集聚经济视角下轨道交通投资对城市系统均衡的影响

随着城镇化进程加快,城市规模增加所带来的集聚效应和交通拥堵等负外部性之间的矛盾越来越突出,优化城市交通基础设施建设是缓解该矛盾的重要举措。本文同时考虑了集聚经济和交通拥挤两种外部性,构建并求解了一个两区域城市空间结构模型,分三种情况探究了轨道交通的投资引入和道路容量的优化对城市规模和城市空间结构均衡的影响。结果表明,轨道交通的投资引入能够增加城市人口规模和社会福利,使城市结构更加紧凑。但是,随着集聚经济水平的提高,城市规划者应逐步完善公交配套设施,以降低公交拥挤成本,提高公交出行分担率;还应制定相应的福利政策,避免由于个体效用下降而导致人口流出。     

施工场景下基于YOLOv3的安全帽佩戴状态检测

针对现有安全帽检测研究中采用的两阶段检测法存在检测效率偏低,累积误差对精度影响较大的问题,提出一种对安全帽的单阶段检测法。将安全帽和工人头部视为一个整体,将检测目标分为2类,即佩戴安全帽的头部和未佩戴安全帽的头部,同时对2类目标进行检测,避免了冗余的计算步骤及累积误差的影响。同时,针对施工场景安全帽佩戴状态检测特点,对YOLOv3的网络结构、损失函数及先验框尺寸进行改进,提出YOLOv3-C模型。研究结果表明:改进后的YOLOv3-C模型的检测性能大幅提升,在本文建立的样本集中模型的mAP达到93.84%,对安全帽检测平均精度达到97.01%,对工人头部检测平均精度达到90.67%,同时YOLOv3-C对本文的检测场景表现出良好的鲁棒性。     

A multiscale material-structure-hydroelasticity coupled analytical model for floating sandwich structures with hierarchical cores

A novel material-structure-hydroelasticity coupling analytical model is proposed for marine structures, which is utilized for the calculation and optimization of a very large floating sandwich structure (VLFSS) with a hierarchical ultrahigh-performance concrete (UHPC) core in this study. For the coupling material and structure analysis, three-dimensional representative volume element and self-consistent methods are developed to reveal the physical relations between the UHPC core's macroscale mechanical properties (e.g., modulus and density) and mesoscale hierarchical characteristics (e.g., aggregate and porosity) and to obtain the corresponding parameterized formulas. For the coupling material-structure-hydroelasticity analysis, a sixth-order dynamical equation for the potential flow model of the VLFSS, in which the hierarchical core's parameters are introduced through the material-structure coupling formulas, is developed. The hydroelasticity equations containing multiscale parameters are solved, and the mechanical responses are calculated. Using this coupled multiscale method, the shear force in the representative VLFSS is optimized for a smaller amplitude, which relies on the interactivity of the hierarchical structural parameters and wave conditions. These results demonstrate the potential of the multiscale coupling methodology to achieve the physically significant optimization of a floating composite structure in ocean engineering.     

新型竖直轴海洋能发电设备叶片的优化与仿真

为深入了解新型竖直轴海洋能发电设备的性能,对其叶片结构的流场特性和设备在流场中的动力收集特性进行仿真研究.建立不同结构叶片和不同数量叶片的二维模型,通过仿真计算,得到不同结构叶片的流场状态,以及叶片数分别为3、4和6时设备的合力和转矩大小.研究结果表明:在矩形叶片上开长方形孔能明显改善叶片后方的涡流,提高叶片的性能;当入口速度不变时,设备所受合力和转矩会随叶片数量的增加而增大;当叶片数量不变时,设备所受合力和转矩会随入口速度的增加而增大.研究结果可为新型竖直轴海洋能发电设备的结构设计与优化提供参考.     

Pragmatic regularization of element-dependent effects in finite element simulations of ductile tensile failure initiation using fine meshes

For the evaluation of the structural response in accidental scenarios like ship collisions, the simulation of tensile failure initiation is inevitable. Here, one difficulty is that the process of failure initiation is a very local process, which cannot be simulated in its details at present due to the computing effort which would be required. However, there are various approaches how the failure initiation can be simplified and simulated in finite element models of large thin-walled structures. A short overview of these approaches is given. A pragmatic approach, which is suitable for relatively small elements for the simulation of failure initiation in uniaxial to biaxial stress states, is chosen within this paper for further investigations regarding the applicability for thin-walled steel structures. Exemplary simulations with solid and, in particular, shell elements are used to demonstrate how the effects of element size and other element properties can be considered in the simulation of failure initiation. The focus is also on imperfections that are relevant in simulations with small elements. For this purpose, an indentation experiment is simulated with different imperfections.     

