• 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(4497) HTML(0) PDF(1.21 M)( 17464)

  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(1451) HTML(0) PDF(3.07 M)( 15236)

  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(1279) HTML(0) PDF(965.81 K)( 15256)

  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(1038) HTML(0) PDF(1.51 M)( 14944)

  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(1069) HTML(0) PDF(842.54 K)( 14740)

  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(1163) HTML(0) PDF(1.42 M)( 14975)

  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(756) HTML(0) PDF(1.29 M)( 14757)

  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(854) HTML(0) PDF(1.16 M)( 14780)

  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(973) HTML(0) PDF(1.02 M)( 14809)

  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(1228) HTML(0) PDF(1.60 M)( 14795)

  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。

2025年第52卷第5期      

• 装配式钢内芯-UHPC组合空心柱抗震性能研究

  邵旭东 1，2，赵相如 1，2，伍隋文 1，2?，邵宗暄 3，何广 1，2

  2025,52(5):1-16, DOI:

  摘要(105) HTML(7) PDF(92.30 M)( 63)

  摘要：为适应新型钢-UHPC拱桥的跨越能力、加快施工进度、减轻拱上建筑自重和造价，本文提出了一种新型装配式钢内芯-UHPC组合空心柱以及相应的插承式节点连接构造. 新型柱由空心钢内芯与外部UHPC薄壁层组成，钢内芯可作为UHPC层的内模，同时提供额外的耗能. 介绍了新型立柱及其与承台间连接构造的概念设计，通过设计2∶5的立柱缩尺模型，采用原桥初步设计中最不利轴压比（0.24）进行拟静力试验，研究该立柱的破坏模式、预制立柱界面处连接性能、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余变形、曲率分布和钢板应变等. 试验结果表明：试件为弯曲破坏模式，具体为柱底塑性铰区域钢筋钢板屈服，UHPC薄壁层压溃，但节点连接处保持完好，预制与后浇UHPC界面未见裂缝，表明提出的新型装配式连接构造是可靠的. 此外，试件具有较高的等效阻尼比，但试件位移延性稍显不足，主要归因于试验模型钢内芯钢板厚度与UHPC薄壁层厚度不匹配，此外，高轴压比（0.24）也是潜在原因. 其次，基于试验结果验证了有限元模型，并对原型柱开展参数分析，计算结果表明，新型柱随着轴压比的增加，延性降低，轴压比在0.05~0.20范围内，原型柱延性系数均接近或大于3. 本研究成果可为后续钢内芯-UHPC立柱的设计与应用提供基础.

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• 抗滑桩加固边坡大变形破坏三维物质点模拟

  马翔宇 1，汪华安 2，陆盟 1?，周鸣亮 1，张洁 1

  2025,52(5):17-27, DOI:

  摘要(84) HTML(7) PDF(22.53 M)( 55)

  摘要：目前，关于含加固物的边坡三维大变形的分析研究极为匮乏. 本文利用物质点法构建了抗滑桩加固边坡三维数值模型，分析了抗滑桩加固条件下边坡大变形破坏模式，探讨了抗滑桩长度、布设位置以及布设间距对边坡大变形破坏的影响. 结果表明，抗滑桩布设于坡脚时，抗滑桩上方土体易发生局部破坏并产生越顶滑移，桩长增加会缩减塑性区范围，但会加剧土体浅层滑动，增大滑移范围；抗滑桩布设于坡中时，边坡破坏后的位移量最小，表现出良好的加固效果，但当桩长与潜在滑动面深度大致相同时，桩体的存在可能会导致边坡破坏后的滑移距离更远；桩间距的增加会引起桩间土的塑性流动；当抗滑桩布设于坡顶时，抗滑桩下方土体易发生脱开滑移，加固效果较差.

