长沙理工大学学报（自然科学版）
2026年第2期
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2026,23(2):1-20
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251231002
摘要：
本文聚焦于交通隧道在复杂地质环境下的底鼓灾变问题，从底鼓的变形机制、量化与预测指标、灾害防治体系等多个维度研究了隧道底鼓防治技术的发展现状。本研究利用 Cite Space 建立了 2015—2025年隧道底鼓防治研究的文献数据库，明确了隧道底鼓的主要模式与灾变特点，指出了隧道底鼓防治技术研究的现状及其不足。隧道底鼓灾害多发于公路和铁路隧道，主要由高地应力、岩体结构缺陷及水文地质条件的耦合作用引发，可归纳为遇水膨胀型、挤压流动型、挠曲褶皱型和剪切错动型 4类典型破坏模式。在目前的研究中，数值模拟为核心计算方法，现场监测与理论分析为核心研究方法，仰拱处置是工程实践中防治底鼓的主流传统措施。传统注浆、锚杆 /锚索等措施适用于一般地质条件；U型可缩钢架、钻孔灌注桩等特殊结构可针对性补强复杂地质条件下的底鼓防控短板，以显著提升整体治理效果。在复杂地质条件下，现有的隧道底鼓防控存在“被动响应、滞后调整 ”的局限性，缺乏“实时监测 -主动防护 -自修复”的智能化防治体系。因此，需深入研发由智能监测系统、智能锚杆、嵌入式自修复结构组成的隧道底鼓智能化监测系统。隧道施工质量规范化、底鼓灾害预测与监测体系智能化、底鼓模式创新理论研究均是未来的研究重点。
本文聚焦于交通隧道在复杂地质环境下的底鼓灾变问题，从底鼓的变形机制、量化与预测指标、灾害防治体系等多个维度研究了隧道底鼓防治技术的发展现状。本研究利用 Cite Space 建立了 2015—2025年隧道底鼓防治研究的文献数据库，明确了隧道底鼓的主要模式与灾变特点，指出了隧道底鼓防治技术研究的现状及其不足。隧道底鼓灾害多发于公路和铁路隧道，主要由高地应力、岩体结构缺陷及水文地质条件的耦合作用引发，可归纳为遇水膨胀型、挤压流动型、挠曲褶皱型和剪切错动型 4类典型破坏模式。在目前的研究中，数值模拟为核心计算方法，现场监测与理论分析为核心研究方法，仰拱处置是工程实践中防治底鼓的主流传统措施。传统注浆、锚杆 /锚索等措施适用于一般地质条件；U型可缩钢架、钻孔灌注桩等特殊结构可针对性补强复杂地质条件下的底鼓防控短板，以显著提升整体治理效果。在复杂地质条件下，现有的隧道底鼓防控存在“被动响应、滞后调整 ”的局限性，缺乏“实时监测 -主动防护 -自修复”的智能化防治体系。因此，需深入研发由智能监测系统、智能锚杆、嵌入式自修复结构组成的隧道底鼓智能化监测系统。隧道施工质量规范化、底鼓灾害预测与监测体系智能化、底鼓模式创新理论研究均是未来的研究重点。
2026,23(2):21-30
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260111001
摘要：
【目的】为解决常规微生物诱导碳酸钙沉淀 （microbially induced calcite precipitation，MICP）菌株在盐碱环境中存在的活性低、矿化效果差等问题，必须挖掘适用于南海高盐碱环境的矿化菌种资源。【方法】采用富集培养和纯化分离等技术，从南海某红树林海泥中筛选出一株土著耐盐碱尿素分解菌 ——猪粪萨维奇氏菌（Savagea faecisuis ），并对其进行驯化。通过测定该菌株的生长曲线、脲酶活性以及在不同盐碱条件下的耐受性，评估该菌株的矿化能力。该菌株被用来开展砂柱固化试验，以检验其在盐碱条件下的固化效果。【结果】该菌株的脲酶活性随生长周期与环境盐碱度的变化而发生变化，其值最高可达 7.11 mmol/（L?min）；矿化沉积量为 1.43 g，产物为棱面状方解石晶体；该菌株对盐碱胁迫表现出较强的耐受性，最大耐受 NaCl的质量浓度 β（NaCl）为0.09 g/mL，最大耐受 pH值为 10.5。通过逐步胁迫的驯化方法，菌株的环境生存能力与脲酶活性稳定性均得到了增强。该菌株即使在 β（NaCl）=0.09 g/mL与pH=10.5的条件下，仍具有稳定活性。砂柱固化试验的结果表明：在β（NaCl）=0.05 g/mL和pH=9.5的条件下，固化砂柱的内部土体颗粒被沉积的碳酸钙有效胶结，固化砂柱的无侧限抗压强度达到 400 kPa左右。【结论】经筛选并驯化的猪粪萨维奇氏菌具有优异的耐盐碱性和矿化能力，可为南海岛礁建设及盐渍土生态修复提供有效的微生物种源。
【目的】为解决常规微生物诱导碳酸钙沉淀 （microbially induced calcite precipitation，MICP）菌株在盐碱环境中存在的活性低、矿化效果差等问题，必须挖掘适用于南海高盐碱环境的矿化菌种资源。【方法】采用富集培养和纯化分离等技术，从南海某红树林海泥中筛选出一株土著耐盐碱尿素分解菌 ——猪粪萨维奇氏菌（Savagea faecisuis ），并对其进行驯化。通过测定该菌株的生长曲线、脲酶活性以及在不同盐碱条件下的耐受性，评估该菌株的矿化能力。该菌株被用来开展砂柱固化试验，以检验其在盐碱条件下的固化效果。【结果】该菌株的脲酶活性随生长周期与环境盐碱度的变化而发生变化，其值最高可达 7.11 mmol/（L?min）；矿化沉积量为 1.43 g，产物为棱面状方解石晶体；该菌株对盐碱胁迫表现出较强的耐受性，最大耐受 NaCl的质量浓度 β（NaCl）为0.09 g/mL，最大耐受 pH值为 10.5。通过逐步胁迫的驯化方法，菌株的环境生存能力与脲酶活性稳定性均得到了增强。该菌株即使在 β（NaCl）=0.09 g/mL与pH=10.5的条件下，仍具有稳定活性。砂柱固化试验的结果表明：在β（NaCl）=0.05 g/mL和pH=9.5的条件下，固化砂柱的内部土体颗粒被沉积的碳酸钙有效胶结，固化砂柱的无侧限抗压强度达到 400 kPa左右。【结论】经筛选并驯化的猪粪萨维奇氏菌具有优异的耐盐碱性和矿化能力，可为南海岛礁建设及盐渍土生态修复提供有效的微生物种源。
2026,23(2):31-46
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260108001
摘要：
【目的】针对传统方法在复杂山区公路边坡滑坡识别中效率低、覆盖难的问题，探索一种高效精准的识别与机理分析方法。【方法】以云南省华宁县 G357线K2643 +617处典型滑坡为研究对象，采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量 （persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar，PS-InSAR）、机载激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）与高分辨率光学遥感等多源技术，形成协同解译技术路径，充分发挥 PS-InSAR在毫米级形变监测、机载 LiDAR在植被穿透与微地貌精细刻画、光学遥感在边界快速解译方面的优势。【结果】滑坡体处于持续运动状态，最大累积形变量达 ?20 mm，年均形变速率达 ?8 mm·a?1；基于机载LiDAR数据精准识别出滑坡后缘及前缘 3条主要滑坡裂缝及 2条与既有抗滑桩空间位置重合的工程变形边界；形变 -裂缝空间叠加分析显示，高形变速率区 （形变速率为 ［?8，?4.8） mm·a?1）与密集裂缝发育带高度重合，2条主要裂缝的主体部分都位于高形变速率区 （占比 66.7%），1条主要裂缝的主体部分位于中形变速率区 （形变速率为［1.6，4.8）及［?4.8，?1.6） mm·a?1）；2条工程变形边界的主体部分均位于高形变速率区 （占比 100%），揭示了滑坡中前部为变形累积与应力集中的关键区域。【结论】该滑坡是以抗滑工程失效和降雨为诱发因素的牵引式复活滑坡，多源遥感协同技术可为滑坡灾害早期识别、机制剖析与风险防控提供关键的技术支撑。
【目的】针对传统方法在复杂山区公路边坡滑坡识别中效率低、覆盖难的问题，探索一种高效精准的识别与机理分析方法。【方法】以云南省华宁县 G357线K2643 +617处典型滑坡为研究对象，采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量 （persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar，PS-InSAR）、机载激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）与高分辨率光学遥感等多源技术，形成协同解译技术路径，充分发挥 PS-InSAR在毫米级形变监测、机载 LiDAR在植被穿透与微地貌精细刻画、光学遥感在边界快速解译方面的优势。【结果】滑坡体处于持续运动状态，最大累积形变量达 ?20 mm，年均形变速率达 ?8 mm·a?1；基于机载LiDAR数据精准识别出滑坡后缘及前缘 3条主要滑坡裂缝及 2条与既有抗滑桩空间位置重合的工程变形边界；形变 -裂缝空间叠加分析显示，高形变速率区 （形变速率为 ［?8，?4.8） mm·a?1）与密集裂缝发育带高度重合，2条主要裂缝的主体部分都位于高形变速率区 （占比 66.7%），1条主要裂缝的主体部分位于中形变速率区 （形变速率为［1.6，4.8）及［?4.8，?1.6） mm·a?1）；2条工程变形边界的主体部分均位于高形变速率区 （占比 100%），揭示了滑坡中前部为变形累积与应力集中的关键区域。【结论】该滑坡是以抗滑工程失效和降雨为诱发因素的牵引式复活滑坡，多源遥感协同技术可为滑坡灾害早期识别、机制剖析与风险防控提供关键的技术支撑。
2026,23(2):47-58
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251223001
摘要：
【目的】探究地形边界效应对复杂地形多尺度耦合风场数值模拟精度的影响，解决入口边界设置不合理导致模拟误差较大的问题，为复杂地形风能资源评估和风电场选址提供数据支撑。【方法】以贵州黔东南某复杂山地风电场为研究对象，采用中尺度气象模型与计算流体力学多尺度耦合方法，将中尺度气象模型模拟结果经空间与时间降尺度处理后作为计算流体力学的入流边界条件；设计 6组不同水平入口边界长度与入口地形起伏特征的组合工况，通过平均绝对误差、均方根误差等指标，结合实测数据验证模拟结果的可靠性。【结果】近地面风场对水平入口边界长度与入口地形起伏特征敏感，上游区域风场差异显著，随高度和计算距离增加，地形变量对风场影响减弱，风场分布趋于一致；数千米级范围内适中的水平入口边界长度可促进风场模拟误差收敛；入口区域地形平缓、负坡权重小的工况模拟结果可靠性更高，其中最优工况的模拟精度显著优于传统中尺度气象模型的模拟精度。【结论】水平入口边界长度与入口地形起伏特征是影响多尺度耦合风场模拟精度的关键因素，合理优化地形参数可有效提升复杂地形风场模拟的准确性，研究成果对复杂地形风能资源评估具有实践意义。
