• 基于数值分析理论的低复杂度MED算法

  杨喜, 田冲, 方如意, 刘泽宇, 张银行, 雷可君

  优先出版日期:2022-05-19  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022353

  摘要(5347) HTML(0) PDF(1.21 M)( 18210)

  摘要：经典的最大特征值检测（MED）算法在检测相关信号时具有优异的性能。然而，随着信号维度的不断增大，MED算法面临着严重的感知判决量和判决门限计算的效率和实现问题，从而极大地限制了该算法在现代认知通信系统中的进一步应用。为此，提出了一种基于数值分析理论框架的低复杂度MED频谱感知算法。所提算法利用Rayleigh商加速幂法迭代地计算感知判决量，与经典的幂法相比在检测高维信号时具有更快的收敛速度；此外，不同于经典的查表法，新算法基于三次样条插值法快速准确地确定任意给定目标虚警概率所对应的感知判决门限。所提MED算法在保持原有算法检测性能的同时，有效提升了计算效率，降低了算法实现复杂度，其对于高维条件下的频谱感知问题尤其具有吸引力。最后，仿真结果证明了所提算法的有效性。

• 高端口隔离度的太赫兹基波上混频器设计

  孟凡易, 刘浩

  优先出版日期:2022-05-19  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022355

  摘要(1821) HTML(0) PDF(3.07 M)( 15674)

  摘要：介绍了一种基于IHP 0.13μm SiGe BiCMOS工艺，具有高的本振（Local Oscillator，LO）/射频(Radio Frequency，RF)及本振/中频(Intermediate Frequency，IF)端口隔离度的太赫兹基波上混频器。该混频器采用了吉尔伯特双平衡结构，本振信号通过共面波导（Coplanar Waveguide，CPW）传输来抑制其在传输过程中由于强寄生耦合效应造成的传输不对称性，降低了由于该不对称性造成的LO/RF端口隔离度恶化的特性，通过采用非对称性的开关互联结构降低本振信号在开关晶体管集电极端寄生耦合的不平衡性，提升本振信号在开关晶体管集电极端的对消效率，通过在版图中合理的布局跨导级晶体管的位置来抑制本振信号在中频端口的泄露。后仿真结果表明：在2.2V的电源电压下，本振信号为230GHz，中频信号在2-12GHz时，该上变混频器工作在218-228GHz时，LO/RF端口隔离度大于24dB, LO/IF端口隔离度大于20dB，转换增益为-4dB - -3.4dB。当中频信号为10GHz时，输出1dB压缩点为-14.8dBm。电路直流功耗为：42.4mW，芯片的核心面积为：0.079mm2。

• 可重构智能表面辅助的混合RF-FSO传输系统性能分析

  袁勇杰, 杨亮, 陈生海, 马荣昌

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022296

  摘要(1563) HTML(0) PDF(965.81 K)( 15689)

  摘要：自由空间光(FSO)通信具有高速率、低成本和很强的抗干扰能力，但是大气湍流引起的衰落会造成FSO通信系统的性能恶化。传统的解决方案是使用RF链路作为并行的通信链路来提升系统性能。另一方面，可重构智能表面(RIS)由于具有低损耗、部署简易且无需复杂的编码和解码等优点，能够进一步提高RF链路的接收信噪比。本文提出一种RIS辅助的混合RF-FSO传输系统，以此来改善通信服务质量。基于此混合模型，导出系统中断概率、平均误码率和信道容量的表达式，同时给出蒙特卡罗仿真来验证分析结果的准确性。结果表明所提出系统的性能相比于传统的混合RF-FSO系统有显著的提升。

• 基于压电分流技术的PT对称梁散射特性研究

  王刚, 罗彩明

  优先出版日期:2022-05-17  DOI:

  摘要(1486) HTML(0) PDF(1.51 M)( 15363)

  摘要：非对称传输机制，对弹性波的增强传感、放大及非对称控制来说至关重要。而宇称-时间（Parity-Time，PT）系统有望提供一种简单的解决方案。PT对称系统这一概念来源于量子力学，其特性之一就是单向无反射。本文基于压电分流技术，设计了一种针对弯曲波的PT对称梁。首先推导了PT对称条件，之后基于等效介质法和有限元法，验证了所设计增益、损耗单元的等效参数满足该PT对称条件，并通过改变谐振频率和分流电阻研究了奇异点的可调性。最后通过传递矩阵法和有限元法，对PT对称梁的散射特性进行了分析计算，并讨论了单向无反射点与奇异点之间的关系。理论计算和仿真结果表明，PT对称梁有包括511Hz 和520.5Hz在内的多个奇异点。511Hz的弯曲波从右端入射时反射系数趋于零，而弯曲波频率为520.5Hz时，它必须施加在左端从而达到完全透射而不产生反射。本文所提出PT对称梁具有结构简单、奇异点可调的特点，能较好地实现弯曲波的非对称传输。