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• 基于响应面法的多拱度铝合金节点板冲压回弹预测与补偿

  郭小农 1?，李根 1，曾强 2，钟芬达 3

  2025,52(5):28-40, DOI:

  摘要(62) HTML(6) PDF(70.88 M)( 28)

  摘要：自由曲面铝合金单层网壳中的构件通常使用板式节点进行连接. 为了满足板式节点的装配需求，需要将板式节点的节点板冲压成具有多个拱度的复杂形状. 然而，回弹现象降低了板件的成形精度，且会造成节点装配困难. 为了提高节点板的成形精度，有必要对节点板的冲压回弹进行准确预测和有效补偿. 首先，对6组多拱度铝合金节点板试件进行了冲压成形试验，通过3D扫描测量了板件的残余拱度，并计算得到板件的回弹量. 其次，采用显式动力算法与隐式静力算法结合的混合算法对板件的冲压回弹过程进行有限元分析，分析得到的板件回弹量与试验值的相对误差平均值仅有4.31%. 再次，基于1 500组节点板冲压回弹有限元分析结果，建立了回弹预测的响应面模型，该模型的决定系数达到了0.988，表明该模型具有较高精度. 最后，基于回弹预测响应面模型，提出了多拱度铝合金节点板的回弹补偿方法. 使用该方法对20组具有不同几何参数和拱度组合的节点板进行试设计，结果表明该方法能够对板件的回弹进行有效补偿.

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• 界面不同抗剪连接的预制UHPC组合梁抗弯性能试验研究

  方志 1，2?，鲁睿 1，洪金圣 1，何德华 3，王晓璜 3，陈建宁 3，黄佳俊 1

  2025,52(5):41-56, DOI:

  摘要(62) HTML(4) PDF(63.67 M)( 36)

  摘要：超高性能混凝土（ultra-high performance concrete， UHPC）预制梁和预制桥面板通过槽口式剪力连接键结合形成的UHPC组合梁在预制装配式结构中具有较广的应用场景. 为明确这种预制UHPC组合梁的受弯性能，分别对3片不同剪力连接度（分别为0.47、0.94和1.41）的预制UHPC组合梁和1片UHPC整浇梁进行了四点弯曲试验. 结果表明：剪力连接度对预制UHPC组合梁的抗弯性能影响显著，剪力连接度为0.47和0.94的组合梁，边槽口下方预制梁腹板上出现了因剪力键水平剪力较大引起的斜裂缝，进而导致此处剪力键的最终抗剪失效；剪力连接度为0.47、0.94和1.41的预制UHPC组合梁，抗弯承载能力分别为整浇梁的76%、97%和100%，延性系数分别为整浇梁的28%、38%和37%，开裂前弹性刚度分别为整浇梁的52%、72%和85%. 给出了不同剪力连接度预制UHPC组合梁的抗弯承载能力计算方法，并以试验结果验证了其适用性.

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• 基于改进Stacking多模型融合的高速公路隧道建设碳排放预测模型

  吴佳润 1，林宇亮 1，3?，邢浩 2，宁曦 2

  2025,52(5):57-65, DOI:

  摘要(64) HTML(6) PDF(4.46 M)( 51)

  摘要：隧道工程作为交通基础设施的重要组成部分，其建设过程中的碳排放问题日益受到关注. 构建合理的隧道建设碳排放预测模型为控制隧道工程碳排放量、实现隧道减碳设计提供重要的科学依据. 据此，以勐绿高速公路隧道工程建设为依托，考虑围岩级别、隧道总长度等12个特征参数，建立了120个隧道不同衬砌设计每延米隧道建设碳排放样本. 在传统Stacking算法的基础上，提出了一种改进Stacking多模型融合的隧道建设碳排放预测方法. 通过残差赋权方式组合基学习器交叉验证得到的各训练模型，降低了对噪声的敏感性. 并以原始训练集和组合基学习器的预测结果作为元学习器输入，保留了原始数据集的信息. 研究结果表明，改进Stacking算法预测碳排放量与实际碳排放量的均方根误差（ERMSE）、平均绝对误差（EMAE）以及决定系数（R2）不仅优于3种单一基学习器，也优于传统Stacking算法. 因此，推荐将改进Stacking算法用于隧道建设碳排放预测.