矿山法隧道拱部装配式衬砌结构设计研究

为解决矿山法铁路隧道施工拱部常出现的衬砌背后脱空、二次衬砌厚度及强度不足等质量缺陷问题，提出矿山法隧道拱部采用装配式预制管片结构的新思路，并基于时速350 km双线铁路隧道，采用数值计算分析研究拱部装配式衬砌结构的系列设计参数。主要研究结论有： 1）提出拱部装配式衬砌环向不分块的整体预制形式，综合考虑理论计算结果、行车安全分析、机械设备运输及拼装能力、拱部衬砌承载能力等，确定拱部管片环向弦长8.6 m、纵向幅宽2 m、衬砌厚度50 cm的结构尺寸及配筋设计参数； 2）提出拱部预制管片之间环缝采用螺栓连接、拱部预制管片与现浇边墙采用“L”型榫接头的接头形式及其设计参数； 3）为保证拱部管片的顺利安装，“L”型榫接头应考虑一定的施工误差，同时拱部预制管片与初期支护间应预留安装空间，后期通过管片背后纵向注浆填充密实。隧道拱部装配式衬砌技术成功应用于重庆胡家沟隧道，总体实施效果较好。     

粘弹性人工边界在地下结构抗震分析中的应用

地下结构地震反应分析需考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键问题。以往地下工程实例表明,在结构动力时程计算中,能否有效模拟无限地基边界对结构抗震分析有很大的影响。基于某地下综合体项目进行抗震评估,采用黏弹性人工边界模拟自由场震动响应,克服工程中传统分析里不能模拟场地无限域的缺点。为地下结构的动力时程分析提供可靠数值依据。     

基于BIM技术的装配式高层住宅预制构件库的建立及数据开发

预制构件库是BIM技术应用于装配式高层住宅结构设计的基础,采用参数化实现构件的拼装,也是现实预制构件生产的依据。依托中国铁建·御湖项目,对装配式高层住宅的预制构件库的建立及数据开发进行研究,对预制构件库的建立中阐述了入库的预制构件分类、预制构件的编码和预制构件信息的创建,尝试利用Microsoft SQL Server 2008 R2作为数据库开发工具,以SQL作为数据库查询和程序设计语言,实现预制构件数据的存储以及查询、更新和管理,为预制装配式高层住宅的建设提供良好的预制构件管理工具。     

感应充电路面技术研究现状与展望

以感应充电技术(Inductive Power Transfer,IPT)为主要特征的充电路面(Electrified Road,e-Road)近年来发展迅速，其可为行进中的电动汽车进行动态无线充电，有效解决电动汽车充电时间过长、续航里程不足等问题，是支撑未来公路交通电气化发展的重要储备技术。详细介绍了IPT系统的工作原理和性能特点，并总结了已有e-Road试验段的充电性能参数和技术就绪度水平。在此基础上，进一步从基础设施角度剖析了e-Road目前存在的主要工程问题及相关研究进展，内容包括：①深入分析了IPT系统工作时因高频磁场通过介电性路面材料所引起的电磁损耗对IPT系统充电效率的影响，并提出了可能的解决方法；②针对充电模块与普通沥青路面存在的力学兼容性问题，从结构受力原理、材料损伤特性等方面总结了e-Road复合结构产生力学损伤加剧效应的原因，并提出了耐久性优化措施；③针对e-Road环境可持续方面存在的不确定性，评估并对比了e-Road与传统道路的全生命周期环境效益，指出了e-Road环境性能研究对电动汽车全生命周期综合效益估算的重要性。此外，还从政策支持、安全性、价格因素等角度对e-Road进行了综合可行性评估，并对充电路面基础设施的未来发展进行了智能化展望，提出了e-Road与其他新型智能道路技术进行有机融合的可能途径。     

钢护筒与钢筋混凝土协同受力机理数值分析与模型验证

以果园二期桩基为原型,对6个钢护筒与钢筋混凝土短柱结构和2个钢管混凝土短柱进行轴压试验。基于ABAQUS有限元软件,以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为参数进行分析。结果表明,钢护筒与钢筋混凝土短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,有效抑制混凝土裂缝开展,使结构具有更高的承载力、塑性和韧性。箍筋对混凝土的约束作用对钢护筒与钢筋混凝土短柱的承载力、塑性及延性性能影响显著,随着箍筋间距的减小,构件的承载力及延性性能有明显提高。