• 基于区块链的在线社区知识共享方案研究

  谢人强

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022297

  摘要(1365) HTML(0) PDF(842.54 K)( 15146)

  摘要：随着互联网络的快速发展,虚拟社区不断涌现。这些社区在提供创新资源的同时,也存在着诸如用户分享意愿不高、社区缺乏良好激励机制等问题,区块链能够很好地解决这些问题,促进社区的知识共享。该文构建了基于跨链的在线社区知识共享方案,提出了“元数据+云存储”的资源访问与存储模式、详细设计了元数据信息表,设计了知识共享方案的总体框架及部分业务的关键流程,提出了采取“提名权益证明(NPOS)”的共识机制来设计区块链网络,实现了在线社区知识共享的部分功能。经分析与实验,该文的方案具有良好的科学合理性、安全性和执行效率,对其它相关项目的开展具有良好的参考价值。

• 基于小波变换及注意力机制的T型图像去雾网络

  杨燕, 武旭栋, 杜康

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022299

  摘要(1437) HTML(0) PDF(1.42 M)( 15809)

  摘要：受大气中雾霾等悬浮颗粒的影响，室外拍摄的图像常伴有低对比度和低能见度的问题，现存去雾方法未能充分利用图像的局部特征信息，且不能完整提取图像的全局细节特征，因此存在有去雾不彻底及图像细节丢失等问题。为此，本文提出了一种基于小波变换及注意力机制的T型图像去雾网络。具体来说，所提网络通过对图像进行多次离散小波分解及重构来获取有雾图像的边缘细节特征，并提出了一种兼顾图像全局特征及局部信息提取的特征注意力模块，加强了网络在图像视觉感知和细节纹理方面的学习。其次，在进行特征提取的过程中提出T型连接方式来获得多尺度的图像特征，扩展了网络的表示能力。最后，对重构后的无雾图像进行色彩平衡，得到最终复原图像。在合成数据集和真实数据集中的大量实验结果表明，本文所提网络相较于现有其他网络模型具有更优越的性能。

• 基于状态感知的UGV H∞事件触发路径跟踪控制

  孙洪涛

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022300

  摘要(975) HTML(0) PDF(1.29 M)( 15380)

  摘要：针对通信受限下的无人驾驶车辆路径跟踪控制问题，本文提出了一种基于状态感知的H∞事件触发路径跟踪控制策略.首先,根据车辆的动力学行为建立了相应的路径跟踪控制模型;其次,基于对路径跟踪控制系统的状态实时感知,设计了一种新型的基于状态感知的事件触发通信策略(SS-ETC),以根据控制系统的状态对事件触发阈值进行动态自适应的调整;然后,在该动态事件触发通信策略下,结合时滞系统建模方法与Lyapunov 稳定性理论,设计了基于状态感知的事件触发H∞控制器.本文所提出的基于状态感知的动态事件触发通信策略能够根据控制系统的量测状态进行通信阈值的动态调整,有效的实现了自主车辆通信与控制的自适应协同设计.最后,通过仿真实验验证了所提出的动态事件触发控制策略的有效性.

• 基于FPGA的改进的排序QR分解实现

  陈健, 庄耀宇, 杨丹, 张俊杰

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022351

  摘要(1117) HTML(0) PDF(1.16 M)( 15143)

  摘要：MIMO技术虽然可以提高频谱的利用率，但是多维度的信号处理为MIMO信号的检测带来了极大的挑战。在对各类MIMO检测算法分析的基础上，选择非线性QR分解算法作为研究对象。为了获取更高的检测性能，进一步研究了排序的QR分解并提出了基于L1范数的排序方案。Matlab性能仿真显示，基于L1范数的排序策略和基于L2范数的排序策略对MIMO系统检测性能的影响基本一致但采用L1范数降低了计算复杂度。在此基础上，设计了基于FPGA的利用Givens旋转改进的排序QR分解的硬件电路结构。在4×4信道矩阵的分解实现中，相较于L2范数求解，L1范数在单个列范数计算中组合逻辑资源至少节省了29.2%，触发器资源至少节省了32.4%。整体结构设计与同等规模的类似结构相比，主频时钟得到明显改善。