【目的】探究地形边界效应对复杂地形多尺度耦合风场数值模拟精度的影响，解决入口边界设置不合理导致模拟误差较大的问题，为复杂地形风能资源评估和风电场选址提供数据支撑。【方法】以贵州黔东南某复杂山地风电场为研究对象，采用中尺度气象模型与计算流体力学多尺度耦合方法，将中尺度气象模型模拟结果经空间与时间降尺度处理后作为计算流体力学的入流边界条件；设计 6组不同水平入口边界长度与入口地形起伏特征的组合工况，通过平均绝对误差、均方根误差等指标，结合实测数据验证模拟结果的可靠性。【结果】近地面风场对水平入口边界长度与入口地形起伏特征敏感，上游区域风场差异显著，随高度和计算距离增加，地形变量对风场影响减弱，风场分布趋于一致；数千米级范围内适中的水平入口边界长度可促进风场模拟误差收敛；入口区域地形平缓、负坡权重小的工况模拟结果可靠性更高，其中最优工况的模拟精度显著优于传统中尺度气象模型的模拟精度。【结论】水平入口边界长度与入口地形起伏特征是影响多尺度耦合风场模拟精度的关键因素，合理优化地形参数可有效提升复杂地形风场模拟的准确性，研究成果对复杂地形风能资源评估具有实践意义。
2026,23(2):59-68
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260129001
摘要：
【目的】针对钢渣作为沥青混合料集料时存在的体积安定性不良、界面水稳定性差两大技术瓶颈，本研究旨在探寻有效的预处理工艺，以推动钢渣在道路工程中的高效资源化利用。【方法】本研究采用自然陈化、蒸汽处理、乙酸浸泡、草酸改性、聚乙烯醇 （polyvinyl alcohol，PVA）处理 5种工艺对钢渣进行预处理；采用浸水膨胀、冻融循环质量损失等宏观测试与微观分析，系统评价预处理效果；进而以改性钢渣制备 SMA -13沥青混合料，并检验其路用性能。【结果】草酸改性可显著降低钢渣的浸水膨胀率与冻融循环质量损失，扫描电子显微镜 （scanning electron microscope，SEM）分析表明钢渣表面生成致密沉淀物，有效提升了体积稳定性；PVA处理则能在钢渣表面形成网状有机包覆层，明显改善钢渣的吸水性与沥青的黏附性。基于这两种改性钢渣制备的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及抗飞散性均显著优于基于仅经自然陈化的钢渣制备的。【结论】本研究从宏观、微观视角，揭示了预处理可通过 “表面改性 -界面强化 ”机制提升钢渣性能，并验证了钢渣沥青混合料具有优良的路用性能，为钢渣在沥青路面中的规模化、资源化利用提供了理论依据与技术支撑。
【目的】针对钢渣作为沥青混合料集料时存在的体积安定性不良、界面水稳定性差两大技术瓶颈，本研究旨在探寻有效的预处理工艺，以推动钢渣在道路工程中的高效资源化利用。【方法】本研究采用自然陈化、蒸汽处理、乙酸浸泡、草酸改性、聚乙烯醇 （polyvinyl alcohol，PVA）处理 5种工艺对钢渣进行预处理；采用浸水膨胀、冻融循环质量损失等宏观测试与微观分析，系统评价预处理效果；进而以改性钢渣制备 SMA -13沥青混合料，并检验其路用性能。【结果】草酸改性可显著降低钢渣的浸水膨胀率与冻融循环质量损失，扫描电子显微镜 （scanning electron microscope，SEM）分析表明钢渣表面生成致密沉淀物，有效提升了体积稳定性；PVA处理则能在钢渣表面形成网状有机包覆层，明显改善钢渣的吸水性与沥青的黏附性。基于这两种改性钢渣制备的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及抗飞散性均显著优于基于仅经自然陈化的钢渣制备的。【结论】本研究从宏观、微观视角，揭示了预处理可通过 “表面改性 -界面强化 ”机制提升钢渣性能，并验证了钢渣沥青混合料具有优良的路用性能，为钢渣在沥青路面中的规模化、资源化利用提供了理论依据与技术支撑。
2026,23(2):69-78
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260129002
摘要：
【目的】在道路行驶中，胎-水-路耦合作用下的路面抗滑性能对行车安全至关重要，这是当前道路工程领域关注的重点。本研究旨在实现复杂胎 -水-路耦合工况下路面抗滑性能的模拟与检测。【方法】本研究基于流体力学理论，利用伯努利方程和连续性方程构建胎 -水-路耦合作用模型，创新路表动态走水测试系统及评价方法，并研发配套试验设备。以路表等效走水半径为核心指标，在小汽车常规胎压为 0.25 MPa±0.02 MPa的动载条件下，对AC-13、GAC -13和SMA -13三种混合料进行测试。【结果】SMA -13、GAC -13、AC-13的抗滑性能依次降低，与构造深度及摆值测试结果一致；路表构造越丰富，越能缓解胎压升高的负面影响，如路表等效走水半径下降幅度从 AC-13的27%变为 SMA -13的24.7%。【结论】本研究可为路面抗滑设计提供新的理论依据和测试手段。
【目的】在道路行驶中，胎-水-路耦合作用下的路面抗滑性能对行车安全至关重要，这是当前道路工程领域关注的重点。本研究旨在实现复杂胎 -水-路耦合工况下路面抗滑性能的模拟与检测。【方法】本研究基于流体力学理论，利用伯努利方程和连续性方程构建胎 -水-路耦合作用模型，创新路表动态走水测试系统及评价方法，并研发配套试验设备。以路表等效走水半径为核心指标，在小汽车常规胎压为 0.25 MPa±0.02 MPa的动载条件下，对AC-13、GAC -13和SMA -13三种混合料进行测试。【结果】SMA -13、GAC -13、AC-13的抗滑性能依次降低，与构造深度及摆值测试结果一致；路表构造越丰富，越能缓解胎压升高的负面影响，如路表等效走水半径下降幅度从 AC-13的27%变为 SMA -13的24.7%。【结论】本研究可为路面抗滑设计提供新的理论依据和测试手段。
2026,23(2):79-88
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251207001
摘要：
【目的】研究地聚物与乳化沥青的交互作用对混合料配合比设计及路用性能的影响，为提升冷再生混合料的性能提供参考。【方法】首先，采用响应面设计法对地聚物 -乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计，以粉煤灰 /矿渣含量、乳化沥青含量和碱激发剂含量作为主要因素，以冷再生混合料的 28 d的劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变为响应变量，综合模拟出 3D模型并进行响应面分析。然后，研究地聚物 -乳化沥青的交互作用对冷再生混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。【结果】粉煤灰 /矿渣含量、碱激发剂含量、乳化沥青含量 3因素对混合料 28 d的劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变的影响存在明显的交互作用，且根据响应面分析并考虑经济适用性，最终确定适宜的掺量为 4%地聚物和 4%乳化沥青。相比于单独含有地聚物或乳化沥青的混合料，地聚物 -乳化沥青复合冷再生混合料的高温稳定性、低温抗拉强度以及水稳定性都处于二者的之间，且低温抗裂强度最大。整体而言，冷再生混合料的高温稳定性、水稳定性随着乳化沥青含量的增加而降低；低温抗裂性随着乳化沥青含量的提高而增强。【结论】地聚物 -乳化沥青复合冷再生混合料的性能兼顾柔性混合料和半刚性混合料的特征，其中地聚物与乳化沥青存在显著的交互作用，在合适的组成下具有应用于沥青路面结构中的潜力。
【目的】研究地聚物与乳化沥青的交互作用对混合料配合比设计及路用性能的影响，为提升冷再生混合料的性能提供参考。【方法】首先，采用响应面设计法对地聚物 -乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计，以粉煤灰 /矿渣含量、乳化沥青含量和碱激发剂含量作为主要因素，以冷再生混合料的 28 d的劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变为响应变量，综合模拟出 3D模型并进行响应面分析。然后，研究地聚物 -乳化沥青的交互作用对冷再生混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。【结果】粉煤灰 /矿渣含量、碱激发剂含量、乳化沥青含量 3因素对混合料 28 d的劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变的影响存在明显的交互作用，且根据响应面分析并考虑经济适用性，最终确定适宜的掺量为 4%地聚物和 4%乳化沥青。相比于单独含有地聚物或乳化沥青的混合料，地聚物 -乳化沥青复合冷再生混合料的高温稳定性、低温抗拉强度以及水稳定性都处于二者的之间，且低温抗裂强度最大。整体而言，冷再生混合料的高温稳定性、水稳定性随着乳化沥青含量的增加而降低；低温抗裂性随着乳化沥青含量的提高而增强。【结论】地聚物 -乳化沥青复合冷再生混合料的性能兼顾柔性混合料和半刚性混合料的特征，其中地聚物与乳化沥青存在显著的交互作用，在合适的组成下具有应用于沥青路面结构中的潜力。
2026,23(2):89-100
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251110001
摘要：
【目的】在环境与资源的约束下，道路废旧沥青混合料 （reclaimed asphalt pavement，RAP）已广泛应用于众多改扩建再生项目。然而，与传统新铺沥青路面相比，这些再生路面更容易出现开裂隐患，其长期服役性能也会受到影响。针对热再生沥青路面易开裂且自愈合行为尚不明确的问题，本研究旨在通过引入微波加热技术，量化探究其开裂损伤的自愈合性能，以明确关键影响因素与作用机制，为提升再生路面的耐久性提供技术依据。【方法】本研究设计了 3组再生沥青混合料组及 1组新拌基质沥青混合料组，系统分析了微波加热时长、拌和时间及旧料老化程度对再生沥青混合料自愈性能的影响，并将其与传统新拌基质沥青混合料组的自愈结果进行了对比。【结果】再生沥青混合料虽具备自愈能力，但达到与新料相近的自愈率需更长的微波加热时间与更高的愈合温度。同时，新旧沥青融合度与旧沥青老化属性亦显著影响自愈行为。在短期微波作用下，融合不充分或掺入的旧料老化程度更严重，自愈过程主要依靠较软的新质沥青部分，这部分在微波加热下被激活软化，发挥了良好的愈合作用；而在长期微波加热下，新旧沥青均能被充分软化，3组再生组的自愈率为 80%~91%，接近新料水平，但须注意局部沥青软化与松散风险。【结论】微波加热技术可有效促进再生沥青路面裂缝愈合，但其自愈行为受新旧沥青融合度、旧沥青属性及微波加热时长共同影响。在实际应用中，应合理选用微波加热时长，以平衡其自愈效果与松散鼓胀风险。
