考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要,基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩,常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响,设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验,获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等;建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式;对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小,当地面处桩身水平位移小于6 mm时,地基比例系数急剧减小,而后减幅较小;基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小,与平地相比,斜坡坡度每增加15°,基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%;结合现有试验表明,斜坡坡度越大,地基比例系数越小;坡度每增加15°,对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%;根据现有试验以及试验结果,建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系,可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

高速路网不停车收费车道优化布设方法

合理设置高速公路收费站ETC (Electronic Toll Collection)车道数量,对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC (Manual Toll Collection)车辆混行的情况,考虑ETC的普及率,结合多用户路网均衡模型和排队论方法,建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标,优化设置进出收费站的ETC车道数量;下层模型为多用户路网均衡模型,反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构,表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为,并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法,利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向,解决了下降方向与步长难以计算的问题;通过内嵌优化函数的方式,保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效,且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析,结果表明：随着ETC普及率的提升,收费排队时长按照负指数趋势下降;与按比例布设ETC车道的方法相比,所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间,且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设,提高路网通行效率。     

大型三维地质力学模型试验系统研制及其应用研究

为研究泥灰岩隧道开挖诱发突涌水灾害机制及信息演化规律,以兰州至海口国家高速公路秦峪隧道为工程依托,研制泥灰岩隧道围岩相似材料,研发大型隧道突涌水三维地质力学模型试验系统。该系统可实现低频周期循环加卸载、数据自动化采集,可提供稳定水压加载,基于Python编程语言开发了隧道突涌水灾害预警系统,在此基础上开展泥灰岩隧道突涌水灾害演化过程模型试验。研究结果表明： 1）隧道开挖扰动会破坏围岩压力与渗透水压力之间的平衡,致使隔水围岩内产生微裂隙并扩展贯通,进而发生突涌水现象; 2）当发生突涌水现象时,隔水围岩压力、渗透水压力及位移均会发生明显的突变现象,围岩压力及渗透水压力最大释放率分别为18.6%、73.35%,最大位移量为0.18mm; 3）泥灰岩相似材料能够较好地满足试验需求,证明了隧道突涌水三维地质力学模型试验系统的稳定性及可靠性。     

编队飞行中基于危险区域的后机最优位置研究

编队飞行是实现民航绿色发展的重要措施之一。在前机尾涡危险区域分析的基础上,科学确定后机最优位置是编队飞行的关键。首先,以随机两阶段尾涡消散模型为基础,利用Hallock-Burnham涡模型和诱导滚转力矩系数模型分析后机诱导滚转力矩系数的演变规律。然后,基于设定的安全阈值,给出前机尾涡危险区域,并考虑飞行高度、速度和风对危险区域的影响。最后,基于后机不同位置处的燃油流量减少率,得出编队飞行中后机最优位置。研究结果表明：后机诱导滚转力矩系数随着前、后机之间横向距离的增加,呈先增后减再增的趋势;随纵向距离的增加,呈先缓慢减小后快速减小的趋势;高度越高、速度越小,诱导滚转力矩系数的峰值越高。飞行高度越高、速度越小,前机初始尾涡的危险区域越大;随着纵向距离的增加,危险区域不断减小,并随涡核的下沉不断下降。侧风使危险区域发生偏离,侧风越大,偏离程度越大。顺风会增加危险区域的纵向距离,顶风则与之相反。两架B737-800飞机在12000 m高度以0.78马赫数进行编队飞行时,前、后机纵向距离3000m处,无风情况下后机最优位置为横向距离30 m或-30 m、垂直距离29 m,此时燃油流量减少率为7.01%。相较于无风,左侧风20 m·s-1下,燃油流量减少率和垂直距离不变,横向距离增加;顺风20 m·s-1下,燃油流量减少率增加,横向距离不变,垂直距离减少;顶风20 m·s-1下,燃油流量减少率减小,横向距离不变,垂直距离增加。     

城市道路交通承载力研究综述

多年来,广泛的应用场景和领域使交通承载力的基础理论和量化研究方法等成为学术界的热点研究问题。作为城市交通可持续发展的重要指标,交通承载力向上与城市交通规划,向下与机动车需求管理融合,可以得到多个延伸的科研选题。在特定的时空网络中,一定的资源和环境约束条件下,城市道路交通承载力就是道路网络或基础设施现有或未来的承载状态,即交通资源达到最优配置、交通环境稳定时,道路交通设施单元或系统的承载能力或阈值。本文通过系统梳理城市道路交通承载力的国内外研究现状,从基础理论、量化研究方法和实践应用这3方面提出存在问题和发展建议。现有城市道路交通承载力研究存在理论体系不完善,评价量化方法有效性难以保证,评价指标选取缺少标准化,复杂系统承载力缺乏综合的内外部耦合协调分析,以及应用技术方法落后等问题。首先,未来可以建立较完善的交通承载力理论体系;其次,标准化评价指标,建立有效评价模型和耦合协调模型,研究交通系统内外部的耦合协调机制,提出协同优化策略;最后,改进应用技术方法,拓展自身及交叉领域应用。为城市道路交通承载力研究提供理论保障,为促进我国交通可持续文明发展建设进程提供有力支撑。     

