摘要:【目的】提出一种铰接型装配式锚杆框架梁的内力计算方法，为铰接型框架梁的设计提供理论基础。【方法】首先，将框架梁的受力模型简化为铰接点连接的多段Winkler弹性地基梁；然后，结合梁的边界及连续性条件推导求解，得到梁的内力解析解，并依托数值算例分析了铰接型框架梁结构与现有现浇框架梁结构的受力变形特性，以及在不同锚固力、地基反力系数、截面尺寸、悬臂长度、铰接位置条件下的铰接型框架梁结构的受力变形特性；最后，将现场实际监测数据与本文理论计算结果进行对比，验证本文计算结果的准确性。【结果】通过所得解与已有解的退化对比验证了所得内力解析解的合理性；当其他参数相同时，锚固力越大、悬臂长度越大、铰接位置与锚固点之间的距离越大，则铰接结构的最大弯矩值越大；地基反力系数和截面尺寸对框架梁结构的梁底位移和转角影响显著，当地基反力系数和截面尺寸增大时，梁底位移和转角减小，而弯矩和剪力则基本不变。通过分析现场监测数据发现，现场实测结果与本文内力计算结果的变化趋势吻合。【结论】铰接型框架梁的内力解析解的结果合理，其受力变形特性规律可为铰接型框架梁的设计提供参考。

摘要:【目的】莫斯科—喀山高速铁路（简称“莫喀高铁”）是我国参与的高纬度地区重要代表性工程，因此有必要掌握沿线地区气温特征以助力该工程的设计与建设。【方法】基于英国东英吉利大学气候研究中心 (Climate Research Unit，CRU)的1901—2021年CRU格点数据月平均气温数据集，研究了莫喀高铁沿线地区的气温冻融指数变化趋势及空间变化特征。【结果】莫喀高铁沿线地区1901—2021年年冻结指数平均值为411.23~1 773.70 ℃·d，总体呈波动下降趋势；年融化指数平均值为2 223.69~3 170.31 ℃·d，总体呈波动上升趋势。这表明1901—2021年莫喀高铁沿线地区的年平均气温是逐渐升高的。在空间分布上，莫喀高铁沿线地区1901—2021年的多年平均冻结指数呈明显的由西向东递增的趋势，多年平均冻结指数为841.55~1 360.13 ℃·d，而该地区多年平均融化指数整体相差不大，为2 654.40~2 748.63 ℃·d，由中部向东西两侧递增。这表明：自下诺夫哥罗德到莫斯科地区，气温逐渐降低，而自下诺夫哥罗德到喀山地区，气温逐渐升高；莫喀高铁沿线地区气温自西向东逐渐升高，莫斯科地区升温相对不明显，而喀山是升温最明显的地区。【结论】采用CRU格点气温数据集来研究莫喀高铁沿线地区大气冻融指数时空变化特征是一种较为有效的手段，可为研究该高速铁路沿线地区的气候变化特征、冻土状态和其他工程建设提供科学借鉴。

摘要:【目的】季节冻土区公路路基因季节性温度变化使路基中的水分向上迁移，导致水分在封闭覆盖层下聚集产生覆盖效应，进而引起路基冻胀、融沉、路面开裂、道路翻浆等工程病害。为了有效抑制封闭覆盖层下覆盖效应的产生，以季节冻土区气候特征为背景，开展了室内一维土柱试验。【方法】通过设计两组冻融循环条件下的室内路基模型试验，探究有、无毛细阻滞层季节冻土区路基内部的水热变化规律，验证毛细阻滞层对季节冻土区公路路基覆盖效应的防治效果。【结果】在季节性温变导致的冻融循环条件下，传统路基浅层2.5、5.0 cm深度范围内的土体含水率随冻融循环次数的增加而不断增大，最大液态水含量增加量达5.8个百分点，覆盖效应明显；毛细阻滞层路基在浅层2.5 cm深度处的土体含水率随冻融循环次数的增加水分累积量仅为1.8个百分点，且经历3个循环后其他深度的最大液态水含量与含水率累积量均略有减小，整体含水率远小于无毛细阻滞层路基的。【结论】毛细阻滞层的设置能够明显抑制覆盖层下浅层土体含水率的增加和累积，且对维持季节冻土区路基土体水分场稳定具有重要作用。