【目的】在环境与资源的约束下，道路废旧沥青混合料 （reclaimed asphalt pavement，RAP）已广泛应用于众多改扩建再生项目。然而，与传统新铺沥青路面相比，这些再生路面更容易出现开裂隐患，其长期服役性能也会受到影响。针对热再生沥青路面易开裂且自愈合行为尚不明确的问题，本研究旨在通过引入微波加热技术，量化探究其开裂损伤的自愈合性能，以明确关键影响因素与作用机制，为提升再生路面的耐久性提供技术依据。【方法】本研究设计了 3组再生沥青混合料组及 1组新拌基质沥青混合料组，系统分析了微波加热时长、拌和时间及旧料老化程度对再生沥青混合料自愈性能的影响，并将其与传统新拌基质沥青混合料组的自愈结果进行了对比。【结果】再生沥青混合料虽具备自愈能力，但达到与新料相近的自愈率需更长的微波加热时间与更高的愈合温度。同时，新旧沥青融合度与旧沥青老化属性亦显著影响自愈行为。在短期微波作用下，融合不充分或掺入的旧料老化程度更严重，自愈过程主要依靠较软的新质沥青部分，这部分在微波加热下被激活软化，发挥了良好的愈合作用；而在长期微波加热下，新旧沥青均能被充分软化，3组再生组的自愈率为 80%~91%，接近新料水平，但须注意局部沥青软化与松散风险。【结论】微波加热技术可有效促进再生沥青路面裂缝愈合，但其自愈行为受新旧沥青融合度、旧沥青属性及微波加热时长共同影响。在实际应用中，应合理选用微波加热时长，以平衡其自愈效果与松散鼓胀风险。
2026,23(2):101-115
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251211001
摘要：
【目的】从分子层面揭示生物质衍生油 （后文简称“生物油” ）对沥青自愈合性能的影响机理。【方法】采用Materials Studio 软件，基于四组分模型构建了基质沥青、废食用油改性沥青及椰子油改性沥青的分子模型，并通过密度、内聚能密度和溶解度参数验证了模型的合理性。随后，建立了 3种沥青的自愈合模型，在4种温度、1 atm及NPT系综条件下进行了 200 ps的分子动力学模拟。基于模拟结果，采用密度与扩散系数评价了沥青的愈合性能，并依据 Arrhenius 方程计算了愈合反应的活化能与频率因子。【结果】废食用油对沥青扩散系数的提升效果很明显，提升幅度为 32.79%~77.03%，而椰子油对沥青扩散系数的提升幅度仅为15.22%~44.59%。生物油的加入会略微增大沥青缩合反应的活化能，废食用油和椰子油分别使活化能增加了10.36%和13.52%。同时，废食用油和椰子油均显著增大了自愈合反应的频率因子，相应的增幅分别达到了219.44%和150.25%。这表明，生物油的核心作用是极大地提升了自愈合反应速率。【结论】本研究从分子层面阐明了生物油改善沥青自愈合性能的关键机制 ——生物油分子的掺入能有效破坏沥青质的聚集状态，为其他组分提供扩散通道，从而显著提升沥青体系的分子扩散能力与自愈合速率。
【目的】从分子层面揭示生物质衍生油 （后文简称“生物油” ）对沥青自愈合性能的影响机理。【方法】采用Materials Studio 软件，基于四组分模型构建了基质沥青、废食用油改性沥青及椰子油改性沥青的分子模型，并通过密度、内聚能密度和溶解度参数验证了模型的合理性。随后，建立了 3种沥青的自愈合模型，在4种温度、1 atm及NPT系综条件下进行了 200 ps的分子动力学模拟。基于模拟结果，采用密度与扩散系数评价了沥青的愈合性能，并依据 Arrhenius 方程计算了愈合反应的活化能与频率因子。【结果】废食用油对沥青扩散系数的提升效果很明显，提升幅度为 32.79%~77.03%，而椰子油对沥青扩散系数的提升幅度仅为15.22%~44.59%。生物油的加入会略微增大沥青缩合反应的活化能，废食用油和椰子油分别使活化能增加了10.36%和13.52%。同时，废食用油和椰子油均显著增大了自愈合反应的频率因子，相应的增幅分别达到了219.44%和150.25%。这表明，生物油的核心作用是极大地提升了自愈合反应速率。【结论】本研究从分子层面阐明了生物油改善沥青自愈合性能的关键机制 ——生物油分子的掺入能有效破坏沥青质的聚集状态，为其他组分提供扩散通道，从而显著提升沥青体系的分子扩散能力与自愈合速率。
2026,23(2):116-130
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251128001
摘要：
【目的】研究沥青拌合站回收粉流态填筑材料胶凝组分配比优化问题。【方法】基于响应曲面法 （Box-Behnken 设计）分析水泥掺量、粉煤灰掺量和矿渣粉掺量对材料工作性能 （流动度、泌水率）与力学性能 （7 d、28 d抗压强度 ）的影响规律，并通过 X射线衍射 （X-ray diffraction，XRD）、红外光谱 （infrared spectroscopy，IR）、扫描电子显微镜 （scanning electron microscope，SEM）等微观测试揭示其水化机理。【结果】流动度主要受粉煤灰掺量影响，水泥掺量与矿渣粉掺量次之；水泥掺量 -粉煤灰掺量交互作用在中低掺量时显著提升流动性；泌水率与水泥掺量呈非线性关系，在水泥掺量为 6%、粉煤灰掺量为 5%时最低；矿渣粉掺量对抗压强度贡献最大，其与粉煤灰掺量、水泥掺量的交互作用显著。在胶凝组分优化配比 （m水泥︰m粉煤灰︰m矿渣粉=33∶26∶41）下，模型预测误差小于 5%，最优配比为 m回收粉︰m水泥︰m粉煤灰︰m矿渣粉=100∶7.28∶5.78∶8.99、水固比 0.39、减水剂掺量为1.7%。综合性能指标为流动度 209 mm、泌水率 3.93%、7 d抗压强度 3.34 MPa、28 d抗压强度 7.88 MPa。回收粉流态填筑材料的水化产物以 C-S-H凝胶为主，粉煤灰与矿渣粉的火山灰效应促进了 C-S-H凝胶的生成。【结论】该配比兼具环保性与工程适用性，可为回收粉流态填筑材料设计提供试验技术支持。
【目的】研究沥青拌合站回收粉流态填筑材料胶凝组分配比优化问题。【方法】基于响应曲面法 （Box-Behnken 设计）分析水泥掺量、粉煤灰掺量和矿渣粉掺量对材料工作性能 （流动度、泌水率）与力学性能 （7 d、28 d抗压强度 ）的影响规律，并通过 X射线衍射 （X-ray diffraction，XRD）、红外光谱 （infrared spectroscopy，IR）、扫描电子显微镜 （scanning electron microscope，SEM）等微观测试揭示其水化机理。【结果】流动度主要受粉煤灰掺量影响，水泥掺量与矿渣粉掺量次之；水泥掺量 -粉煤灰掺量交互作用在中低掺量时显著提升流动性；泌水率与水泥掺量呈非线性关系，在水泥掺量为 6%、粉煤灰掺量为 5%时最低；矿渣粉掺量对抗压强度贡献最大，其与粉煤灰掺量、水泥掺量的交互作用显著。在胶凝组分优化配比 （m水泥︰m粉煤灰︰m矿渣粉=33∶26∶41）下，模型预测误差小于 5%，最优配比为 m回收粉︰m水泥︰m粉煤灰︰m矿渣粉=100∶7.28∶5.78∶8.99、水固比 0.39、减水剂掺量为1.7%。综合性能指标为流动度 209 mm、泌水率 3.93%、7 d抗压强度 3.34 MPa、28 d抗压强度 7.88 MPa。回收粉流态填筑材料的水化产物以 C-S-H凝胶为主，粉煤灰与矿渣粉的火山灰效应促进了 C-S-H凝胶的生成。【结论】该配比兼具环保性与工程适用性，可为回收粉流态填筑材料设计提供试验技术支持。
2026,23(2):131-141
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260123001
摘要：
【目的】针对早期路面病害中普遍存在的水损害及其对路面寿命和服役性能的显著制约，本研究旨在通过分析新旧沥青混融程度对厂拌热再生沥青混合料 （recycled hot -mix asphalt mixture，RHAM）水稳定性的影响，为优化再生沥青混合料设计与应用提供依据。【方法】首先，采用傅里叶变换红外光谱 （Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）定量分析热拌过程中新旧沥青的混融程度；然后，利用动态剪切流变仪（dynamic shear rheometer，DSR）对FTIR结果进行验证；最后，通过冻融循环试验评价不同混融程度下混合料的空隙率、冻融劈裂抗拉强度 （indirect tensile strength，ITS）、冻融劈裂抗拉强度比 （tensile strength ratio，TSR）。在此基础上，建立新旧沥青混融程度与 RHAM水稳定性之间的关系。【结果】延长拌和时间和降低沥青路面回收料（reclaimed asphalt pavement，RAP）掺量均可有效提高新旧沥青的混融程度，进而改善混合料的水稳定性。当混融程度超过 81.6%时，随着冻融循环次数的增加，RHAM空隙率增幅减小；而在低混融程度条件下，冻融作用导致空隙率显著增大，TSR和水稳定性显著下降。【结论】新旧沥青的混融程度是影响厂拌热再生沥青混合料水稳定性的关键因素，较高的混融程度可显著提升混合料的抗水损害能力。本研究为再生沥青混合料的配比设计与工艺控制提供了理论依据，有助于延长路面服役寿命，并提升其使用性能。
【目的】针对早期路面病害中普遍存在的水损害及其对路面寿命和服役性能的显著制约，本研究旨在通过分析新旧沥青混融程度对厂拌热再生沥青混合料 （recycled hot -mix asphalt mixture，RHAM）水稳定性的影响，为优化再生沥青混合料设计与应用提供依据。【方法】首先，采用傅里叶变换红外光谱 （Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）定量分析热拌过程中新旧沥青的混融程度；然后，利用动态剪切流变仪（dynamic shear rheometer，DSR）对FTIR结果进行验证；最后，通过冻融循环试验评价不同混融程度下混合料的空隙率、冻融劈裂抗拉强度 （indirect tensile strength，ITS）、冻融劈裂抗拉强度比 （tensile strength ratio，TSR）。在此基础上，建立新旧沥青混融程度与 RHAM水稳定性之间的关系。【结果】延长拌和时间和降低沥青路面回收料（reclaimed asphalt pavement，RAP）掺量均可有效提高新旧沥青的混融程度，进而改善混合料的水稳定性。当混融程度超过 81.6%时，随着冻融循环次数的增加，RHAM空隙率增幅减小；而在低混融程度条件下，冻融作用导致空隙率显著增大，TSR和水稳定性显著下降。【结论】新旧沥青的混融程度是影响厂拌热再生沥青混合料水稳定性的关键因素，较高的混融程度可显著提升混合料的抗水损害能力。本研究为再生沥青混合料的配比设计与工艺控制提供了理论依据，有助于延长路面服役寿命，并提升其使用性能。