多模式交通环境下上海居民职住选择行为

随着城市尺度不断扩张,由职住分离带来的长距离、长时间通勤交通问题日益严重。为研究多模式交通环境上海居民职住位置选择行为及其影响因素,基于网络问卷调查数据、上海市路网数据及房价数据,构建方式选择与目的地选择联合模型,按照选择次序,分析各出行方式的服务水平和房价等变量对居住地和工作地的选择影响。结果表明,居民倾向于选择通勤距离近、交通可达性良好、房价低和人文生活环境较好的小区工作生活,同时年长者和低收入群体对通勤距离和房价更敏感。     

New method for predicting full-scale power performance of pumpjet propulsion system based on statistical learning北大核心CSCD

[目的]针对“适配于螺旋桨的船尾线型+泵喷推进器”构成的船舶泵喷推进系统,提出一种基于统计学习的实船快速性预报新方法。[方法]以某大型水面船舶泵喷推进系统为对象,通过神经网络学习典型推进泵的推力系数图谱曲线,综合运用船-桨配合时的K_(T)-J曲线和船体-喷泵配合时的推力特性曲线,建立“仅需船舶阻力曲线就能实现船舶泵喷推进系统实船快速性预报”的新方法,并基于船模阻力试验、泵喷模型敞水试验及船体-泵喷自航试验的测量换算结果对实船推进性能的预报结果开展精度校验。[结果]校验结果表明:在航速18~30 kn范围内,船舶泵喷推进系统的自航转速、推力和功率的预报误差可控制在5.4%以内,其中设计航速附近的误差甚至小于2%;船体-泵喷的相互作用程度介于船-桨与船体-喷泵之间且幅值相对较小,推力减额系数为趋向于0的极小值,故船舶泵喷推进系统是介于桨轴推进系统和喷水推进系统之间的产物。[结论]该预报方法有利于提升船舶泵喷推进系统实船快速性预报的能力,可为新型舰艇泵类推进系统总体设计/研究提供参考。     

电力机车用复合绝缘子运行性能及使用寿命预测方法概述

电力机车用复合绝缘子是受电弓、真空断路器等高压网侧设备的支撑装置,其在运行环境等因素下的老化失效问题直接影响电力机车运行可靠性。文章系统分析了电力机车用复合绝缘子老化的影响因素和作用机理,重点对复合绝缘子的外观现状、电气性能、憎水性能、老化性能等运行性能及使用寿命预测方法进行了研究。通过对试验结果、试验数据的分析,提出一种电力机车用复合绝缘子使用寿命预测方法,可用于电力机车用复合绝缘子老化性能的评估。     

面向实际交通状态的混合动力汽车能耗和CO2排放模型

由于混合动力汽车与传统燃油车的能耗排放因子具有差异性,导致机动车交通路网能耗排放的量化评估存在不确定性。本文建立混合动力汽车在实际交通状态中的能耗和CO2排放因子测算模型,基于车辆比功率VSP(Vehicle Specific Power)作为车辆行驶状态与能耗排放之间耦合关系的表征参数。通过引入内燃机转速区分内燃机开启和关闭工作状态,并计算内燃机开启状态下VSP对应的平均能耗率,同时,建立能够解析混合动力汽车能耗排放产生机理的VSP分布。通过收集典型行驶工况下车辆测试油耗数据和北京市车辆实际行驶轨迹数据,验证了模型的准确性,并应用模型测算混合动力汽车不同速度区间下的油耗和CO2排放因子。研究结果表明：在城市行驶工况(UDDS)和高速行驶工况(HWY)中,模型测算能耗排放因子与真实值的平均相对误差分别为3.7%和-1.7%,与不考虑内燃机开启状态相比,测算误差减少5.6%和4.3%;在实际交通状态下,采用传统燃油车的测算方法会导致混合动力汽车行驶平均速度为高速区间时油耗和CO2排放量被低估,当行驶平均速度为低速区间时油耗和CO2排放量会被高估。     

中厚板高强钢冷热多丝复合埋弧焊热循环参数测量

为解决中厚板高强钢埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊缝热影响区(Heat Affected Zone, HAZ)热循环参数准确测量难题,自主研制多通道热电偶测温软/硬件系统,测量并比较不同焊丝组合(单丝和冷热多丝复合)对应的焊缝HAZ热循环主要参数。试验结果表明：与单丝SAW工艺相比,冷热多丝复合SAW工艺可解决SAW较大热输入产生的焊缝HAZ脆化问题,提高焊缝组织性能和焊接质量;在中厚板高强钢焊接过程中,冷热多丝复合SAW工艺可为温度场数值模拟计算分析提供实测数据,为各种工艺参数的确定与优化、焊缝HAZ的组织性能改善提供必要的理论基础。