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2012年  第12卷  第1期

道路与铁道工程
Effect of water content on strength of unsaturated loess
LEI Sheng-you, LI Zhi-yuan, WANG Ji-qing, LIU Zhao
摘要: Loess suction's contribution to its strength was regarded as the increment of minor principal stress.The increment was gained by analyzing the Mohr's circle geometric figure of loess ultimate stress.When loess was in ultimate state at failure, a computation method of loess strength was put forward under the condition that the cohesion and the internal friction angle synchronously changed, the relationship between the strength indexes and water content was obtained, and the relationship curves of major principal stress and water content of unsaturated loess were analyzed at failure.Computation result shows that the changing rules of computation curves and test curves for major principal stress are same, their difference becomes smaller with the increase of water content, the maximum is 11.63%, and the minimum is 1.59%, so the method is credible.With the increase of water content, when the cohesion and the internal friction angle both change, the computation value of major principal stress is larger than the value only when the cohesion changes, their relative error range is 1.26-2.17 times, which indicates that the influence of water content on the strength of unsaturated loess is significant.更多>
2012, 12(1): 1-5. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.001
摘要(769) HTML (87) PDF (994KB) (614)
水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力特性
盛燕萍, 陈拴发, 王栋, 汪林兵
摘要: 基于多孔介质弹性理论, 运用ABAQUS有限元分析软件对水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力进行了数值模拟, 计算了不同外部荷载和路面结构条件下的基层孔隙水压力分布规律。分析结果表明: 在饱水状态下, 基层孔隙水压力随面层厚度、面层模量、基层厚度与基层渗透系数的增大而减小, 随基层模量的增大而增大, 但面层和基层模量对孔隙水压力的影响不显著; 孔隙水压力随交通荷载的增大而呈线性增大, 在荷载相同时, 荷载分布越密集, 对基层孔隙水压力分布的影响越显著, 加载模式只影响孔隙水压力的消散过程; 孔隙水压力随行车速度的增大而增大, 消散过程加快。更多>
2012, 12(1): 6-12. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.002
摘要(945) HTML (148) PDF (936KB) (738)
高速公路拓宽方式对路基沉降的影响
范红英, 折学森, 边汉亮, 丁锟, 赵刘会