• 基于PUF实现物联网设备的轻量级密钥共享协议

  王振宇, 郭阳, 李少青, 曾健平

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022352

  摘要(1240) HTML(0) PDF(1.02 M)( 15155)

  摘要：物联网作为一种新型通信网络的发展与应用,承载着大量敏感信息的安全传输与存储.由于物联网设备资源有限,通信开销大、传输速率慢且需存储敏感信息的安全原语（如公钥算法、数字签名等）不适用于轻量级设备的认证.本文利用物理不可克隆函数（PUF）所具备防篡改防克隆的特性来生成共享密钥,结合MASK算法、Hash函数等安全原语,为物联网设备提出一种轻量级匿名密钥共享认证协议.通过Ban逻辑和形式化工具ProVerif进行安全分析验证,证明该协议能够防御中间人攻击、去同步攻击、假冒攻击、建模攻击等.通过对比其他协议,该协议具备计算成本低、通信开销和存储容量小以及安全性能高的特点,适合于资源受限设备的安全通信传输.

• 结合多特征赋权的谱聚类水下多目标分割技术

  刘光宇, 曹禹, 曾志勇, 赵恩铭, 邢传玺

  优先出版日期:2022-05-17  DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022354

  摘要(1632) HTML(0) PDF(1.60 M)( 15313)

  摘要：声呐图像具有受噪声污染严重的特点,导致水下多目标分割存在精度低的问题。为此,提出一种自调整谱聚类结合熵权法进行多特征赋权的水下多目标分割技术。该技术首先通过自调整谱聚类对声呐图像的像素点进行聚类处理,使图像划分为多个独立的区域,然后根据多特征的互补性和冗余性统计每个区域的信息熵、亮度、对比度、狭长度等特征,利用熵权法对多特征进行赋权并筛选出最优的一个目标区域,再将该最优目标区域和所有区域进行多特征的相似度匹配,最后根据相似度的匹配结果使用自适应阈值迭代法自动分割出所有的目标区域。实验结果表明没有对噪声干扰区域误分割,分割出的目标区域精度更高,验证了所提方法的有效性。

2026年第53卷第3期      

• 型钢-UHPC组合梁抗弯性能研究

  邵旭东 1，2?，曹学琳 1，2，赵旭东 1，2，曹君辉 1，2

  2026,53(3):1-15, DOI:

  摘要(68) HTML(7) PDF(80.77 M)( 32)

  摘要：针对钢梁高度占比对型钢-UHPC组合梁抗弯性能的影响，设计制作3个不同钢梁高度的组合梁，并采用四点加载方式完成抗弯性能测试. 试验结果表明：所有试件均发生弯曲破坏，破坏特征表现为钢梁全截面屈服，UHPC顶板压溃；当钢梁高度占比由0.243提升至0.5时，组合梁的极限抗弯承载力提升了48.11%. 此外，钢梁高度占比的增大可增强组合梁抗裂性能，具体体现为初裂荷载提高、最大裂缝宽度减小；与此同时，组合梁界面相对滑移增加了31.3%. 基于弹塑性计算理论，提出利用截面内力计算模型，用于预测型钢-UHPC组合梁抗弯承载力，该模型计算所得的组合梁初裂荷载、屈服荷载及极限荷载与试验结果基本吻合，验证了分析模型是可靠的.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
• 预制拼装UHPC节段薄壁箱梁抗弯性能

  赵华 1，2，罗穗 1，2?，胡俊德 1，2，罗梓豪 1，2，钱煌果 3，廖志练 3，扈振涛 4

  2026,53(3):16-25, DOI:

  摘要(49) HTML(5) PDF(45.50 M)( 15)

  摘要：为研究预制拼装UHPC节段薄壁箱梁桥的抗弯性能，以一座102 m跨径的节段拼装体外预应力UHPC薄壁箱梁桥为基础，通过对实际桥梁薄壁箱梁截面进行工字形截面等效处理，对3片节段梁（3∶20的体外预应力UHPC节段梁）开展四点弯曲试验，研究了不同胶接缝形式对节段梁抗弯性能的影响，获得了破坏模式、接缝张开宽度、挠度等相关试验结果.试验结果表明，节段梁的主要薄弱位置为接缝及其附近区域，其余位置的UHPC基体几乎无裂缝.提出了UHPC节段箱梁刚度的计算模型，该模型能够较为准确地预测UHPC节段箱梁的刚度.本研究可为UHPC节段薄壁箱梁桥的推广与发展提供参考，丰富体外预应力胶接缝UHPC节段梁的计算理论.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
• 大跨度屋面结构中叠合木梁拼接节点抗剪性能研究

  周金将 ，何敏娟 ，王希珺 ?