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• 核电单侧不锈钢双钢板组合剪力墙平面外受力性能研究

  吴丽丽 1?，王兴鸽 1，武海鹏 1，杨雨轩 1，于跃 2

  2025,52(5):66-78, DOI:

  摘要(23) HTML(5) PDF(49.00 M)( 28)

  摘要：核电站反应堆水池采用单侧不锈钢双钢板组合剪力墙，为研究该类型组合剪力墙平面外受力性能，设计了两个栓钉和拉筋配置不同的1∶2.5缩尺试件，进行了平面外的低周往复荷载试验，分析了单侧不锈钢双钢板剪力墙平面外受力的破坏模式、滞回性能、刚度退化、耗能等指标以及栓钉和拉筋减量的影响. 试验结果表明，加载过程中普通钢板先于不锈钢板发生鼓曲，侧封钢板焊缝开裂，随后多处栓钉、拉筋断裂，混凝土压碎至试件破坏. 两个试件的滞回曲线饱满，抗震性能良好，普通低合金钢板的塑性发展更为充分. 栓钉间距由80 mm增至90 mm后试件的平均延性系数降低了8.3%，平面外正反两方向的承载力下降幅度在10%以内. 利用Abaqus有限元软件建立了单侧不锈钢双钢板组合剪力墙有限元模型，并与试验结果进行对比，两者吻合良好. 基于有限元模型进一步分析了混凝土强度、含钢率、两侧钢板抗拉承载力差值等参数对单侧不锈钢双钢板组合剪力墙平面外受力性能的影响. 计算结果表明，混凝土强度对剪力墙承载力影响较小；试件的单侧含钢率由0.5%增至2.5%时，试件低合金钢板受拉方向承载力增大了160%，不锈钢板受拉方向承载力增大了176%；当两侧钢板的抗拉承载力差值超过30%时，试件两个方向的承载力差值超过了15%，结合试验给出了各参数的建议值.

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• 带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩承载力试验研究

  王奎华 1，耿少寒 1，许应豪 1，吴君涛 1?，邱尚印 1，黄山 2，3

  2025,52(5):79-87, DOI:

  摘要(20) HTML(7) PDF(18.33 M)( 43)

  摘要：为了满足当前社会对于桩基础日益增长的低成本、高强度的需求，提出了一种新桩型——带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩基础. 该新桩型具有低耗高效的优势，一方面该桩型施工步骤简便，施工设备常规，便于工程推广应用；另一方面底部扩大桩靴增加了桩的有效直径，提高了桩端承载力，同时水泥浆液渗入周围土体中，可改善桩土接触面特性，进而提高桩侧摩阻力. 为进一步探明带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩基础的承载特性，本文开展室内模型试验进行研究. 试验结果表明，带扩大桩靴桩侧同步灌浆模型桩在桩顶受压时，桩基承载力明显高于等截面常规桩，而且桩侧水泥浆液凝固后，其承载力将进一步提升. 本研究揭示了新桩型的承载机理，显示了新桩型承载能力的优越性. 相关研究结果可以为新桩型工程实践提供理论支撑.

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• 双边箱式Π型梁的抖振力展向相关性的试验研究

  李宇 ?，冯朴 ，陈哲 ，李加武

  2025,52(5):88-98, DOI:

  摘要(20) HTML(3) PDF(48.11 M)( 34)

  摘要：目前，Π型主梁作为中等跨度斜拉桥应用最广泛的主梁类型，关于其抖振力展向相关性方面的研究却极少.为提高Π型主梁的抖振计算精度，针对其抖振力展向相关性开展研究.在本次研究中，制作了3种不同宽高比（B∶H=5∶1、10∶1和15∶1）的双边箱式Π型梁（bliuff double-side box girders，BDSBG）的节段模型，在两类格栅湍流场和均匀流引起的“特征湍流”中，通过测压试验获取了各测点的风压时程数据. 利用这些数据计算出抖振力及其功率谱、抖振力的展向互相关系数和展向相干函数，进一步探讨了不同的B∶H和湍流场对BDSBG的抖振力的功率谱和抖振力展向相关性的影响. 结果表明：1）随着B∶H的增加，BDSBG的抖振力的能量逐渐减小；湍流场的湍流度越大，提供给BDSBG的抖振力的能量也就越多；另外，格栅湍流会极大地削弱涡脱频率对BDSBG的抖振力功率谱的影响. 2）随着B∶H的增加，BDSBG的抖振力展向的相关性和相干性都逐渐增大，且二者都远大于脉动风展向的相关性和相干性，而且这种差距会随着B∶H的增加而进一步增大；此外，随着湍流场的湍流度增加，BDSBG的抖振力展向相关性也会逐渐增大，但BDSBG的抖振力展向相干性的离散性和涡脱频率对BDSBG的抖振力展向相干性的影响，都会逐渐减弱.