2026,23(2):142-151
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250312001
摘要：
【目的】揭示硫酸盐与铬盐耦合侵蚀下混凝土的力学性能及微观结构的劣化机制，为严酷服役环境下混凝土结构的耐久性设计与防护提供理论依据。【方法】依据实体工程环境配制含不同质量分数的硫酸根、不同质量浓度的三价铬及六价铬的耦合侵蚀溶液，通过干湿循环模拟侵蚀过程，对混凝土开展抗压强度耐蚀系数和氯离子迁移系数研究，使用扫描电子显微镜观测微观形貌，使用 X射线衍射仪分析腐蚀产物。【结果】相对于标养条件，混凝土在硫酸盐和铬盐耦合侵蚀下经 90次干湿循环后的抗压强度下降 4.2%~15.1%，氯离子迁移系数上升 69.2%~384.6%。分析结果表明，硫酸盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变化幅度均较大，而铬盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变化幅度均较小。在硫酸盐侵蚀前期，钙矾石和石膏不断生成并填充孔隙；在硫酸盐侵蚀后期，Ca（OH）?和水化硅酸钙凝胶被消耗，同时钙矾石分解成石膏。硫酸盐、铬盐的渗透深度与腐蚀产物含量均随干湿循环次数的增加而显著上升。【结论】在硫酸盐 -铬盐耦合侵蚀环境下，硫酸盐通过钙矾石 -石膏的膨胀反应主导混凝土的劣化；铬盐未影响硫酸盐的反应产物的形态，其对混凝土性能的影响可忽略；在硫酸盐、铬盐两者共存时，未发现明显的相互促进或抑制作用。干湿循环加速了离子迁移与孔隙结构的破坏，从而进一步削弱了混凝土的耐久性。因此，对于硫酸盐 -铬盐耦合侵蚀环境下的混凝土工程，应做好对干湿交替区的硫酸盐侵蚀的防控措施，以延长混凝土的服役寿命。
【目的】揭示硫酸盐与铬盐耦合侵蚀下混凝土的力学性能及微观结构的劣化机制，为严酷服役环境下混凝土结构的耐久性设计与防护提供理论依据。【方法】依据实体工程环境配制含不同质量分数的硫酸根、不同质量浓度的三价铬及六价铬的耦合侵蚀溶液，通过干湿循环模拟侵蚀过程，对混凝土开展抗压强度耐蚀系数和氯离子迁移系数研究，使用扫描电子显微镜观测微观形貌，使用 X射线衍射仪分析腐蚀产物。【结果】相对于标养条件，混凝土在硫酸盐和铬盐耦合侵蚀下经 90次干湿循环后的抗压强度下降 4.2%~15.1%，氯离子迁移系数上升 69.2%~384.6%。分析结果表明，硫酸盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变化幅度均较大，而铬盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变化幅度均较小。在硫酸盐侵蚀前期，钙矾石和石膏不断生成并填充孔隙；在硫酸盐侵蚀后期，Ca（OH）?和水化硅酸钙凝胶被消耗，同时钙矾石分解成石膏。硫酸盐、铬盐的渗透深度与腐蚀产物含量均随干湿循环次数的增加而显著上升。【结论】在硫酸盐 -铬盐耦合侵蚀环境下，硫酸盐通过钙矾石 -石膏的膨胀反应主导混凝土的劣化；铬盐未影响硫酸盐的反应产物的形态，其对混凝土性能的影响可忽略；在硫酸盐、铬盐两者共存时，未发现明显的相互促进或抑制作用。干湿循环加速了离子迁移与孔隙结构的破坏，从而进一步削弱了混凝土的耐久性。因此，对于硫酸盐 -铬盐耦合侵蚀环境下的混凝土工程，应做好对干湿交替区的硫酸盐侵蚀的防控措施，以延长混凝土的服役寿命。
2026,23(2):152-165
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20260131002
摘要：
随着低空经济的快速发展，无人机与地面车辆协同配送模式成为解决物流 “最后一公里 ”瓶颈的关键路径。本文系统梳理了空地协同系统的概念界定、典型应用场景与运行模式，提出“时间 -空间 -任务”三维耦合是空地协同问题的核心需求。空地协同系统可归纳为车载起降、固定交接点与动态交汇三种运行模式，模型的建立经历从机理基准到动态鲁棒的四个层次。求解方法从精确方法转向以可行性保证为核心的混合优化框架，包括数学分解、元启发式与学习驱动方法的融合应用。当前研究存在空域监管约束内生化不足、复杂环境适应性弱和工程可部署性差等挑战。未来，需通过分层一体化建模、容量与拥堵效应内生化，以及鲁棒与在线优化机制，推动空地协同系统从理论最优走向稳定可运行，实现其规模化、可持续应用。
随着低空经济的快速发展，无人机与地面车辆协同配送模式成为解决物流 “最后一公里 ”瓶颈的关键路径。本文系统梳理了空地协同系统的概念界定、典型应用场景与运行模式，提出“时间 -空间 -任务”三维耦合是空地协同问题的核心需求。空地协同系统可归纳为车载起降、固定交接点与动态交汇三种运行模式，模型的建立经历从机理基准到动态鲁棒的四个层次。求解方法从精确方法转向以可行性保证为核心的混合优化框架，包括数学分解、元启发式与学习驱动方法的融合应用。当前研究存在空域监管约束内生化不足、复杂环境适应性弱和工程可部署性差等挑战。未来，需通过分层一体化建模、容量与拥堵效应内生化，以及鲁棒与在线优化机制，推动空地协同系统从理论最优走向稳定可运行，实现其规模化、可持续应用。
2026,23(2):166-176
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20250917001
摘要：
【目的】自动驾驶汽车 （automated vehicle，AV）的快速发展在提升交通安全潜力的同时，也带来了人机混合环境下的新型交互风险，其中之一便是人类驾驶车辆 （human -driven vehicle，HDV）对AV的欺凌行为。现有研究多聚焦于欺凌行为的外在表现，而缺乏对心理机制的深入探讨。为此，本文旨在解析 HDV驾驶员对AV产生欺凌行为意向的心理认知路径，并评估车车 （vehicle -to-vehicle，V2V）通信技术作为干预手段的有效性。【方法】以计划行为理论 （theory of planned behavior，TPB）为基础，构建包含态度、主观规范与感知行为控制的欺凌行为心理模型，并引入 V2V信息交互作为外部干预变量。研究选取无信号灯交叉路口为典型场景，通过对中国长沙地区驾驶员进行问卷调查 （有效样本数 N=407），采用结构方程模型 （structural equation model，SEM）进行假设检验与路径分析。【结果】模型拟合良好，结果显示：感知行为控制、主观规范与态度均对欺凌意向具有显著影响；年轻驾驶员及驾龄较长者表现出更强的欺凌倾向；V2V通信技术可有效抑制欺凌意向，且在女性、年长及经验丰富的驾驶员中效果更为显著。【结论】本文创新性地构建并验证了 TPB框架下HDV驾驶员对 AV实施欺凌行为的心理机制模型，并将 V2V通信技术作为行为干预变量纳入分析，为AV人机交互设计与针对性防控策略提供了实证依据。
【目的】自动驾驶汽车 （automated vehicle，AV）的快速发展在提升交通安全潜力的同时，也带来了人机混合环境下的新型交互风险，其中之一便是人类驾驶车辆 （human -driven vehicle，HDV）对AV的欺凌行为。现有研究多聚焦于欺凌行为的外在表现，而缺乏对心理机制的深入探讨。为此，本文旨在解析 HDV驾驶员对AV产生欺凌行为意向的心理认知路径，并评估车车 （vehicle -to-vehicle，V2V）通信技术作为干预手段的有效性。【方法】以计划行为理论 （theory of planned behavior，TPB）为基础，构建包含态度、主观规范与感知行为控制的欺凌行为心理模型，并引入 V2V信息交互作为外部干预变量。研究选取无信号灯交叉路口为典型场景，通过对中国长沙地区驾驶员进行问卷调查 （有效样本数 N=407），采用结构方程模型 （structural equation model，SEM）进行假设检验与路径分析。【结果】模型拟合良好，结果显示：感知行为控制、主观规范与态度均对欺凌意向具有显著影响；年轻驾驶员及驾龄较长者表现出更强的欺凌倾向；V2V通信技术可有效抑制欺凌意向，且在女性、年长及经验丰富的驾驶员中效果更为显著。【结论】本文创新性地构建并验证了 TPB框架下HDV驾驶员对 AV实施欺凌行为的心理机制模型，并将 V2V通信技术作为行为干预变量纳入分析，为AV人机交互设计与针对性防控策略提供了实证依据。
2026,23(2):177-190
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20251017001
摘要：
【目的】分析绿色技术效率不确定性在不同供应链权力结构下对绿色供应链决策的影响，探索制造商与零售商博弈关系对绿色水平和价格策略的作用机制。【方法】在技术效率不确定性的情况下，构建制造商主导零售商为跟随者 （manufacturer -leader -retailer，MLR）、零售商主导制造商为跟随者 （retailer -leader -manufacturer，RLM）、制造商和零售商权力对等 （manufacturer -onpar -retailer，MOR）、集中决策 （centralized，C）4种供应链权力结构下制造商和零售商的博弈模型，分别采用 Stackelberg 博弈和 Nash博弈方法，分析各权力结构下的最优决策解，并通过数值仿真对比不同结构下技术效率的不确定性对绿色水平与价格的影响。【结果】技术效率均值的提高有助于提升绿色水平，但不同权力结构下定价策略存在差异；MOR权力结构更具绿色投入优势和抗风险能力；在波动性增强时，C权力结构与 MOR权力结构表现出更强的稳定性。【结论】绿色技术效率的不确定性与供应链权力结构共同影响绿色供应链决策。研究结果可为企业选择适宜的合作结构和制定绿色战略提供参考，也为政策制定者提供理论支持。
【目的】分析绿色技术效率不确定性在不同供应链权力结构下对绿色供应链决策的影响，探索制造商与零售商博弈关系对绿色水平和价格策略的作用机制。【方法】在技术效率不确定性的情况下，构建制造商主导零售商为跟随者 （manufacturer -leader -retailer，MLR）、零售商主导制造商为跟随者 （retailer -leader -manufacturer，RLM）、制造商和零售商权力对等 （manufacturer -onpar -retailer，MOR）、集中决策 （centralized，C）4种供应链权力结构下制造商和零售商的博弈模型，分别采用 Stackelberg 博弈和 Nash博弈方法，分析各权力结构下的最优决策解，并通过数值仿真对比不同结构下技术效率的不确定性对绿色水平与价格的影响。【结果】技术效率均值的提高有助于提升绿色水平，但不同权力结构下定价策略存在差异；MOR权力结构更具绿色投入优势和抗风险能力；在波动性增强时，C权力结构与 MOR权力结构表现出更强的稳定性。【结论】绿色技术效率的不确定性与供应链权力结构共同影响绿色供应链决策。研究结果可为企业选择适宜的合作结构和制定绿色战略提供参考，也为政策制定者提供理论支持。