  2026,53(3):26-34, DOI:

  摘要(39) HTML(3) PDF(42.56 M)( 16)

  摘要：上下交错叠合木梁体系是大跨度胶合木结构中深受建筑师青睐的屋面结构形式，然而其拼接节点的力学特点尚未明确. 以宜兴美术馆的大跨度屋面结构为工程背景，提出采用十字钢板与自攻螺钉组合节点连接上下交错叠合木梁，并对该组合节点开展了抗剪性能试验. 试验结果表明，叠合梁节点界面采用十字钢板和自攻螺钉连接能显著增强界面间的抗剪能力，节点的荷载-位移行为特征呈现弹性段、非线性段和屈服阶段3个特征阶段，其平均极限抗剪承载力为218.5 kN，初始刚度为35.4 kN/mm；节点破坏模式主要为螺钉屈服及螺钉周围木纤维局部压溃，属延性破坏； Foschi模型可有效预测该叠合梁节点的力学行为.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
• 摩擦型腹板自复位梁柱节点初始转动刚度研究

  周凌宇 1，2，许磊 1，2，陈浩 3，阳凡 3，王其良 3，方蛟鹏 1，2?，贺学军 1，2

  2026,53(3):35-43, DOI:

  摘要(36) HTML(5) PDF(13.74 M)( 20)

  摘要：为精准考量自复位节点的初始转动刚度和明确连接件间摩擦对初始转动刚度的贡献，设计了一种摩擦型腹板自复位梁柱延性节点. 该节点由摩擦腹板、预应力索、上下狗骨形翼缘连接板、黄铜摩擦片、高强度摩擦型螺栓构成. 设计了两种不同尺寸的狗骨形翼缘连接板和不同预应力的预应力索，并通过试验得到节点弯矩-转角及各组件的相关材性数据. 随后，基于欧洲规范EC3中组件法相关原理，推导得到该节点初始转动刚度计算公式. 引入Iwan模型表征摩擦的力学行为，将摩擦腹板中的摩擦等效为组件法中的弹簧模型.试验结果与计算公式对比分析表明，二者吻合良好且摩擦腹板对转动刚度的贡献不可忽略.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
• 水泥基植物纤维预制装配式叠合板受弯性能研究

  张望喜 1，2?，张晨 1，谢向荣 3，袁超 1，周益渤 1，易伟建 1

  2026,53(3):44-54, DOI:

  摘要(40) HTML(8) PDF(27.04 M)( 20)

  摘要：为研究水泥基植物纤维叠合板的受弯性能，对10块足尺叠合板进行四点受弯试验，测得相应的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、破坏形式及相应的破坏荷载等，分析混凝土叠合层厚度、保护层厚度对叠合板力学性能的影响，包括预制底板对叠合板的抗裂性能和破坏模式的影响以及承载过程中截面的受力情况. 结果表明：由于水泥基植物纤维底板的材料特性，承受正弯矩的叠合板的破坏模式与现浇混凝土板存在差异，水泥基纤维叠合板在开裂前无明显前兆，开裂较为突然，表现为预制底板中的玻璃纤维网整体性拉断，玻璃纤维增强塑料（glass fiber reinforced plastics，GFRP）网格拉断后，叠合板的承载力会有小幅度下降；在受拉侧设置水泥基纤维板，可提高叠合板的极限承载力与延性；预制底板与后浇混凝土的协同受力性能良好，叠合面未出现滑移现象.承受负弯矩的叠合板在达到极限承载力时，上层钢筋和底层钢筋均处于受拉屈服状态，其极限承载力较现浇混凝土板有所降低，破坏模式与适筋板破坏相似. 此外，将受拉区水泥基植物纤维预制板的应力等效为拉力Fg，受压区水泥基植物纤维预制板等效为厚度为d的混凝土层，根据试验数据算得Fg和d的值，并对规范公式进行修正.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
• 连续薄壁箱梁约束扭转分析的方法

  夏桂云 ?，杨翱蔚 ，温睿

  2026,53(3):55-62, DOI:

  摘要(47) HTML(6) PDF(3.18 M)( 20)

  摘要：力法是超静定结构弯曲分析的经典方法，根据连续箱梁弯曲和约束扭转问题的相似性，将力法应用于约束扭转分析，解决图乘法无法计算柔度的关键问题. 利用薄壁箱梁约束扭转微分方程的初参数解，推导赘余力和荷载（集中扭矩、均布扭矩、集中双力矩和均布双力矩）作用于基本结构时其状态向量（扭角、翘曲位移、双力矩和扭矩）的理论解析；利用理论解析直接计算基本结构的柔度，利用叠加法进行状态向量后处理. 状态向量的理论解和后处理方法为连续薄壁箱梁约束扭转力法分析奠定了基础. 算例结果表明，连续薄壁箱梁约束扭转的力法分析结果与超越有限元结果一致，表明力法是连续薄壁箱梁约束扭转分析中的精确方法. 本文提出以基本结构状态向量解析解、状态向量后处理的叠加法为基础的完整力法分析方法，为力法推广应用解决了关键问题.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
• 基于CNN-LSTM的深基坑挡墙变形时空分布预测方法

  廖少明 1，2，唐琳鸿 1?，杨逸枫 1，张世阳 3，范垚垚 3，刘智 3

  2026,53(3):63-75, DOI:

  摘要(45) HTML(10) PDF(31.10 M)( 31)

  摘要：为实现软土地层基坑挡墙变形的精准预测与有效控制，保障基坑安全施工，本文基于基坑挡墙变形显著的时空分布变化特征，建立基坑挡墙变形时空分布矩阵并提出融合卷积神经网络（CNN）和长短时记忆网络（LSTM）的混合预测模型CNN-LSTM，结合上海某深基坑工程，从时空维度对挡墙变形进行同步预测与对比验证. 结果表明：1）基于挡墙位移时空分布矩阵的CNN-LSTM混合预测模型与4种传统模型相比，通过时空分布特征的提取与深度学习，可对基坑水平位移的时空分布实现精准预测；2）在空间分布预测方面，通过位移空间分布特征的提取与深度学习，不仅能对挡墙变形模式进行准确识别，还能对变形曲率及最大变形位置等分布特征进行精准预测，沿深度和水平方向预测的平均绝对误差MAE分别为0.532 mm和0.742 mm；3）在时间分布预测方面，通过水平位移时序特征的提取与深度学习，并考虑长短时数据依赖关系，能适应不同施工阶段挡墙位移的动态预测，施工期内预测的MAE为0.841 mm，表现出良好的鲁棒性.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
• 桩-土界面软化和基坑开挖对抗拔桩影响分析

  凌道盛 1?，杨沛龙 1，胡琦 2，费忠君 3，楼东浩 4

  2026,53(3):76-87, DOI:

  摘要(30) HTML(7) PDF(7.83 M)( 22)

  摘要：承担上浮荷载的抗拔桩广泛应用于沿海地区建筑，其承载性能受桩-土界面软化和基坑开挖等因素影响，合理确定抗拔桩的承载性能对工程建设至关重要. 将桩-土相对位移分为桩-土界面错动位移和桩周土竖向位移两部分. 在错动区引入黏聚区域本构模型表征界面软化行为. 桩周土竖向位移由回弹位移和基于Randolph剪切位移法计算的土体剪切位移构成. 基于桩身荷载传递和位移连续的原理，采用位移协调法结合边界条件进行迭代求解，得到桩身轴力分布、桩侧摩阻力及荷载-位移曲线. 通过算例分析与抗拔桩原位试验验证，结果表明：基坑开挖回弹效应所产生的位移场导致基桩被动上拔，部分桩侧摩阻力提前达到峰值强度后发生软化，进而降低开挖后桩的承载性能；开挖深度、有效桩长及土体性质均对承载性能存在影响，且开挖深度越深影响越显著，有效桩长越长则越能削弱基坑开挖的不利作用. 原位试验结果表明：基坑开挖后基桩达到设计承载力时的上拔位移较开挖前显著增大. 本方法预测得到抗拔桩在基坑开挖后的承载性能与实测结果误差较小，可以为工程设计提供参考.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
• 螺纹结构对螺纹桩双桩竖向承载特性的影响研究

  徐丽娜 ?，张鹏 ，孙爽

  2026,53(3):88-98, DOI:

  摘要(30) HTML(4) PDF(32.85 M)( 17)