摘要:【目的】解决现有地形复杂度误差评价方法主观性强、缺少误差解析式的问题。【方法】利用误差传播定律推导了局部高差、局部标准差、局部褶皱度和局部全曲率的中误差表达式，依据复合地形因子误差传递规律构建了复合地形复杂度指标（compound terrain complexity index，CTCI）提取的误差估计模型（error estimation model for CTCI，CEEM）。通过模拟数字高程模型（digital elevation model，DEM）试验验证了该模型的有效性，并采用三个不同地貌区域的实体DEM进行CEEM泛化试验。【结果】在不同噪声影响下，CEEM平均误差、均方差、残差和平均绝对百分比误差最大值分别为-2.1×10-3、7.99×10-6、8.4×10-3和22.8%，决定系数均在0.961以上，CEEM整体误差微小；不同地貌类型的地形复杂度提取误差存在差异，试验统计结果表明误差由大到小依次为高山、中山、丘陵。【结论】CEEM能定量化描述地形复杂度的提取误差，可为不同复杂地形地貌区域提取复合地形复杂度指标提供参考。

摘要:【目的】针对土压平衡盾构实测数据样本分布不均导致土压预测模型精度不高的问题，引入机理模型数据，构建数据与机理融合的盾构土压预测模型。【方法】首先，基于岩土力学建立盾构土压的机理模型，利用多种多保真度代理模型，将实测数据与机理模型数据进行融合，构建土压预测模型。然后，通过对比分析确定最优的盾构土压预测模型，实现实测数据与机理模型的优势互补。最后，提出了盾构土压多目标协同优化策略，实现了盾构多点土压的协同优化。【结果】盾构土压预测结果表明，相比于仅基于实测数据的预测模型，机理模型数据的引入能够大幅提升预测精度，预测结果的最优决定系数由0.941提升至0.977；盾构多点土压优化试验结果表明，优化后土压的整体均方根误差显著降低，降幅约为14.47%。【结论】机理模型数据的引入能够提高盾构土压预测模型的精度。不同点位土压的变化幅度在经过协同优化后大幅缩小，为盾构土压的预测与优化提供了新方法。

摘要:【目的】构建精确快速的波浪预报模型，以保障海上活动和海滩安全。【方法】采用中国近海波浪数据库中2009—2018年的波浪数据、风速数据作为训练样本，建立了融合波浪模型和随机森林机器学习算法的波浪降尺度快速预报模型。波浪数值模型采用粗网格计算，通过随机森林算法进行降尺度波浪预报，以实现近海区域波浪要素的快速预报。【结果】对长江口外海2019年全年波浪的有效波高、平均周期和主波向进行了长时间序列的预报，发现所建立的波浪降尺度预报模型能够准确预报全年台风浪和寒潮浪的变化。与传统波浪模型相比，该模型的有效波高预报结果相对误差小于0.2%，计算效率也大幅提高，96 h波浪短期预报由分钟级提高至秒级。【结论】融合波浪模型和随机森林算法的波浪降尺度快速预报模型可提高波浪预报的稳定性、精确度和计算效率，也为利用波浪机器学习算法进行业务化波浪预报提供了新方法。

摘要:【目的】为解决户外恶劣多变运行环境下干式空心电抗器匝间短路故障保护问题，提出了一种基于功率因数变化率的故障检测方法。【方法】首先，采用ANSYS Maxwell建立了干式空心电抗器有限元场路耦合模型，对电抗器不同圈层不同位置发生匝间短路故障的情况进行仿真，揭示了功率因数的变化规律；随后，采用谐波分析法计算功角，由多个功率因数变化率的波动情况，结合电抗器的不同故障类型，提出了一种基于功率因数变化率的干式空心电抗器匝间短路故障检测方法。【结果】当干式空心电抗器发生匝间短路时，短路匝数越多，功率因数变化率越大。当故障匝数相同时，在轴向上，故障位置越接近端部功率因数增大的幅度越小；在径向上，故障位置越靠近内层包封功率因数增大的幅度越小，其中最内层线圈端部发生单匝短路故障时的功率因数变化率最小，数值为6.718 9%。考虑噪声影响，仿真发现故障后功率因数变化率超过6.718 9%的个数均在20个以上，正常时该数量均不会超过20，因此取次数20为保护阈值。仿真验证所提出的故障检测方法在电抗器不同位置不同匝数发生匝间短路故障时均能发挥作用，可极大地提高户外干式空心电抗器的运行安全性。【结论】本文提出的故障检测方法可有效解决长期困扰工业界的电抗器故障特征微弱难以检测的问题，证明利用多个时刻功率因数变化率组合识别故障是一种更为有效的解决思路，能够为后续的研究提供参考。