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2023,20(4):64-75
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20221124001
摘要：
【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下，其主要超标污染物为总氮和总磷，通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷，为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程，耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷，重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明：2020年，大通湖流域土壤侵蚀总量为4 804.8 t，平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km2·a)，吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t，对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为：林地、耕地、建设用地；按行政区域划分，茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重；按流域划分，五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主，耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源，对于吸附态氮、磷流失较大的区域，可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施，减少土壤流失量，降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。
【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下，其主要超标污染物为总氮和总磷，通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷，为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程，耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷，重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明：2020年，大通湖流域土壤侵蚀总量为4 804.8 t，平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km2·a)，吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t，对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为：林地、耕地、建设用地；按行政区域划分，茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重；按流域划分，五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主，耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源，对于吸附态氮、磷流失较大的区域，可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施，减少土壤流失量，降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。
2023,20(6):109-118
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230524001
摘要：
【目的】为了满足用户对低能耗、轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化需求，搭建了一种“互联网+”轿厢模块化结构变异设计框架。【方法】首先，在B/S架构下，采用Vue技术开发用户自定义设计数据采集前端，获取用户定制化设计需求，并通过Springboot技术开发模块化结构变异设计后端，搭建前后端分离的Web框架，实现前后端数据的双向绑定。其次，在后端引入一种考虑应力约束的高比刚度拓扑优化设计方法，以轿厢结构强度和体积分数为用户自定义约束条件，以轿厢模块化结构刚度最大化为优化目标，采用移动渐进线优化算法为求解器，驱动轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化变异设计。然后，在优化方法中引入Heaviside函数，以保证设计结果具有清晰的几何边界。最后，以某型背包电梯轿厢架为例，在用户自定义界面设定轿厢结构的几何与力学边界参数，开展创新型轻量化轿厢架结构的变异设计，并对其进行有限元仿真分析。【结果】在给定设计需求的前提下，结构变异过程稳定、收敛性强，所设计的结构几何边界清晰；在相同的力学边界条件并满足材料的2倍最小安全系数条件下，所设计的轿厢架结构的质量比原有结构的下降了16.09%，其结构变形满足实际应用需求，其比刚度得到了显著提升，验证了所搭建结构变异设计框架的有效性。【结论】所搭建的设计框架能在保证结构强度的前提下提高结构的比刚度，可有效应用于轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化设计，缩短了轿厢模块化结构的设计周期，丰富了轿厢模块化结构的设计手段。
【目的】为了满足用户对低能耗、轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化需求，搭建了一种“互联网+”轿厢模块化结构变异设计框架。【方法】首先，在B/S架构下，采用Vue技术开发用户自定义设计数据采集前端，获取用户定制化设计需求，并通过Springboot技术开发模块化结构变异设计后端，搭建前后端分离的Web框架，实现前后端数据的双向绑定。其次，在后端引入一种考虑应力约束的高比刚度拓扑优化设计方法，以轿厢结构强度和体积分数为用户自定义约束条件，以轿厢模块化结构刚度最大化为优化目标，采用移动渐进线优化算法为求解器，驱动轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化变异设计。然后，在优化方法中引入Heaviside函数，以保证设计结果具有清晰的几何边界。最后，以某型背包电梯轿厢架为例，在用户自定义界面设定轿厢结构的几何与力学边界参数，开展创新型轻量化轿厢架结构的变异设计，并对其进行有限元仿真分析。【结果】在给定设计需求的前提下，结构变异过程稳定、收敛性强，所设计的结构几何边界清晰；在相同的力学边界条件并满足材料的2倍最小安全系数条件下，所设计的轿厢架结构的质量比原有结构的下降了16.09%，其结构变形满足实际应用需求，其比刚度得到了显著提升，验证了所搭建结构变异设计框架的有效性。【结论】所搭建的设计框架能在保证结构强度的前提下提高结构的比刚度，可有效应用于轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化设计，缩短了轿厢模块化结构的设计周期，丰富了轿厢模块化结构的设计手段。
2023,20(5):1-24
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231008002
摘要：
地聚物是近年来发展起来的一种新型无机胶凝材料，其不仅实现了工业固废的资源再利用，还减少了能源消耗及温室气体排放，被认为是有潜力替代普通硅酸盐水泥的一种绿色胶凝材料。针对地聚物混凝土的耐久性问题，从耐化学侵蚀性（耐盐和耐酸）、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗冻性4个方面对比总结了地聚物混凝土和硅酸盐水泥混凝土的耐久性能。研究发现，与硅酸盐水泥混凝土相比，地聚物混凝土有着更优异的耐化学侵蚀性、抗氯离子渗透性以及抗冻性，但有着稍低的抗碳化性能。然而，因地聚物原材料的多样性，各体系地聚物混凝土的微观结构、力学特性及劣化机理有所差异，致使其耐久性也存在较大区别。在环境的侵蚀下，地聚物混凝土的劣化机理主要归因于水化产物的溶解、膨胀性产物的形成、裂缝的产生以及孔隙率的增加。
地聚物是近年来发展起来的一种新型无机胶凝材料，其不仅实现了工业固废的资源再利用，还减少了能源消耗及温室气体排放，被认为是有潜力替代普通硅酸盐水泥的一种绿色胶凝材料。针对地聚物混凝土的耐久性问题，从耐化学侵蚀性（耐盐和耐酸）、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗冻性4个方面对比总结了地聚物混凝土和硅酸盐水泥混凝土的耐久性能。研究发现，与硅酸盐水泥混凝土相比，地聚物混凝土有着更优异的耐化学侵蚀性、抗氯离子渗透性以及抗冻性，但有着稍低的抗碳化性能。然而，因地聚物原材料的多样性，各体系地聚物混凝土的微观结构、力学特性及劣化机理有所差异，致使其耐久性也存在较大区别。在环境的侵蚀下，地聚物混凝土的劣化机理主要归因于水化产物的溶解、膨胀性产物的形成、裂缝的产生以及孔隙率的增加。
2022,19(3):104-121
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.011
摘要：
行波定位技术可根据系统高压交流输电线路发生故障时采集到的时间信息进行快速、准确地故障定位，由于其定位精度高，因而受到广泛的关注。首先，分别从行波信号的精确检测、高精度同步时钟技术、故障定位算法以及工程实践等方面介绍了国内外行波定位技术的发展历程；然后，介绍了单端行波定位、双端行波定位以及网络行波定位方法的工作原理及各自的优缺点，分析了传统行波定位研究尚存的主要技术问题，并提出了相应的解决思路；最后，对行波定位技术的发展前景进行展望，以期为后续的研究提供参考。