  摘要：基于三维有限元数值模拟分析，建立了竖向荷载下双桩的数值分析模型，研究了不同设计参数（包括桩间距、螺牙高度、螺纹段长度）对螺纹桩双桩竖向承载特性的影响，分析了桩周土体位移云图的变化规律，揭示了桩身轴力传递特性，并结合承载力提升效果与材料利用率探究了螺纹结构的最佳设计区间.结果表明：随着桩间距的增加，桩间的相互干扰效应减小，双桩承载力随之增加，桩间距为4~5倍桩外径时双桩承载性能较好；增加螺牙高度会加强螺纹与土的机械咬合作用，进而提升双桩承载力，螺牙高度与桩内径的比值为0.5~0.6时双桩承载能力得到充分发挥；增加螺纹段长度能够有效增加桩-土体的接触面积，桩的侧摩阻力增强，从而提升双桩承载力与桩身材料利用率，螺纹段长度与桩长比值为0.6~0.7时的双桩承载性能最佳；提高螺纹段长度是提高双桩承载力最有效的途径.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
• 干湿循环下膨胀土纳米尺度微观结构演化的小角中子散射研究

  张超 1，宜小磊 1，苟凌云 1，柯于斌 2，3，郭帅成 1?

  2026,53(3):99-107, DOI:

  摘要(29) HTML(4) PDF(12.35 M)( 22)

  摘要：干湿循环过程中膨胀土纳米尺度微观结构演化会显著影响其宏观水力特性. 囿于测试范围和精度，现有试验方法难以定量表征膨胀土纳米尺度微观结构演化. 本文首次尝试采用小角中子散射技术来定量表征干湿循环过程中膨胀土纳米尺度微观结构演化. 结果表明，膨胀土微观结构孔径分布在2~100 nm范围内，呈现出双峰特性，分别对应亚堆叠体间孔和颗粒间孔. 对于整个干湿循环，两类微观结构的总体应变在脱湿和增湿过程中分别增大约11%和减小约10%. 其中，亚堆叠体间孔变化主导了该探测范围微观结构体积变化. 中子散射测试结果与等温吸附物理模型对比分析表明亚堆叠体间孔体积变形的潜在物理诱因为外部吸附作用. 本研究揭示干湿循环影响土体渗透、膨胀及抗剪性能的微观机理，为膨胀土微观结构调控及改良提供依据.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
• 融合视觉测量和Transformer的桥梁裂缝智能检测与三维映射

  余加勇 1，2，3?，杨睿韬 1，2，王昱东 1，2，彭志豪 1，2，周劲 1，2

  2026,53(3):108-118, DOI:

  摘要(31) HTML(4) PDF(94.38 M)( 14)

  摘要：无人机巡检方法已成为桥梁表观病害检测的重要手段. 针对无人机（unmanned aerial vehicle，UVA）易受振动干扰、成像质量不稳定、卷积神经网络识别裂缝小目标效果差及裂缝定位困难等问题，提出了融合视觉测量与Transformer的桥梁裂缝智能检测与三维映射方法，建立基于Real ESRGan图像超分辨率技术的航拍图像采集方法，复原运动模糊图像，实现对高质量桥梁图像的高效采集；在桥梁复杂背景下，通过具有全局注意力机制的Detection Transformer算法和数字图像处理技术，实现对裂缝病害的识别提取与高亮标识；利用多视角影像匹配法处理裂缝高亮标识图片，生成密集点云数据，构建桥梁病害面的精细模型，实现对裂缝病害的三维映射定位. 以长沙市靳江河大桥为实验桥梁，使用无人机拍摄2 316张桥梁表观图像用于生成三维实景模型，拍摄479张精细图像用于病害检测，使用Real ESRgan超分辨率重建算法对运动模糊图像进行复原，所建立的桥梁病害部位精细模型像素点分辨率达0.25 mm/pixel，裂缝宽度测量最小相对误差为1.37%，最大相对误差为9.90%. 结果表明，融合视觉测量和Transformer的桥梁裂缝智能检测与三维映射方法，能够有效提升检测效率，保障人员安全，实现对桥梁裂缝的数字化、智能化、可视化检测，具备重要的研究价值与广阔的应用前景.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
• 基于地铁AFC数据的城际旅游客流出行特征研究——以长沙为例

  刘晨辉 1，2，3?，谢瑶 1

  2026,53(3):119-126, DOI:

  摘要(36) HTML(8) PDF(13.69 M)( 15)