摘要:【目的】深入探究粉砂质泥岩节理面在不同剪切方向与应力状态条件下的粗糙度系数取值方法。【方法】利用粉砂质泥岩相似材料与3D打印技术制作节理面，并开展不同应力状态下的节理面直剪试验，同时基于Grasselli提出的节理面形貌参数考虑剪切方向性，对粉砂质泥岩节理面抗剪强度特性进行研究。【结果】受节理面起伏程度、剪切方向以及法向应力的影响，粉砂质泥岩节理面在剪切过程中的破坏类型有所不同，且通过试验结果反算得到的节理面粗糙度系数JRC较Barton等提出的JRC经验值偏大。本文提出了考虑方向性与应力状态的粉砂质泥岩节理面粗糙度系数JRC取值方法，该方法的预测值与反算值误差小于10%。【结论】节理面粗糙度系数与剪切方向的起伏形态有显著关系；随着法向应力的增加，JRC也增加但增加的速率逐渐下降；考虑节理面剪切方向以及法向应力的JRC取值方法可有效预测不同剪切方向与法向应力条件下的粉砂质泥岩节理面的抗剪强度。

摘要:【目的】深入了解表层嵌贴碳纤维复合材料-混凝土结构的力学性能，探究环氧树脂胶内部位移和应力分布规律。【方法】将开槽内的环氧树脂胶及碳纤维复合材料板条简化为二维平面应变模型，并考虑切应力沿胶层厚度方向的分布规律来建立环氧树脂胶位移的控制方程，用复数项级数法得到控制方程的弹性半解析解。【结果】弹性半解析解可以描述切应力沿胶层厚度方向的分布规律：切应力呈开口向下的抛物线形分布越靠近加载端，抛物线的弧度越大。将弹性半解析解结果与有限元模拟结果对比，可发现：水平位移峰值的解析结果与二维有限元模拟结果相差4.66%，与三维有限元模拟结果相差14.79%；切应力峰值的解析结果与二维有限元模拟结果相差3.58%，与三维有限元模拟结果相差17.85%。将弹性半解析解结果与试验结果对比，发现解析结果与试验结果在线弹性范围内基本吻合。【结论】弹性半解析解可直接计算线弹性阶段内环氧树脂胶的位移及切应力，可为表层嵌贴碳纤维复合材料板条?混凝土结构的安全性评估与设计提供一种新的、简便的、高效的计算方法。

摘要:【目的】综合考虑基底土体加固的各影响因素对超长深基坑变形的影响，进行加固方案的优化设计。【方法】依托某地铁站基坑项目，采用FLAC3D有限元软件对基坑开挖进行数值模拟，采用正交试验方法综合分析基底土体加固的平面设计形状与加固参数对基坑地下连续墙的侧向位移与基底竖向位移的影响，并分析和确定各因素对上述位移指标的影响效果。【结果】基底土体加固方式的不同平面设计形状对超长深基坑变形影响不同，其中满堂加固方式对基坑变形的控制作用较显著，但裙边加固方式对于控制地连墙的变形也能够发挥很好的作用；不同加固参数对基坑变形影响也不同，对变形的控制效果会随着水泥掺量（质量分数）及加固厚度的增加而变好；基底土体加固平面设计形状对超长深基坑变形控制的影响较大，水泥掺量和加固厚度对超长深基坑变形控制的影响相对较小。在基底土体使用满堂加固方式、水泥掺量在14%～16%和加固厚度在10～12 m时，对基坑变形的控制效果最理想。【结论】在超长深基坑设计时，要考虑基底土体加固方式的平面设计形状，还需要深入考虑在该平面设计形状下加固参数对基坑的影响；在同类型基坑设计时，应优先考虑满堂加固方式的平面设计形状，必要时可适当减小水泥掺量及加固厚度，以提高基坑工程设计的经济合理性。

摘要:【目的】以某530 m主跨PK断面混合-组合梁斜拉桥为工程背景，通过建立辅助墩设置数量和设置位置不同的多个有限元模型，并进行静动力计算，对比分析计算结果，得到了辅助墩设置位置对大跨PK断面混合-组合梁斜拉桥力学性能的影响规律。【方法】建立了该斜拉桥在设置双辅助墩、单辅助墩、无辅助墩三种情况下的有限元模型，对比三者在运营阶段汽车荷载作用下的结构内力、变形及自振周期、频率。【结果】相比于无辅助墩，设置双辅助墩和单辅助墩能够使主梁中跨最大下挠、塔顶最大偏位、第1阶自振周期分别减小45.3%、62.9%、26.2%和42.1%、48.6%、17.2%。辅助墩的设置能显著改善结构静动力学性能，设置单辅助墩方案为经济可行方案。建立了单辅助墩不同设置位置（分别距主塔中心59.2、73.6、95.2、109.6和131.2 m）的5个有限元模型，对比5个模型在运营阶段汽车荷载作用下的结构响应，方案5（辅助墩距主塔中心131.2 m）较方案1（辅助墩距主塔中心59.2 m）使主梁中跨最大下挠、塔顶最大偏位、第1阶自振周期分别减小了25.6%、19.1%、1.8%。【结论】结合悬臂施工安全性考虑，确立了方案5为最终设计方案。