行波定位技术可根据系统高压交流输电线路发生故障时采集到的时间信息进行快速、准确地故障定位，由于其定位精度高，因而受到广泛的关注。首先，分别从行波信号的精确检测、高精度同步时钟技术、故障定位算法以及工程实践等方面介绍了国内外行波定位技术的发展历程；然后，介绍了单端行波定位、双端行波定位以及网络行波定位方法的工作原理及各自的优缺点，分析了传统行波定位研究尚存的主要技术问题，并提出了相应的解决思路；最后，对行波定位技术的发展前景进行展望，以期为后续的研究提供参考。
2023,20(6):91-99
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220417001
摘要：
【目的】论证公称最大粒径为7 mm的半开级配沥青混合料BK-7的路用性能。【方法】对BK-7混合料的矿料组成进行了设计，并在其纤维掺量为0.4%的情况下，通过谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定了SBS改性沥青的用量。同时，对9%、11%、13%三种空隙率的BK-7混合料进行了单轴贯入试验、低温弯曲试验以及浸水马歇尔稳定度试验，并将其与SMA-5、AC-5、OGFC-5沥青混合料的性能进行比较。此外，还对经过酸性溶液浸泡过的空隙率为11%的BK-7混合料进行了飞散和马歇尔试验。【结果】空隙率为9%的BK-7混合料路用性能最好，抗车辙性能最优，且低温抗裂性能和水稳定性能与SMA-5、AC-5沥青混合料的相当；空隙率为11%的BK-7混合料在pH=4的酸雨溶液中浸泡两个周期（“浸泡7 d、自然干燥1 d”为一个周期）后，其马歇尔稳定度与肯塔堡飞散损失仍能满足相应的规范要求。【结论】掺纤维且采用SBS改性沥青的空隙率为9%的BK-7沥青混合料的路用性能具有比较优势，在温度较高的华南地区有一定的工程应用价值。
【目的】论证公称最大粒径为7 mm的半开级配沥青混合料BK-7的路用性能。【方法】对BK-7混合料的矿料组成进行了设计，并在其纤维掺量为0.4%的情况下，通过谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定了SBS改性沥青的用量。同时，对9%、11%、13%三种空隙率的BK-7混合料进行了单轴贯入试验、低温弯曲试验以及浸水马歇尔稳定度试验，并将其与SMA-5、AC-5、OGFC-5沥青混合料的性能进行比较。此外，还对经过酸性溶液浸泡过的空隙率为11%的BK-7混合料进行了飞散和马歇尔试验。【结果】空隙率为9%的BK-7混合料路用性能最好，抗车辙性能最优，且低温抗裂性能和水稳定性能与SMA-5、AC-5沥青混合料的相当；空隙率为11%的BK-7混合料在pH=4的酸雨溶液中浸泡两个周期（“浸泡7 d、自然干燥1 d”为一个周期）后，其马歇尔稳定度与肯塔堡飞散损失仍能满足相应的规范要求。【结论】掺纤维且采用SBS改性沥青的空隙率为9%的BK-7沥青混合料的路用性能具有比较优势，在温度较高的华南地区有一定的工程应用价值。
2022,19(1):73-80
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.009
摘要：
【目的】利用“大数据”对城市居民出行量(OD)的预测方法进行改进，以期改善传统城市居民出行调查方法费时、费力且准确度不高的问题，同时也为城市公共交通规划与管理提供可靠的数据支持。【方法】结合手机信令数据、公交IC卡、公交 GPS以及地铁闸机数据的特点和优势，利用聚类分析等方法获取城市居 民公共交通出行的 OD 矩阵，并利用小波神经网络结合优化后的鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm-wavelet neural network，IWOA-WNN)对未来时段的出行OD矩阵进行预测。以长沙市为例，选取60 d晚高峰期间的原始数据，利用IWOA-WNN 进行预测,并结合时间序列方法进行分析。【结果】与优 化前的小波神经网络相比,IWOA-WNN 的预测结果更加贴近实际情况，精度达到了93.36%。【结论】本研究提出的数据处理及预测方法具有更高的准确度。
【目的】利用“大数据”对城市居民出行量(OD)的预测方法进行改进，以期改善传统城市居民出行调查方法费时、费力且准确度不高的问题，同时也为城市公共交通规划与管理提供可靠的数据支持。【方法】结合手机信令数据、公交IC卡、公交 GPS以及地铁闸机数据的特点和优势，利用聚类分析等方法获取城市居 民公共交通出行的 OD 矩阵，并利用小波神经网络结合优化后的鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm-wavelet neural network，IWOA-WNN)对未来时段的出行OD矩阵进行预测。以长沙市为例，选取60 d晚高峰期间的原始数据，利用IWOA-WNN 进行预测,并结合时间序列方法进行分析。【结果】与优 化前的小波神经网络相比,IWOA-WNN 的预测结果更加贴近实际情况，精度达到了93.36%。【结论】本研究提出的数据处理及预测方法具有更高的准确度。
2023,20(3):14-31
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20220913001
摘要：
近年来，锂元素资源的大量消耗以及锂资源价格的强劲上涨，导致锂离子电池的应用受到一定限制。与锂离子电池具有相同工作原理和相似电池构件的钠离子电池迎来了大好的发展机遇，引起了诸多研究人员的广泛关注。聚阴离子型化合物具有电压平台高而稳定、结构多样且稳定、Na+扩散速度快等优点，已成为钠离子电池正极材料领域的研究热点。然而，庞大的阴离子基团导致聚阴离子型化合物的电子电导率低，进而影响了其比容量和倍率性能等参数指标。在聚阴离子型材料中研究最多的是磷基聚阴离子型材料。本文综述了磷基聚阴离子型正极材料的研究现状，重点阐述了材料的晶体结构和其电化学性能之间的关系、元素掺杂和取代、碳包覆以及正极材料纳米化的改性策略等。
近年来，锂元素资源的大量消耗以及锂资源价格的强劲上涨，导致锂离子电池的应用受到一定限制。与锂离子电池具有相同工作原理和相似电池构件的钠离子电池迎来了大好的发展机遇，引起了诸多研究人员的广泛关注。聚阴离子型化合物具有电压平台高而稳定、结构多样且稳定、Na+扩散速度快等优点，已成为钠离子电池正极材料领域的研究热点。然而，庞大的阴离子基团导致聚阴离子型化合物的电子电导率低，进而影响了其比容量和倍率性能等参数指标。在聚阴离子型材料中研究最多的是磷基聚阴离子型材料。本文综述了磷基聚阴离子型正极材料的研究现状，重点阐述了材料的晶体结构和其电化学性能之间的关系、元素掺杂和取代、碳包覆以及正极材料纳米化的改性策略等。
2023,20(5):25-40
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20230410001
摘要：
【目的】利用固废设计胶凝材料替代水泥，能够减少能源和资源消耗与环境污染，并实现固废资源化利用。基于碱激发胶凝材料的反应机理及其原材料组分的作用机制，提出一种全固废碱激发胶凝材料设计方法。【方法】设计了组分为电石渣（CCR）、高炉矿渣（GGBS）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）的CGF+P系列胶凝材料，并利用净浆宏微观试验验证该设计方法。【结果】碱激发剂和高反应活性火山灰质材料对凝结时间影响显著，其含量越高，初凝时间和终凝时间越短；强度受碱激发剂与火山灰质材料的相对含量支配，高反应活性火山灰质材料含量越高早期强度越高，反之亦然。【结论】本文提出的全固废碱激发胶凝材料设计方法包括组分分类方法、组分筛选方法和组分配比设计方法，具有一定的实用价值。
【目的】利用固废设计胶凝材料替代水泥，能够减少能源和资源消耗与环境污染，并实现固废资源化利用。基于碱激发胶凝材料的反应机理及其原材料组分的作用机制，提出一种全固废碱激发胶凝材料设计方法。【方法】设计了组分为电石渣（CCR）、高炉矿渣（GGBS）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）的CGF+P系列胶凝材料，并利用净浆宏微观试验验证该设计方法。【结果】碱激发剂和高反应活性火山灰质材料对凝结时间影响显著，其含量越高，初凝时间和终凝时间越短；强度受碱激发剂与火山灰质材料的相对含量支配，高反应活性火山灰质材料含量越高早期强度越高，反之亦然。【结论】本文提出的全固废碱激发胶凝材料设计方法包括组分分类方法、组分筛选方法和组分配比设计方法，具有一定的实用价值。
2022,19(1):96-104
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.012
摘要：
【目的】探究在运输时间、中转时间、等待时间和运输货损率混合不确定条件下的绿色多式联运路径优化问题，为绿色多式联运路径决策提供理论依据。【方法】在考虑运输过程中碳排放和噪声污染的基础上, 以最小化运输成本、运输时间、碳排放量、噪声污染以及货损量为目标建立不确定条件下的绿色多式联运路径优化模型，并将其扩展为模糊机会约束模型及鲁棒优化模型来处理不确定参数。使用 MATLAB编程并调用 CPLEX对算例进行求解，得到多式联运路径优化方案。对置信水平进行灵敏度分析，并将鲁棒解与确 定条件下的最优解进行比较，验证所建模型的鲁棒性。【结果】将优化方案的计算结果与5个目标函数的最优值进行比较后发现：由模型所得最优运输方案的计算结果与各目标函数最优值之间的相对距离分别为0.0964、0.0271、0.1946、0.0184、0.0327，均接近最优值。【结论】本研究所建模型能降低多式联运的决策风险,也能为决策提供合理、有效的依据。
【目的】探究在运输时间、中转时间、等待时间和运输货损率混合不确定条件下的绿色多式联运路径优化问题，为绿色多式联运路径决策提供理论依据。【方法】在考虑运输过程中碳排放和噪声污染的基础上, 以最小化运输成本、运输时间、碳排放量、噪声污染以及货损量为目标建立不确定条件下的绿色多式联运路径优化模型，并将其扩展为模糊机会约束模型及鲁棒优化模型来处理不确定参数。使用 MATLAB编程并调用 CPLEX对算例进行求解，得到多式联运路径优化方案。对置信水平进行灵敏度分析，并将鲁棒解与确 定条件下的最优解进行比较，验证所建模型的鲁棒性。【结果】将优化方案的计算结果与5个目标函数的最优值进行比较后发现：由模型所得最优运输方案的计算结果与各目标函数最优值之间的相对距离分别为0.0964、0.0271、0.1946、0.0184、0.0327，均接近最优值。【结论】本研究所建模型能降低多式联运的决策风险,也能为决策提供合理、有效的依据。
2017(3):29-34
摘要：
