饱和多孔介质冻融过程的混合物连续介质理论

应用混合物的连续介质理论,建立了冻融过程中饱和多孔介质的渗流场、应力场和温度场耦合作用的数学模型。该模型以多孔骨架位移、水头和温度为基本变量,包括水总质量守恒方程,总应力平衡方程和总能量守恒方程。该模型可简化为未冻区域内的三场耦合模型,两场耦合的渗流-弹性模型,热-弹性模型和热-渗流模型,以及单场作用的渗流模型,弹性模型和热传导模型。     

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程，基于Gawin，Schrefler等的模型，建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型．考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度；并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系，为模型的进一步有限元分析打下了基础。     

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程,基于Gawin,Schrefler等的模型,建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型.考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度;并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系,为模型的进一步有限元分析打下了基础.     

饱和状态沥青路面动力响应的时程分析

论证了采用多孔介质理论描述处于自然环境中沥青路面的合理性,并基于饱和多孔介质理论,建立了轴对称瞬态动力分析的有限元模型,给出了有限元分析的荷载条件、边界条件和材料参数;分析了动态荷载作用下,饱和状态沥青路面不同应力分量的时程变化情况．结果表明,动态荷载作用下,路面结构内部应力场、位移场具有波动性质;同时产生了不可忽视的孔隙水压力,且出现了正、负逆转,这种孔隙水压力的反复作用最终将导致沥青混合料出现松散破坏．     

可压缩骨架土石坝渗流场与应力场耦合分析

在土石坝渗流过程中,土石复合介质孔隙中流体会产生压力变化,变化后的压力作用于土石复合介质的固相骨架颗粒上会引起孔隙率、骨架颗粒变形等一些列变化,变化后的孔隙及骨架颗粒又反过来作用于孔隙中的流体,引起其应力场的重分布,因此,在研究土石复合介质内流体的渗透规律时必须综合考虑孔隙流体的流动规律及其对孔隙应力的影响,考虑土石复合介质内应力场与渗流场的耦合作用,采用理论推导可压缩骨架土石坝耦合模型,并通过具体实例对比模型的准确性及合理性进行验证,验证表明考虑骨架压缩后的耦合结果的相对残差更小,更接近于实际的观测结果。     

多孔介质海床对单桩所受波浪力的影响分析

为研究多孔介质海床的波浪衰减作用及单桩所受波浪力的变化规律,采用修正RANS方程和Forchheimer饱和阻力模型控制多孔介质内部流体流动,运用流体体积法追踪自由液面,建立波浪-多孔介质海床-单桩相互作用三维数值分析模型. 首先,基于波浪与多孔介质海床相互作用过程,研究了多孔介质海床对波浪传播的衰减作用;其次,分析了相同波浪条件下多孔介质海床及刚性海床时单桩所受波浪力的数值变化,突出了考虑海床多孔特性的必要性;最后,采用单一变量控制法,进一步研究了单桩所受波浪力数值随海床多孔特性参数的变化规律. 研究结果表明,海床多孔特性对波浪传播具有明显的衰减作用;给定的波浪参数和多孔介质海床条件下,单桩所受波浪力最大值比刚性海床情况提高约35%,若忽略海床多孔特性结构物会因低估波浪力数值而造成安全隐患;另外,结构物所受波浪力与海床孔隙率、颗粒直径、海床厚度及双层海床分布厚度及每层孔隙率密切相关. 其中,波浪力最大值随着海床颗粒直径的增加而递减,随着孔隙率的增大先增加后降低,且孔隙率会影响波浪力随海床厚度变化的趋势.      

