显大于无河道情况下的，此时更应重视既有河道的影响。

    隧道掘进影像源法邻近河道地表沉降解析解

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    基于深度学习和梯度优化的弹性超材料设计

    肖力曹志刚卢浩冉黄志坚...
    1892-1901页
    查看更多>>摘要：为了建立灵活通用的弹性超材料快速迭代设计框架，并实现考虑材料离散性的拓扑结构和材料参数同步优化，提出基于深度学习和梯度优化的设计方法。以变分自动编码器和带隙神经网络组成的设计网络作为框架，采用自动微分技术和梯度优化算法，利用梯度信息迭代调整设计变量;提出协同优化策略以考虑材料离散性，使结构优化的同时在材料库中选择最佳材料。基于所提方法分别进行约束条件下带隙宽度最大化和指定带隙区间设计，并探讨同步优化和拓扑构型的影响。结果表明，与材料和拓扑结构的单独优化相比，同步优化具有更优越的性能;在相同带隙目标和材料组成下，多层构型可以设计出更小尺寸的元胞。频域和时域分析的数值模拟结果表明，所设计的超材料结构在目标带隙范围内表现出明显的减振性能。

    弹性超材料带隙深度学习梯度优化材料选择

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    干湿循环中磷石膏基防渗材料的防渗和剪切特性

    宋牧原王宜将杨微郎丰飞...
    1902-1911页
    查看更多>>摘要：研制新型聚丙烯酸钠改性膨润土-砂-磷石膏(PMB-S-PG)防渗材料，用于磷石膏渣场或路基防渗层，为多途径消纳磷石膏提出新思路。对比PMB-S-PG、钠基膨润土-砂-磷石膏(RB-S-PG)与聚丙烯酸钠改性膨润土-砂(PMB-S)在干湿循环下的防渗及剪切特性，并结合扫描电子显微镜(SEM)及压汞(MIP)试验探明干湿(DW)循环下试样防渗和强度弱化的微观机理。结果表明:试样RB-S-PG、PMB-S-PG及PMB-S的渗透系数在 9 次循环后分别上升了 146。5 倍、6。14 倍及 1。59 倍，说明PMB有效提升了试样的抗干湿循环能力。试样抗剪强度的大小关系为PMB-S-PG>RB-S-PG>PMB-S，表明PG和PMB有助于提升试样的抗剪强度。试样的抗剪强度均随干湿循环次数的增加呈先降低后稳定的变化趋势。通过MIP试验发现试样PMB-S-PG中孔隙随循环次数的增加由单峰演变为三峰结构，3 个峰相应粒径的孔隙体积和数量不断增加，颗粒间胶结弱化，但试样中孔隙体积增量逐渐减小，可见在干湿循环作用下，试样的防渗及强度特性先弱化而后趋于稳定。

    磷石膏(PG)干湿(DW)循环渗透系数抗剪强度孔隙结构

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    考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型

    成辉付宏渊曾铃于晓伟...
    1912-1922,1980页
    查看更多>>摘要：为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制，开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验。基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则，构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型。结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征，可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加，压密阶段与塑性屈服阶段延长，岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大，粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用，粉砂质泥岩孔隙率不断增大，破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化。构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响，能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征。

    粉砂质泥岩干湿循环路径力学特性微观结构损伤本构模型

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    无信号交叉口处基于深度强化学习的智能网联车辆运动规划

    张名芳马健赵娜乐王力...
    1923-1934页
    查看更多>>摘要：为了兼顾无信号交叉口处智能网联车辆通行效率和舒适性要求，提出基于深度强化学习的车辆运动规划算法。结合时间卷积网络(TCN)和Transformer算法构建周围车辆行驶意图预测模型，通过多层卷积和自注意力机制提高车辆运动特征捕捉能力;利用双延迟深度确定性策略梯度(TD3)强化学习算法构建车辆运动规划模型，综合考虑周围车辆行驶意图、驾驶风格、交互风险以及自车舒适性等因素设计状态空间和奖励函数以增强对动态环境的理解;通过延迟策略更新和平滑目标策略提高算法稳定性，实时输出期望加速度。实验结果表明，所提运动规划算法能够根据周围车辆的行驶意图实时感知潜在的交互风险，生成的运动规划策略满足通行效率、安全性和舒适性要求，且对不同风格的周围车辆和密集交互场景均有良好的适应能力，不同场景下成功率均高于92。1%。