为了探究当前主要采用的几种土压力理论的差异性，以黏性水平填土为例，对比分析了3种土压力理论的土压力分布及大小变化规律，并采用有限元方法分析了挡土墙截面的应力分布情况。在水平层分析法求解过程中，提出了一种求解最不利破裂角的方法，即采用插值型求导公式求解主动土压力系数 K 取极大值时的θ值。 研究结果表明，水平层分析法得到的土压力强度在形态上与实测值更为吻合，同时在一些影响挡土墙稳定性的重要参数上更接近实测值的分析结果，表明水平层分析法计算挡土墙主动土压力具有一定的优越性。
为了探究当前主要采用的几种土压力理论的差异性，以黏性水平填土为例，对比分析了3种土压力理论的土压力分布及大小变化规律，并采用有限元方法分析了挡土墙截面的应力分布情况。在水平层分析法求解过程中，提出了一种求解最不利破裂角的方法，即采用插值型求导公式求解主动土压力系数 K 取极大值时的θ值。 研究结果表明，水平层分析法得到的土压力强度在形态上与实测值更为吻合，同时在一些影响挡土墙稳定性的重要参数上更接近实测值的分析结果，表明水平层分析法计算挡土墙主动土压力具有一定的优越性。
2021,18(1):95-101
,DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.012
摘要：
针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响，本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先，建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型，并分析其嵌套情况；然后，为了减少嵌套层数，提出了一种高效的解耦策略，将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题；最后，使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题，并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明：该方法收敛迅速，能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的，对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响，本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先，建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型，并分析其嵌套情况；然后，为了减少嵌套层数，提出了一种高效的解耦策略，将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题；最后，使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题，并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明：该方法收敛迅速，能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的，对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
2022,19(1):1-11
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.001
摘要：
【目的】探讨多尺度算法在研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能方面的有效性。【方法】通过划分5个尺度区域,对5种不同级配的沥青混合料进行多尺度分析,计算不同劈裂疲劳损伤程度下的劈裂强度, 并对比分析室内试验与多尺度算法得到的劈裂强度,验证多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能的合理性。【结果】集料粒径为1.18～2.36 mm 的沥青混合料的劈裂强度有较大幅度的提升;多尺度算法与室内试验得到的劈裂强度相对误差的绝对值均在10%以内,满足工程精度要求。【结论】用多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能具有可行性,该算法在实际工程中具有一定的应用价值。
【目的】探讨多尺度算法在研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能方面的有效性。【方法】通过划分5个尺度区域,对5种不同级配的沥青混合料进行多尺度分析,计算不同劈裂疲劳损伤程度下的劈裂强度, 并对比分析室内试验与多尺度算法得到的劈裂强度,验证多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能的合理性。【结果】集料粒径为1.18～2.36 mm 的沥青混合料的劈裂强度有较大幅度的提升;多尺度算法与室内试验得到的劈裂强度相对误差的绝对值均在10%以内,满足工程精度要求。【结论】用多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能具有可行性,该算法在实际工程中具有一定的应用价值。
2022,19(3):69-77
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.007
摘要：
【目的】研究复杂环境下超大深基坑开挖变形演化规律，并对支护结构进行优化设计。【方法】依托广州地铁11号线基坑工程，利用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖工程中支护结构的水平位移及周围土体地表沉降的变化规律进行研究，并通过分析地下连续墙的厚度、嵌固深度及支撑层数对基坑变形的影响，对基坑支护结构进行优化，对优化前后支护结构的支护效果进行对比分析。【结果】各工况下基坑周围土体的地表沉降呈先增大后减小的趋势，且最大沉降发生在距基坑边缘150 m的位置；不同嵌固深度下地下连续墙水平位移的变化趋势和基坑周围土体地表沉降的变化趋势基本相同；地下连续墙厚度的改变对其水平位移和基坑周围土体地表沉降的影响不明显；支撑层数的增加可显著减小基坑地下连续墙的水平位移及周围土体的最大地表沉降；支护结构优化后，基坑开挖引起的周围土体的最大地表沉降减小了2388%，地下连续墙的最大水平位移减小了1919%。【结论】在设计同类型基坑时应重视支撑层数的选取，必要时可适当减小支护结构的厚度。
【目的】研究复杂环境下超大深基坑开挖变形演化规律，并对支护结构进行优化设计。【方法】依托广州地铁11号线基坑工程，利用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖工程中支护结构的水平位移及周围土体地表沉降的变化规律进行研究，并通过分析地下连续墙的厚度、嵌固深度及支撑层数对基坑变形的影响，对基坑支护结构进行优化，对优化前后支护结构的支护效果进行对比分析。【结果】各工况下基坑周围土体的地表沉降呈先增大后减小的趋势，且最大沉降发生在距基坑边缘150 m的位置；不同嵌固深度下地下连续墙水平位移的变化趋势和基坑周围土体地表沉降的变化趋势基本相同；地下连续墙厚度的改变对其水平位移和基坑周围土体地表沉降的影响不明显；支撑层数的增加可显著减小基坑地下连续墙的水平位移及周围土体的最大地表沉降；支护结构优化后，基坑开挖引起的周围土体的最大地表沉降减小了2388%，地下连续墙的最大水平位移减小了1919%。【结论】在设计同类型基坑时应重视支撑层数的选取，必要时可适当减小支护结构的厚度。
2022,19(4):55-63
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672?9331.2022.04.006
摘要：
【目的】探究3D打印矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土（以下简称为打印混凝土）力学性能随龄期的发展规律和其各向异性的特点。【方法】通过力学试验测试打印混凝土在不同养护龄期和沿x、y、z 3个不同加载方向的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度，并利用X?CT扫描仪测试、分析打印混凝土的微观结构，探讨打印地质聚合物混凝土力学性能的变化机理。【结果】打印混凝土3和7 d养护龄期的力学强度分别达28 d的30%和60%以上，打印混凝土具有早强特性，满足混凝土打印建造需求；养护28 d试件的立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度在各加载方向上的差异分别为3.20%~10.40%、1.53%~7.05%和5.10%~24.00%。【结论】打印混凝土强度具有一定的各向异性，其各向异性主要源于在层条堆积过程中打印混凝土内部产生的缺陷数量和缺陷的空间分布。
【目的】探究3D打印矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土（以下简称为打印混凝土）力学性能随龄期的发展规律和其各向异性的特点。【方法】通过力学试验测试打印混凝土在不同养护龄期和沿x、y、z 3个不同加载方向的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度，并利用X?CT扫描仪测试、分析打印混凝土的微观结构，探讨打印地质聚合物混凝土力学性能的变化机理。【结果】打印混凝土3和7 d养护龄期的力学强度分别达28 d的30%和60%以上，打印混凝土具有早强特性，满足混凝土打印建造需求；养护28 d试件的立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度在各加载方向上的差异分别为3.20%~10.40%、1.53%~7.05%和5.10%~24.00%。【结论】打印混凝土强度具有一定的各向异性，其各向异性主要源于在层条堆积过程中打印混凝土内部产生的缺陷数量和缺陷的空间分布。
2023,20(2):10-26
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20221214001
摘要：
【目的】阐明复杂装备故障预测内涵，指导装备主动性维修。【方法】对复杂装备故障预测研究内容、国内外研究现状以及方法体系进行调研、归纳和分析，划分并评述现有方法的适用条件和优缺点。【结果】基于知识的故障预测方法可充分利用来自相关领域专家的经验知识，但知识的获取是瓶颈问题；基于模型的故障预测方法可深入理解对象系统本质，但实际复杂装备的精确模型很难构建；数据驱动的故障预测方法依赖于大量数据，而实际应用中一些复杂装备的典型数据的获取代价很大；混合方法能克服单个预测方法的局限性，但有效的模型设计是一个难点。【结论】混合方法能更好地提高预测系统的智能性和预测性能，是复杂装备故障预测的重要发展趋势。