降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应

应用ABAQUS软件建立降雨入渗条件下的沥青路面渗流有限元模型,得到相应的渗流规律和渗流场的分布状态;在建立合理的降雨渗流场边界的基础上,运用多孔介质流固耦合理论分析了沥青路面在渗水和行车荷载作用下的力学响应。研究表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化;在动态荷载的作用下,降雨入渗后的沥青路面内部各项应力指标呈现波动特性,孔隙水压力与流速出现了较大的正、负逆转。     

非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型

自然界所存在的原状土具有一定的结构性,与室内重塑土在加载过程中所表现出的力学特性（如变形和强度）具有明显的差异．本文以复合体损伤理论为基础,建立了适用于非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型,并给出了损伤变量A的演化规律．其主要思想是把土材料看作由相对完整的土和相对破碎土两部分混合而成,二者的力学性能不同,且在受力过程中,相对完整的土逐渐转化为相对破碎的土,故分别采用弹性和弹塑性模型描述．该模型所采用的参数（除结构性参数β、α以外）均可以直接通过实验确定．结果表明,该模型能够较好描述非饱和原状土的应力．应变特性,尤其是应变软化现象,且所给出的扰动变量演化规律也能够较好描述土结构性退化规律．     

沥青微观结构组成研究进展

为了进一步促进沥青微观组成结构的发展, 综述了国内外沥青化学组成、微观结构理论、数值模拟与试验研究方法; 介绍了沥青四组分物理化学性能, 蜡与杂原子对沥青微观结构的影响; 综合沥青胶体理论与改进的Yen模型对沥青微观结构进行了研究; 分析了沥青微观组成结构研究中常用的分子动力学与相场法; 总结了凝胶渗透色谱、红外光谱、小角散射技术、显微技术等方法在沥青微观结构的研究进展。研究结果表明: 沥青应被视为一个化学连续体, 沥青中各类分子的摩尔质量、氢碳比、极性等, 按饱和分、芳香分、胶质、沥青质的顺序递变, 主碳链大于C40的蜡可以视为沥青质组分, 沥青中的氧、氮、硫杂原子以特征官能团的形式存在于沥青质、胶质、芳香分等极性较强的组分中, 是沥青分子结构组成的关键参数之一, 也与沥青-集料的黏附性能密切相关; 沥青的胶体状态是沥青黏弹行为的微观结构基础, 改进的Yen模型可以对沥青胶体理论进一步解释, 即沥青质浓度低于纳米聚集体的临界浓度时, 沥青表现为溶胶结构, 当沥青质浓度逐渐高于纳米聚集体的临界浓度时, 沥青中出现团簇与絮凝, 沥青微观结构由溶胶结构向凝胶结构转变; 沥青微观结构中广泛采用的模拟方法包含分子动力学与相场法, 但2个模拟方法均对沥青的微观结构进行了一定程度简化, 以微观结构模拟为基础的沥青多尺度仿真方法仍面临着巨大的挑战; 结合沥青化学成分、沥青胶体理论与流变特征建立完整的力学本构关系将是沥青材料科学的重要发展方向之一。      

移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面的水力耦合分析

为了解长大纵坡饱和沥青路面的水损害机理,基于Biot固结理论和多雨地区长大纵坡的特点,建立了在移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面“面层-基层-路基”二维三层体系水力耦合模型和水力耦合控制方程,在面层底部为完全排水边界条件下全面系统地分析了车辆荷载、荷载移动速度和纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移等物理量分布的影响,为长大纵坡沥青路面结构设计提供理论基础和参考。结果表明：车辆荷载和荷载移动速度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移产生显著影响,而纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移几乎不产生影响。     

The Kinematics and Field Equations for Porous Media

With a porous medium regarded as an immiscible mixture of multiphase and each phase as a miscible mixture of multi-constituent, a systematical research on the kinematics and field equations for porous media is carried out from the point of view of mixture theory. It is shown that the motion of each phase is the mathematical average of the motions of all constituents in the phase, and that the motion of porous media may be described as the motion of the skeleton and the relative motion of each phase with respect to the skeleton. The influence of mass exchange between different constituents in each phase and the influence of mass exchange of same constituent between different phases in porous media are considered in field equations which are self-consistent in theory. All the field equations in the references are special cases of the equations proposed in this paper.     