摘要: 为了研究高速公路拓宽方式对路基沉降的影响, 结合西潼高速公路改扩建工程, 针对单侧拓宽和双侧对称拓宽方式建立了路基沉降数值模型, 利用有限元方法分析了路基顶面沉降、差异沉降与坡脚水平位移的变化规律, 并选定试验段进行双侧对称拓宽方式下的数值模拟分析和分层总和法计算, 同时进行了路基沉降观测。分析结果表明: 拓宽相同宽度时, 双侧拓宽的旧路基中心沉降减小幅度较单侧拓宽增加15.2%;两侧各拓宽2车道时, 路基差异沉降是单侧拓宽4车道时的24.3%;随着拓宽宽度的增加, 旧路基中心沉降增量逐渐减小, 最大沉降位置在距新建路基边缘内侧3~5m处。数值模拟、分层总和法计算及现场观测最大沉降分别为18.40、18.74、16.06mm, 表明数值模拟方法可靠, 模拟结果与观测结果基本相符。更多>
2012, 12(1): 13-18. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.003
摘要(916) HTML (342) PDF (1008KB) (867)
非埋式桩板结构路基承载机制
苏谦, 王武斌, 白皓, 廖超, 赵伟
摘要: 为了研究深厚湿陷性黄土地基非埋式桩板结构路基的承载机制, 选取试验段典型断面进行元器件布置与长期观测; 考虑桩土相互作用, 依据等刚度的原则引入综合转动刚度的概念, 建立了纵、横向平面分析模型, 对非埋式桩板结构的受力与变形特性进行测试分析。实测结果表明: 结构主筋应力测试值与理论值相差10%~30%, 吻合较好, 最大值出现在托梁支座断面上侧, 为60.60MPa; 桩侧土体承受约95%的荷载, 且未产生负摩阻力; 桩板结构的荷载传递规律与传统路基不同, 桩基将荷载传递到更深的持力层, 改善了路基软弱土体部分的受力状态; 轨道结构完工半年后, 承台板顶面最大累计沉降出现在中跨跨中断面, 为1.0mm, 满足沉降控制要求。更多>
2012, 12(1): 19-24. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.004
摘要(648) HTML (112) PDF (932KB) (748)
滚石对棚洞结构的冲击动力分析
杨璐, 李士民, 吴智敏, 沈新普
摘要: 以棚洞结构为原型, 对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体, 围岩和土体为理想弹塑性材料, 混凝土为弹塑性材料, 通过ABAQUS有限元, 模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响应。分析结果表明: 在冲击角不变时, 滚石速度越大产生的位移越大, 在速度不变时, 滚石的冲击角越小产生的位移越大; 混凝土防护结构损伤最严重的地方发生在与滚石接触的区域, 其次在斜腿柱上端和同柱子连接的横梁处, 在实际工程中应加强柱子上端与横梁连接处的强度; 棚洞主要通过混凝土防护结构来吸收和消耗冲击能, 土垫层吸收和消耗冲击能很有限, 为了缓解滚石冲击对混凝土防护结构的破坏, 可在棚洞支座处增设耗能减震器。更多>
2012, 12(1): 25-30. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.005
摘要(772) HTML (158) PDF (1026KB) (714)
客运专线斜拉桥梁轨相互作用设计参数
闫斌, 戴公连, 董林育
摘要: 采用非线性弹簧模拟桥梁和轨道的相互作用, 根据相关文献的试验结果对模拟方法进行验证。以沪昆客运专线上某槽型截面独塔斜拉桥为算例, 采用大型通用有限元软件ANSYS建立了塔-索-轨-梁-墩统一的空间有限元模型, 对斜拉桥钢轨纵向力的传递规律进行了分析, 研究了纵向阻力模型、斜拉桥结构体系、温度荷载与风荷载等设计参数对钢轨纵向力的影响。分析结果表明: 钢轨纵向阻力可按理想弹塑性模型进行简化; 与漂浮体系相比, 塔梁固结可减小约30%的钢轨纵向力; 在计算钢轨伸缩力时可按照梁体升温15℃和拉索升温40℃加载; 在风速较大的地区, 风力引起的斜拉桥上钢轨纵向力可超过60kN。更多>
2012, 12(1): 31-37. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.006
摘要(958) HTML (73) PDF (950KB) (840)
载运工具运用工程
水面高速无人艇运动极短期预报技术
马伟佳, 史圣哲, 邹劲, 庞永杰, 朱凯
摘要: 采用基于时间序列的乘积季节ARIMA(求和自回归移动平均)模型以及无人艇模型规则波试验数据, 研究了水面无人艇运动极短期预报技术。采用经趋势差分和季节差分后的ARMA(自回归移动平均)模型, 运用最小信息准则和白噪声检验方法, 验证所选择的最佳模型, 并对无人艇进行了20步极短期运动预报。计算结果表明: 无人艇船模加速度、升沉、纵摇的前10步短期预报最大误差均不超过6%, 随着预测步数的增加, 误差有扩大的趋势, 加速度的后10步短期预报最大误差达到16.68%。可见, 极短期预报技术有效。更多>