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• 装配式地连墙不同节点形式的界面抗剪能力对比试验研究

  刘晓东 1，2，穆保岗 1?，黄李骥 2，刘明虎 2，邓会元 2，龚维明 1，赵佳 1，肖世伟 3

  2025,52(5):99-107, DOI:

  摘要(26) HTML(6) PDF(73.47 M)( 47)

  摘要：随着建筑工业化进程的迅猛发展，预制装配式地连墙在地下工程中的应用日益广泛. 然而，针对不同形式竖向接头抗剪能力研究试验尚显不足. 本文设计了包含刚性和柔性接头在内的4种形式的模型构件，完成了直剪加载试验和分析. 试验结果表明：同等条件下刚性接头抗剪承载能力均高于柔性接头，其中拉结钢管接头承载能力最高，承插式接头承载能力最低；4种接头剪切破坏方式均为脆性破坏，破坏时刚性接头的锚固构造会影响裂缝形态，刚性接头的裂缝中均存在沿钢管壁的竖直裂缝，而柔性接头的裂缝则跨越了接缝部位，应变测试数据进一步验证了上述剪切状态下裂缝的发展特征. 同时研究发现：采用PCI （precast/prestressed concrete institute）的计算公式计算刚性接头的抗剪承载力较为准确. 上述研究为预制装配式地连墙的推广应用奠定了基础.

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• 新型水泥土搅拌桩胶凝材料固化地基土性能研究

  陈瑞芸 1?，盛敏 1，胡杰 1，徐涛 1，王雅婷 1，董文玲 2，周芬 2

  2025,52(5):108-117, DOI:

  摘要(23) HTML(11) PDF(17.14 M)( 42)

  摘要：本文采用地聚物胶凝材料代替传统水泥土搅拌桩中的水泥，研究了其固化地基土的力学性能. 试验通过钠水玻璃激发蒙脱石、矿渣、粉煤灰、电石渣形成胶凝材料对地基土进行固化，测试不同配比下固化地基土的无侧限抗压强度，以及两组试件分别在pH=5的HCl溶液、质量分数5%的Na?SO?溶液中浸泡7 d、14 d、28 d的强度变化，并采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行成分与微观结构分析. 结果表明，相比于单纯使用矿渣，加入少量粉煤灰后，地聚物固化土的抗压强度更高；加入5%的蒙脱石可以参与地聚反应，吸附水分，填充孔隙，增加地聚物固化土的强度，但蒙脱石掺量过多会因其吸水膨胀的特性而产生不利影响；使用钠水玻璃模数0.8，掺量12%，蒙脱石掺量5%，矿渣粉煤灰比例9∶1的地聚物固化土，标准养护 28 d后抗压强度为3.44 MPa，在HCl溶液中浸泡28 d后强度降低26.2%，在Na2SO4溶液中浸泡28 d后强度降低17.4%，其抗压强度是水泥固化土的2.73倍，且耐酸和耐硫酸盐性能优异.