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从物理模型、概念模型和仿真模型原理三个方面，讨论了城市交通宏观模型的建模方法。在文中，以四阶段模型为基础给出了宏观仿真模型的建模要点和步骤。最后，以北京市域宏观交通战略模型为例，对模型开发环节进行了描述。实践证明，城市交通宏观仿真模型，能够有效地分析城市交通系统运行状态，为城市规划、建设与管理工作提供所需关键参数，定量化的仿真平台是提高决策科学性的重要手段。     

基于污染源浓度随时间衰减的土壤污染物运移模型

在实际工程中,无论是垃圾填埋场渗滤液浓度还是疏浚堆场底泥浓度,随着时间的增长,都是会呈现某种衰减变化的规律．本文论述了基于污染源浓度随时间衰减指数形式的初步研究成果,并给出了所建污染物运移模型的解析解．并根据模型解对污染物在北京地区不同类型的土壤：黏土、重粉质黏土、粉质黏土和黏质粉土中的运移情况进行了模拟计算．     

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加拿大阿尔伯塔省经济的飞速发展，使得为全省制定合理的交通规划成为一项迫切的任务，在这种情况下，本文提出了全省的土地利用交通模型。该模型以PECAS（生产、交易和消费分派系统）结构为基础，实质是在整体经济的前提下考虑基本的交通需求（商品、服务、劳动力交换的流通过程）而进行交通规划。生产、交易和消费分派系统是一种空间经济模拟系统，它侧重交通规划和发展规划，近几年在美国提出并在一些州和城市得到应用。阿尔伯塔省土地利用交通模型受其模型建立基础，尤其是MEPLAN 和TRANUS模型的影响，但该模型在理论基础和行为描述上都做了明显的改进。本文从数据源和标定方法方面介绍加拿大阿尔伯塔省的土地利用交通模型的建立和发展。     

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通过分析现有的公交优先通行技术中存在的问题，提出了基于自动车辆监控的公交优先系统理念，即:提高公交车运行的准点率，尽量减少公交优先通行措施对其它交通方式的影响，以较低的工程造价达到或接近轨道交通的服务水平。在此基础上，构建了基于自动车辆监控的公交优先系统的结构框架并对其子系统进行了划分，给出了作为其应用条件的数学模型，并探讨了基于自动车辆监控的公交优先技术在智能公交领域的应用。最后用VISSIM软件对系统进行了模拟，并时模拟结果进行了时比和分析。     

幸福感在交通政策中的作用

幸福感、生活质量和幸福正逐渐影响众多不同领域,例如经济、国家标准和公共健康。尽管心理幸福感的重要性日益受到重视,但却鲜有人关注交通系统对生活满意度的影响。首先,探讨幸福感在交通政策中所发挥的作用,并阐述幸福感对未来交通政策的启发作用。其次,回顾心理学文献,提出一个假设的模型即交通会通过提高重要生活领域的可达性或者物质环境的机动性及外部性从而对生活满意度产生间接或直接影响。对交通领域的初步研究为该模型提供了支持。最后,阐述政策建议和可使用该框架进行研究的领域。     

对城乡公交一体化体系框架的研究

在城乡一元化发展的时代背景下,文章首先从运输方式和研究内容上,对城乡公交一体化的体系框架进行了介绍,并结合我国客运发展的实际水平,提出在城市与乡镇之间应采取严格的公交运营方案;在乡镇与行政村之问亦采取公交化的运营策略.在此基础上,从区域、城区、乡镇、行政村4个层面,对城乡公交一体化应重点解决的问题进行了深入分析,并形成...     

基于客流量和车公里的城市公共交通混合财政补贴优化模型

应用经济学中的资源配置问题，将公共交通运营收入的财政补贴和公共交通车辆改造的财政补贴看作两种资源，并将其分别分配到道路交通和轨道交通中.根据城市公共交通的两种主要补贴方法按客流量和车公里计算，以政府的财政补贴资源和公共交通企业的利润目标构建城市公共交通财政补贴的线性规划模型.依据线性规划的对偶理论推算城市公共交通财政补贴的影子价格；对这两种补贴方法下影子价格的差异对比，提出城市公共交通混合财政补贴模式.最后，以重庆市的公共交通为例验证模型的可行性.研究表明，重庆市的轨道交通按客流量，公交按车公里进行财政补贴更为经济，即混合补贴模式更有利于财政补贴资源得到合理分配.