  摘要：基于长沙地铁自动售检票数据，识别出通过地铁对外交通换乘站到达长沙的城际旅游客流. 基于游客在长沙的停留时长，利用高斯混合模型对城际客流进行聚类分析，识别出3类客流群体，在停留模式上主要对应着当天往返、停留一晚与停留两晚等3种类型. 研究结果表明，在出行目的上，3类客流的主要出行目的均为以五一广场为主导的核心商圈. 一般在远离市中心时过夜客流占比更高，靠近市中心时当天往返客流占比增大. 当天往返客流多为满足短期出行需求，如观光和办事. 停留两晚的客流出行需求更复杂，如就医和换乘. 而停留一晚的客流为过渡性群体，兼具两者特点. 在出行时长上，在长沙停留时间较长的群体，其地铁出行时长通常也较长. 通过对城际旅游客流出行特征的研究，能为相关交通规划和管理部门提供决策参考，有助于优化轨道交通网络，提升旅客出行体验.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
• 考虑误差影响的高速公路检测器优化布设

  李洁 1，叶湘 1?，秦晨洋 2

  2026,53(3):127-138, DOI:

  摘要(25) HTML(3) PDF(15.98 M)( 14)

  摘要：为提升交通状态估计精度与事件检测能力，提出了考虑误差影响的两阶段高速公路检测器布设优化方法，并引入机会约束表征误差的不确定性. 第一阶段以服务水平估计精度为优化目标，制定检测器初步布设方案；第二阶段集成3种交通事件检测模型，以提升事件检测率为目标开展检测器增设优化. 两个阶段均采用遗传算法（genetic algorithm，GA）进行求解. 基于FOSIM仿真平台，以广西某高速公路为对象构建模型，设置4组不同误差水平的实验以评估优化方法的性能. 结果表明，第一阶段中，无误差组的服务水平估计精度随检测器布设数量增加而提升，含误差组则呈先升后降趋势，且误差水平越大，估计精度越低；第二阶段中，交通事件检测率随误差加剧显著下降. 检测器增设优化后，含误差组的检测率提升幅度更大，而无误差组检测性能上限更高，这表明不同误差条件下优化策略的响应机制存在差异. 误差水平对两阶段的评价指标均有显著影响. 增设优化后服务水平估计指标虽略有降低，但整体保持在良好水平，验证了两阶段法的有效性.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
• 典型交通枢纽建筑震后功能损失评价方法研究

  蒋欢军 1，2?，周闽龙 1，2，施嘉豪 1，2

  2026,53(3):139-153, DOI:

  摘要(25) HTML(6) PDF(25.97 M)( 12)

  摘要：与一般建筑相比，交通枢纽建筑作为城市交通网络的核心节点，具有规模庞大、功能组成复杂等特点. 为解决现有的震后功能损失评价方法缺乏针对性的问题，提出了一种基于构件功能组装的典型交通枢纽建筑震后功能损失评价方法. 考虑到构件功能损失的不确定性，建立了构件损伤状态与功能损失的映射关系. 利用模糊算子建立了客运汽车站的楼层功能损失逻辑树模型. 考虑楼层间的功能关联性，引入TrueSkill算法计算重要性权重系数，建立了从楼层到建筑整体的功能损失量化方法. 最后，将该方法应用于某三层钢筋混凝土框架结构客运汽车站的震后功能损失评价，验证了本方法的可行性.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
• 我国夏热冬冷地区住宅空调柔性调节策略及潜力

  陈淑琴 1?，黄宇蕊 1，钱佳楠 1，李骥 2，路菲 2

  2026,53(3):154-164, DOI:

  摘要(30) HTML(5) PDF(11.63 M)( 17)

  摘要：基于住宅空调的设备性能、设定温度、用能行为及住户柔性调节意愿的调查统计，结合夏热冬冷地区住宅空调的间歇性用能特点及运行概率分布特征，利用EnergyPlus建立了空调柔性潜力预测模型，分析了负荷削减、负荷中断及负荷转移等空调柔性调节策略的调节潜力，确定了夏热冬冷地区住宅空调的适宜柔性调节策略. 研究结果表明，在不影响舒适性的前提下，制冷季执行负荷削减策略、供暖季执行负荷中断策略，可实现节能降本. 若不考虑住户意愿，整栋住宅空调日最大制冷、供暖负荷峰值可分别降低24%和100%，制冷、供暖季电价高峰期运行能耗可分别降低30%和83%，制冷、供暖季受柔性调节影响能耗发生变化的时期合计运行成本分别减少14%和42%；若考虑住户意愿，日最大制冷、供暖负荷峰值可分别降低18%和77%，制冷、供暖季电价高峰期运行能耗可分别降低22%和64%，制冷、供暖季受柔性调节影响能耗发生变化的时期合计运行成本分别减少10%和33%.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
• 矩形柱气动性能的雷诺数效应及其流动机理

  杜晓庆 ，刘辰泽 ，朱红玉 ?