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• 高强高延性混凝土单轴拉伸性能试验研究

  邓明科 ，王一童 ，杨家盛 ?，张阳玺

  2025,52(5):118-127, DOI:

  摘要(26) HTML(4) PDF(25.62 M)( 36)

  摘要：为探究高强高延性混凝土（high-strength and high-ductility concrete，HSHDC）的单轴拉伸性能，设计了12组试件进行了薄板单轴拉伸试验，研究了水胶比（0.14、0.16和0.18）、 PE纤维体积率（1.5%、2.0%、2.5%）、纤维种类（PE和PVA）及PE纤维直径（22 μm、35 μm和 40 μm）对薄板单轴拉伸行为的影响.并利用峰值前应变能密度分析了上述因素对HSHDC能量吸收能力的影响. 结果表明：随着水胶比的增大，HSHDC的抗拉强度呈先升高后降低的趋势，而极限拉伸应变呈增大趋势；HSHDC的抗拉强度随着纤维体积率的增加而增大，而HSHDC的极限拉伸应变在水胶比较小时随着纤维体积率的增加而减小，在水胶比较大时则相反；与0.14水胶比相比，在0.16和0.18水胶比下，HSHDC的峰值前应变能密度较大；与掺入PVA纤维的HSHDC试件相比，掺入PE纤维的HSHDC的拉伸性能和能量吸收能力更优，且小直径的PE纤维更适合制备HSHDC. 最后，利用扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）研究了HSHDC致密的基体和粗糙的PE纤维表面.

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• 钢筋套筒挤压连接装配式混凝土梁冲击试验研究

  陈庆军 1，2，李云龙 2，王英涛 3?，姚妙金 2，何展超 2，蔡健 1，2

  2025,52(5):128-140, DOI:

  摘要(23) HTML(4) PDF(80.69 M)( 30)

  摘要：为研究冷挤压套筒连接下装配式混凝土梁在冲击荷载作用下的工作性能，开展了6个采用钢筋套筒挤压连接的3种拼接类型梁试件及2个现浇梁试件的落锤冲击试验，并进行了4个对应梁试件的静载对照试验，其中拼接类型包括跨中拼接、两端拼接与叠合梁形式. 研究相同冲击能量下不同的落锤质量和冲击速度对试验梁的破坏形态、跨中挠度、冲击力以及变形耗能等动力响应的影响. 结果表明：不同拼接类型的预制梁与现浇梁的破坏模态与裂缝发展基本一致，但跨中拼接型梁裂缝更集中于拼接缝处，拼接段与冲击位置重合时对结构较为不利；同时钢筋挤压套筒作为预制梁的拼装连接形式是可靠的.在6 762 J冲击能量不变的情况下，冲击质量由230 kg增加到400 kg，对峰值冲击力影响不明显；但均值冲击力有所提高，且3种拼接类型预制梁提高幅度均超过25%. 不同拼接类型预制梁的最大变形耗能与现浇梁相当，占输入能量的50%~70%；在相同能量下增大冲击质量，除中间拼接式预制梁的最大变形耗能变化不明显外，其他试验梁的最大变形耗能增加幅度均超过15%.

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• 考虑变形及应力响应的填石路堤强夯有效加固深度研

  徐平 1，3，侯伟琦 1，乔世范 2?，董辉 1，3，罗正东 1，3

  2025,52(5):141-153, DOI:

  摘要(21) HTML(4) PDF(33.48 M)( 37)

  摘要：以贵州盘兴高速公路超大粒径填石高路堤强夯加固工程为例，基于强夯加固后路堤不同深度范围内填料密实程度变化规律和强夯加固夯击能量传播衰减特征，对填石高路堤强夯有效加固深度进行了综合研究. 同时，基于体应变方程推导了考虑路堤强夯加固后夯坑深度和填料压实密度控制要求的强夯有效加固深度计算公式. 开展现场压实试验，获得了压实能量作用下路堤填料压实密度与静土压力增量的函数关系.开展现场强夯加固试验，分析了路堤表面位移及内部动、静应力随夯击次数的变化规律. 结果表明：压实能量作用下路堤填料压实密度与静土压力增量有较强的相关性. 填石高路堤夯击8次后夯坑深度达932 mm，夯坑附近路堤表面最大隆起值达50 mm. 夯击能量作用下路堤深处动应力峰值和静土压力增量随深度增加衰减较快，夯坑附近路堤表面隆起值随与夯锤边缘距离增加衰减更加显著，强夯竖向有效加固深度和横向有效加固半径分别大约为5.0 m、2.5 m. 基于不同夯击次数下强夯有效加固深度实测数据，拟合了建立的填石高路堤强夯有效加固深度计算公式的修正系数，进一步建立了综合考虑强夯加固横向和竖向作用效应及加固质量控制要求的有效加固深度优化计算公式.