    智能网联汽车深度强化学习无信号交叉口意图预测运动规划

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    智能网联车和人驾车辆混合交通流排队长度估计模型

    曹宁博陈家辉赵利英
    1935-1944页
    查看更多>>摘要：为了解决智能网联车(ICVs)和人驾车辆(HDVs)混行交叉口的排队估计问题，提出基于概率统计和贝叶斯定理的排队长度估计模型。综合考虑队列中智能网联车位置、速度和渗透率等因素，分别构建可观测队列排队长度估计模型、不可观测队列排队长度估计模型和渗透率估计模型，通过迭代实现排队长度和渗透率的实时估计。利用随机种子模拟不同渗透率条件下智能网联车在队列中的分布特征，分析不同交通条件下模型的估计精度。与已有模型的对比表明，在智能网联车低渗透率(10%)条件下，在非高峰时段，本研究模型、已有模型的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为 29。35%、59。68%;在高峰时段，本研究模型、已有模型的 MAPE分别为 26。50%、34。66%。在智能网联车高渗透率条件下(90%)，在非高峰时段，本研究模型、已有模型的MAPE分别为 6。90%、17。85%;在高峰时段，本研究模型、已有模型的MAPE分别为 1。45%、1。05%，误差接近。本研究所提出的排队估计模型在低渗透率和高渗透率条件下均具有更好的估计精度。

    混合交通流智能网联车贝叶斯定理轨迹数据排队长度估计

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    考虑站点耦合关系的大型城市轨道交通网络级联失效分析

    李静路庆昌徐鹏程王琴...
    1945-1955页
    查看更多>>摘要：为了解析站点分布密集的大型城市轨道交通网络级联失效传播机理，提出改进的耦合映射格子模型。该模型结合大型城市轨道交通网络站点分布密集特征，量化耦合站点间客流演化及耦合站点抵抗力。为了衡量级联失效在大型城市轨道交通网络中的传播过程与结果，提出失效站点数量比与网络效率比指标。以上海市城市轨道交通网络为例，验证该模型的可行性。结果表明:当节点度高或进站客流量大的站点失效后，耦合站点间的级联失效规模是邻接站点间的约 2 倍，且由于耦合站点间的级联失效的影响，介数中心性大的站点失效所引起的级联失效传播速度最快。在考虑耦合站点间级联失效时，客流对大型城市轨道交通网络级联失效的作用力是拓扑结构的约 9 倍。研究结论可以为城市轨道交通网络的规划设计与事故管控提供科学的建议。

    大型城市轨道交通网络级联失效耦合站点耦合映射格子模型站点抵抗力

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    面向移动作业的腿足机器人数字孪生系统

    林俊杰朱雅光刘春潮刘昊洋...
    1956-1969页
    查看更多>>摘要：针对移动作业中的腿足机器人，结合数字孪生技术，设计整机系统的体系结构、模块结构、硬件框架和软件框架，通过集成多个传感器输入和数据源，可在移动场景下获得可靠准确的环境状态和机器人状态。基于点线特征匹配理论，优化腿足机器人的自主定位精度和鲁棒性，结合环境建模数据实现高效里程计和实时移动建图。提出建立数字孪生模型的通用方法，并通过误差补偿保证机器人数字孪生体的运动状态与实际机器人的运动状态高度一致。在数据集和真实机器人上进行实验，结果表明所提出的数字孪生系统不仅能够在不同的腿足机器人平台上稳定高效运行，而且能够保证实时状态反馈和里程计定位精度。与ORB-SLAM3 相比，内存开销降低约68。7%，CPU使用率降低约 17。8%。硬件实验表明，通信延迟与网络延迟基本一致，约为 30 ms，有助于提高任务执行效率。

    数字孪生控制系统腿足机器人自主定位点线特征提取

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