摘要:【目的】研究输电导线与塔体耦合作用对塔线体系风致动力响应的影响。【方法】结合某输电线路三塔两线实例，开展数值分析计算及气弹模型风洞试验。基于ABAQUS软件建立了三塔两线体系的有限元模型，将采用谐波合成法生成的风荷载沿顺风向输入，采用Newmark-β法求解体系的顺风向动力响应，计算体系的风振系数，并将之与各规范的风振系数进行对比。【结果】数值分析结果与试验结果吻合良好，且风振系数均高于规范建议值。【结论】输电导线的存在提高了结构气动阻尼，导致塔线体系的加速度响应低于单塔的加速度响应；风振系数随高度增加呈增大趋势，受横担局部质量增加影响，风振系数存在局部突变；在实际工程中计算输电塔风振系数时，输电导线对横担部位的影响不可忽略，研究者应综合考虑多种规范的建议值。

摘要:【目的】为研究黏滞阻尼器对仿古建筑的力学性能的影响，通过设置仿古建筑梁-柱节点来开展试件的对比试验研究。【方法】设计制作了6个仿古建筑梁-柱节点，即3个双梁-柱节点及3个单梁-柱节点，并对其施加正弦波往复荷载以研究其一系列力学性能，主要包括荷载-转角滞回曲线、骨架曲线、承载能力、变形性能、耗能能力等。【结果】在整体上，黏滞阻尼器对双梁-柱节点力学性能的改善程度比对单梁-柱节点的更为显著，且改善程度随黏滞阻尼器型号不同而不同。在附设黏滞阻尼器后，梁-柱节点试件的滞回曲线更饱满，承载能力提升了16.4%~32.9%，位移延性系数增大了1.5%~12.6%，耗能能力提升了49.2%~112.3%。【结论】黏滞阻尼器可显著改善仿古建筑梁-柱节点的力学性能。

摘要:【目的】为提升农村物流配送效率和服务水平，建立绿色可持续的农村物流配送模式，研究部分充电策略下有时间窗的电动车-无人机绿色配送路径优化问题。【方法】首先，以电动车和无人机的固定成本、行驶成本、充电成本和碳排放成本构成的总配送成本最小化为目标，构建路径优化数学模型。然后，针对问题特点设计了基于大邻域搜索算法和变邻域下降算法的混合算法并进行求解。最后，通过数值分析试验，验证了模型的合理性和算法的有效性。【结果】对不同配送模式的配送成本及其组成进行对比发现：在配送网络中纳入充电站节点能使总成本降低14.97%，引入无人机协同配送能使总成本降低35.25%，而同时引入充电站和无人机能实现42.03%的成本节省。对电动车和无人机电池容量进行敏感性分析发现：加大电动车电池容量能显著降低总配送成本，主要体现在途中充电绕行里程的减少上；随着无人机电池容量的增大，无人机服务客户数也会增加，从而提高了配送效率，降低了电动车行驶成本、充电成本以及碳排放成本。【结论】本研究成果能为农村电动车-无人机协同配送路径优化决策及低碳可持续性农村物流配送体系的构建提供理论参考。

摘要:【目的】城市公交站点客流的变化趋势和时空特征密不可分。本文目的为捕捉公交站点客流的时空特征。【方法】首先，使用图卷积网络捕捉客流的空间特征；接着，借助门控递归单元捕捉客流的时间特征；然后，构建基于深度学习的公交站点客流预测模型，即门控图卷积网络（gated-graph convolutional network，G-GCN）模型；最后，将驻马店市内的512个公交站点的客流数据按照30、45和60 min三种时间粒度进行划分，利用G-GCN模型进行预测，并将该预测结果与基线模型的预测结果进行对比。【结果】在上述三种时间粒度划分下，G-GCN模型的三种均方根误差分别为2.35、3.00和3.57，分别比其他基线模型的平均降低了19.60%、24.40%和26.40%。【结论】本研究成果突破了以往只在规则区域内对公交客流进行预测的局限，为城市公交组织优化提供了技术参考。