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• 基于Beta随机效应模型的城市轨道交通客运分担率研究

  刘晨辉 1，2，3，4?，苏美玲 1，王星宇 1，张铭钰 1，吴奇 1，张佳伟 1

  2025,52(5):154-161, DOI:

  摘要(25) HTML(15) PDF(4.13 M)( 38)

  摘要：为明确影响轨道交通客运分担率的关键因素，基于我国14个城市2010—2021年的轨道交通客运分担率数据，针对涉及常规公交、轨道交通、社会经济的6个指标，构建了考虑城市与年份影响的Beta随机效应模型以量化识别影响轨道交通客运分担率的关键因素，采用积分嵌套拉普拉斯逼近方法进行模型拟合及参数估计. 研究发现，万人拥有公共汽（电）车车辆数、万人拥有轨道交通运营线路长度和轨道交通网络连通度对轨道交通客运分担率有显著正向影响，而万人拥有公交运营线路长度、人均生产总值和人均城市道路面积则未呈现显著影响. 此外，城市和年份均展现出了显著的随机效应，不同城市的轨道交通客运分担率差异较大，但在调查期间整体呈上升态势.

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• 纳米碳酸钙对聚乙烯醇纤维混凝土静动态劈裂抗拉性能的影响

  康玉梅 ?，李月兰 ，高雪 ，黄蔚

  2025,52(5):162-171, DOI:

  摘要(21) HTML(8) PDF(45.20 M)( 33)

  摘要：聚乙烯醇（PVA）纤维能抑制混凝土裂缝扩展，但抑制效果局限于基体内部的微裂缝，对纳米级裂缝的抑制效果甚微. 本文研究纳米CaCO3对PVA纤维混凝土静动态劈裂抗拉性能的影响，并通过扫描电镜（SEM）试验分析其增强机理. 研究结果表明：纳米CaCO3掺量为1.5%时，PVA纤维混凝土的静动态劈裂抗拉性能显著提高. 当养护时间为28 d，纳米CaCO3掺量为1.5%、PVA纤维掺量为0.6%时，与未掺加纳米CaCO3的同掺量PVA纤维混凝土相比，静态劈裂抗拉强度提高了8.6%，在2.25~3.08 s-1应变率下的动态劈裂抗拉强度和耗散能分别提高了11.2%和12.4%. SEM图像分析表明，加入纳米CaCO3能够促进水化产物的生成来填补PVA纤维与基体的结合界面以及水泥基体内部的孔隙和微裂缝，增强纤维与基体之间的黏结度和PVA纤维的阻裂作用，从而提高混凝土材料的静动态劈裂抗拉性能.

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• 明清木结构古建筑IFC架构体系研究

  王茹 1，2，王垚 1?，黄炜 1，2，胡又文 1，张小峰 1

  2025,52(5):172-184, DOI:

  摘要(22) HTML(3) PDF(21.35 M)( 29)

  摘要：古建筑遗产信息多维度采集方法的研究已经趋于完善，然而多种多样的遗产信息在交互时存在信息内容和格式不统一的问题，阻碍了遗产信息的有效应用. 本文以明清木结构古建筑为研究对象，提出了一种建立明清木结构古建筑IFC架构的方法体系. 通过对明清木结构古建筑保护过程中遗产信息进行深入分析，将其系统地划分为营造、文保、艺术、残损、修复五个核心维度. 基于CIDOC CRM，针对每一维度遗产信息分别创建相应的明清木结构古建筑知识图谱. 进一步将其对应的遗产信息表达要素与IFC建筑领域框架进行结合定位，最终建立了明清木结构古建筑IFC表达框架. 通过对明清木结构古建筑IFC遗产信息的系统化组织梳理，为古建筑领域IFC框架的构建提供标准化的解决方案，有助于推动古建筑遗产信息的高效共享与应用.