  2026,53(3):165-173, DOI:

  摘要(28) HTML(8) PDF(39.41 M)( 16)

  摘要：大长细比矩形截面柱广泛应用于超高层建筑和大跨度桥梁等风敏感结构. 以宽高比B/D=1/3~6的矩形柱为研究对象，基于二维层流模型和三维大涡模拟湍流模型，在雷诺数 Re=100~120 000范围内，研究了矩形柱的平均阻力系数（CD）、斯托罗哈数（St）和平均风压系数（Cp）等气动性能的雷诺数效应及其绕流场的演变规律. 结果表明，在本研究的宽高比和雷诺数范围内，矩形柱绕流特征可按宽高比分为三类. 当B/D<2.5时，分离剪切层无再附现象，绕流场的转捩现象发生在Re=100~250；当雷诺数进一步增大后，矩形柱背风面负压强度增加，导致CD增大. 当2.5

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
• 山区Π型截面梁涡振抑制机理研究

  刘汉云 1，帅淏烨 1，陈柏翔 1，毛娜 1，杨飞 1，2，胡朋 1，王力东 1，韩艳 1?

  2026,53(3):174-185, DOI:

  摘要(39) HTML(3) PDF(41.89 M)( 13)

  摘要：风嘴能有效抑制山区Π型截面梁的涡激振动，但其抑振效果对外形十分敏感，抑振机理不明. 本文研究带风嘴Π型截面梁的涡激振动抑制机理. 采用代理模型获得最优风嘴；基于SST k-ω湍流模型与动网格技术，对最优风嘴、较优风嘴和原始截面方案开展二维CFD数值模拟研究；基于动态模态分解（DMD）方法与随体坐标技术，对三个方案进行详细的流场模态及涡通量对比分析. 结果表明：对于Π型截面梁，上部桥面和下部空腔内不稳定的涡是导致其发生涡激振动的重要原因；原始截面有明显涡振，第2阶为涡脱频率，DMD方法能够清楚地捕捉到高阶模态，涡通量较大；从第4阶模态开始，原始截面前缘诱导涡未在中部进一步发展或未能发展成较大尺度的涡，其在尾部分离后开始逐步分离消散，故前4阶为主导模态；增设最优风嘴后，从第2阶模态开始，前缘诱导涡几乎完全被抑制，不稳定的涡未能在中部继续发展形成较大尺度的涡，也未发生脱落，涡通量接近于零. 故相较于原始截面，增设风嘴后可以极大改善流场的绕流流态，从而降低涡振振幅，提高涡振的稳定性.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
• 基于随机有限元法的土工格室加筋地基可靠性研究

  张冰冰 1，2，3，宋飞 1，2，3?，孔祥悦 1，2，3

  2026,53(3):186-200, DOI:

  摘要(27) HTML(5) PDF(75.07 M)( 18)

  摘要：为了评估土层不均匀性及其土体参数空间变异性对地基可靠性的影响. 基于中心点离散法的随机场理论分析土体参数的空间变异性，运用Matlab为每个考虑变异性的土体参数各生成500组随机场. 在此基础上，借助Duncan-Chang E-B本构模型模拟了地基模型的参数随机场，探究不同天然密度下随机场地基的承载力、变形特性及可靠性. 此外，采用加筋剪缩复合体本构模型模拟了土工格室加筋地基参数的随机场，并与随机场地基模型进行对比. 结果表明，相较于传统的确定性有限元分析，随机场模型能提供的地基承载力范围更宽；有无加筋地基的极限承载力因子分布均服从正态分布，且较高天然密度下地基承载力因子分布范围更广；土工格室加筋地基的沉降量略小于无加筋地基，土工格室加固可小幅减少地基的沉降量；土工格室加筋地基的有效概率pe随安全系数Fs的增加显著提升，变化趋势与无加筋地基一致，当Fs为1.4时，两者的pe均大于95%，安全性大幅提升.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14