【目的】阐明复杂装备故障预测内涵，指导装备主动性维修。【方法】对复杂装备故障预测研究内容、国内外研究现状以及方法体系进行调研、归纳和分析，划分并评述现有方法的适用条件和优缺点。【结果】基于知识的故障预测方法可充分利用来自相关领域专家的经验知识，但知识的获取是瓶颈问题；基于模型的故障预测方法可深入理解对象系统本质，但实际复杂装备的精确模型很难构建；数据驱动的故障预测方法依赖于大量数据，而实际应用中一些复杂装备的典型数据的获取代价很大；混合方法能克服单个预测方法的局限性，但有效的模型设计是一个难点。【结论】混合方法能更好地提高预测系统的智能性和预测性能，是复杂装备故障预测的重要发展趋势。
2021,18(1):7-15
,DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.002
摘要：
现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性，在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别，因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架，结合情景分析理论，构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法，从多视角识别风险情景，应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序，筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析，结果显示：该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素，进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性，在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别，因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架，结合情景分析理论，构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法，从多视角识别风险情景，应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序，筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析，结果显示：该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素，进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
2024,21(1):59-87
,DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.20231225001
摘要：
路基是公路的主要承重结构。随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展，数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段。本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状，并主要从建筑信息模型（building information modeling，BIM）技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析。目前存在问题如下：BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段，缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法；智能压实技术理论研究薄弱，质量均匀性评价研究较少；现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响，人工干预较大；注浆加固技术没有统一的质量评价指标，大多还是凭借工程经验和理论分析来评价。因此，未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究，为路基工程智能化建养提供指引。
路基是公路的主要承重结构。随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展，数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段。本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状，并主要从建筑信息模型（building information modeling，BIM）技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析。目前存在问题如下：BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段，缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法；智能压实技术理论研究薄弱，质量均匀性评价研究较少；现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响，人工干预较大；注浆加固技术没有统一的质量评价指标，大多还是凭借工程经验和理论分析来评价。因此，未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究，为路基工程智能化建养提供指引。
2019(1):66-72
摘要：
为研究无限域和近水面水下爆炸冲击波压力特点以及近水面的物理特性,基于多物质ALE方法,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对无限域和近水面水下爆炸进行了三维数值模拟,再现了爆轰产物、水以及空气多物质介质间的相互作用过程。分析发现,在爆深不变的情况下,随着测深的减小,自由面对冲击波的影响主要体现在减小入射冲击波波形脉宽和削弱冲击波峰值压力上;相同当量炸药在自由面产生的水柱,其上升的速度随着爆深的减小而逐渐增大。定性地分析了近水面水下爆炸的密度分布情况,以及不同爆深情况下自由面水柱的形成过程。通过数值模拟研究了冲击波压力值的特性,并与经验值进行了对比,验证了计算模型具有较好的计算精度,同时三维再现了水下爆炸的复杂物理现象。
为研究无限域和近水面水下爆炸冲击波压力特点以及近水面的物理特性,基于多物质ALE方法,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对无限域和近水面水下爆炸进行了三维数值模拟,再现了爆轰产物、水以及空气多物质介质间的相互作用过程。分析发现,在爆深不变的情况下,随着测深的减小,自由面对冲击波的影响主要体现在减小入射冲击波波形脉宽和削弱冲击波峰值压力上;相同当量炸药在自由面产生的水柱,其上升的速度随着爆深的减小而逐渐增大。定性地分析了近水面水下爆炸的密度分布情况,以及不同爆深情况下自由面水柱的形成过程。通过数值模拟研究了冲击波压力值的特性,并与经验值进行了对比,验证了计算模型具有较好的计算精度,同时三维再现了水下爆炸的复杂物理现象。
2021,18(1):1-6
,DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.001
摘要：
为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响，利用ABAQUS有限元软件，建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型，分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明：传感器埋入沥青混合料梁试件后，在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象，但应力集中系数较小，最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象，其应力集中系数最大值为26.83，远高于梁试件的应力集中系数。
为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响，利用ABAQUS有限元软件，建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型，分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明：传感器埋入沥青混合料梁试件后，在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象，但应力集中系数较小，最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象，其应力集中系数最大值为26.83，远高于梁试件的应力集中系数。
2021,18(1):87-94
,DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.011
摘要：
针对桩基模型参数存在不确定性的问题，提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素，综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响，利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明：利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
针对桩基模型参数存在不确定性的问题，提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素，综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响，利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明：利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
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