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• 基于DSC的隔震支座用橡胶材料低温结晶试验

  杜永峰 1，2，王光环 1?，李元 1，张超 1

  2025,52(5):185-194, DOI:

  摘要(12) HTML(3) PDF(17.01 M)( 27)

  摘要：为分析低温下橡胶隔震支座的性能劣化机理，对无应变状态下我国隔震支座所用橡胶材料的低温结晶性能开展了试验研究.采用差示扫描量热法（differential scanning calori- metry， DSC），对两家典型企业用于生产隔震支座的天然硫化橡胶开展了玻璃化转变温度和等温结晶熔融试验. 结果表明：无应变状态下，随着在低温下保持时间的延长，隔震支座的结晶度会逐渐增大；且受产地、生长环境及硫化工艺等不同因素的影响，不同硫化天然橡胶的结晶性能不同；仅环境温度低于-60 ℃时，用于本文研究的橡胶材料所生产的橡胶隔震支座才会丧失工程实用价值. 考虑到实际服役过程中隔震支座会受低温和应变的双重作用，本文研究成果可为揭示其低温下力学性能劣化机理、理解力学行为提供参考和依据.

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• 不同风向圆角弧边截面超高层建筑风荷载特性

  刘庆宽 1，2，3?，杨硕琛 1，郑云飞 4，杨雄伟 5，王乾森 1

  2025,52(5):195-208, DOI:

  摘要(22) HTML(2) PDF(28.60 M)( 30)

  摘要：实际工程中建筑平面为圆角处理与圆弧凸边相结合的超高层结构较为常见，针对此类结构进行了风荷载研究. 以不同截面弧边凸起率的超高层建筑为研究对象，根据风洞测压试验得到的风压时程数据，对建筑表面风压分布、气动力系数以及气动力功率谱进行分析，得到不同工况下截面弧边凸起率对超高层建筑风荷载特性的影响规律. 研究表明，在所测风向角范围内，随着弧边凸起率的增大：对于建筑表面风压分布，背风面CD与侧风面AD的平均风压系数整体上越接近于直边模型，而迎风面AB与侧风面BC变化比较复杂；对于平均风压、脉动风压以及极值风压，直边模型整体小于弧边模型，且弧边化会导致极值风吸力最大增大42%；对于横风向力系数及其功率谱，脉动升力系数以及脉动基底弯矩系数整体上有增大的趋势，功率谱峰值变化不规律；对于顺风向力系数及其功率谱，平均阻力系数与平均基底弯矩系数逐渐减小，功率谱没有明显谱峰，顺风向力主要受来流影响. 对圆角方形建筑截面进行弧边化处理可能会导致局部风压过大，对幕墙抗风设计产生不利影响，但有利于降低结构顺风向风力. 通过分析建筑表面风荷载特性，可为此类建筑的气动外形选择以及抗风设计提供参考.

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• 基于三维激光扫描和深度学习的预应力波纹管位置检测方法

  朱炯亦 1，王奕 1，蒋海里 2，刘攀攀 2，汪德江 1?，杜晓庆 1

  2025,52(5):209-218, DOI:

  摘要(39) HTML(8) PDF(55.85 M)( 44)

  摘要：预应力波纹管的位置对预应力混凝土构件的承载力有重大影响，为提升波纹管位置检测的效率和精度，提出一种基于三维激光扫描和深度学习的波纹管位置检测方法. 首先运用三维激光扫描技术制作包含预应力波纹管的数据集，然后通过高效大规模三维点云语义分割网络（RandLA-Net）得到波纹管点云，并采用包围盒中点法和圆拟合约束法获取波纹管点云切片中心点，最后通过反向传播神经网络（BP网络）拟合得到波纹管中心线. 使用该方法对实际预应力混凝土小箱梁波纹管位置进行检测，结果表明：即便是在小箱梁钢筋骨架和施工胎架等复杂周围环境的干扰下，该方法也能得到完整的预应力波纹管位置，最大检测误差小于±10 mm，满足相关施工规范要求.

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