2012, 12(1): 38-44. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.007
摘要(1028) HTML (152) PDF (1112KB) (706)
飞机遭遇尾涡的安全性分析
韩红蓉, 李娜, 魏志强
摘要: 分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理, 建立了飞机受扰诱导力矩计算模型; 综合考虑飞机阻尼特性、反应时间以及操纵品质等因素, 建立了飞机滚转参数计算模型; 以抖动失速作为飞机遭遇尾涡后改出过程的坡度角极限, 建立了可接受最大坡度角计算模型。采用Delphi7.0计算了给定尾涡流场条件下的飞机受扰后滚转参数和尾涡安全间隔, 分析了飞机质量、速度、高度容差以及初始坡度角对飞行安全的影响。分析结果表明: 在速度一定时, 飞机质量越大, 可接受最大坡度角越小; 在相同质量情况下, 安全间隔随速度增加而缓慢减小, 随高度容差的减小而减小, 随初始坡度角增大而增大; 安全间隔计算结果与国际民用航空组织(ICAO)标准数据之间的最大偏差是1.56%, 因此, 计算方法正确。更多>
2012, 12(1): 45-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.008
摘要(743) HTML (100) PDF (433KB) (985)
融雪剂路面上汽车制动距离计算模型
李志鹏, 彭涛, 王茜, 詹长书
摘要: 分析了汽车制动过程前、后轮受力状况, 建立了汽车制动距离与路面附着系数的数学模型。在冰雪路面和使用融雪剂路面上进行了制动试验, 应用MATLAB软件仿真计算了汽车在不同制动初速度下的制动距离。试验结果表明: 在冰雪路面上, 当汽车制动初速度分别为10.8、24.4、31.4km·h-1时, 制动距离分别为2.959、18.378、26.264m;在使用融雪剂路面上, 当汽车制动初速度分别为11.0、22.9、31.0km·h-1时, 制动距离分别为2.430、13.766、18.860m。使用融雪剂后, 附着系数明显提高, 测试制动距离减小了25%~28%, 仿真计算制动距离减小了约30%, 两者接近, 因此, 计算模型可靠。更多>
2012, 12(1): 50-54. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.009
摘要(1031) HTML (171) PDF (472KB) (782)
交通运输规划与管理
内河船舶跟驰间距模型
何良德, 姜晔, 殷兆进, 周博, 唐晖
摘要: 为研究内河船舶流特性, 基于船舶制动机理, 分析了船舶制动距离与船长、航速的相关性, 给出了制动距离的经验公式, 考虑驾驶员经验对实际制动距离的影响, 建立了船舶跟驰间距模型。结合江苏地区机动单船、顶推船队、拖驳船队3类船型实例分析, 通过与内河船舶领域长轴经验值、100t机动单船的分段线性模型结果的对比, 确定了间距模型参数。研究结果表明: 3类船型的制动距离分别与单船、船队、最大单驳长度相关, 计算长度系数分别为5.98、2.73、17.41, 前2类船型的制动距离与航速的平方成正比, 拖驳船队与航速的0.85次方成正比; 驾驶员的制动操作系数、操作指数应取0.78、2.5。更多>
2012, 12(1): 55-62. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.010
摘要(819) HTML (114) PDF (859KB) (786)
山区公路事故率与平面线形的关系
郭应时, 付锐, 袁伟, 李玉亮, 马勇, 王畅
摘要: 统计了2条山区公路的交通事故数据与平面线形数据, 采用角度变化率作为平面线形的表征参数, 对样本路段区间内的事故率与角度变化率进行回归分析, 分别计算了当前样本路段向前0.25、0.50、0.75、1.00、1.50km等多个计算区间上的平均角度变化率。对角度变化率进行二次处理, 利用最小二乘法拟合了事故率与角度变化率之间的曲线关系。分析结果表明: 路段1、2区间内的事故率与角度变化率的拟合判定系数较低, 分别为0.414 2和0.120 8;在当前样本路段向前0.50km的计算区间上, 事故率与平均角度变化率的正二次抛物线关系均最明显, 拟合判定系数分别为0.966 1和0.790 8;当平均角度变化率大约在0.002 0(°)·km-1时, 事故率最低。更多>
2012, 12(1): 63-71. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.011
摘要(840) HTML (147) PDF (1055KB) (735)
城市区域机动车排放定量评价方法
郭栋, 高松, 邹广德, 谭德荣, 王晓原, 邵金菊
摘要: 搭建了机动车车载排放测试平台, 获取了实际排放数据。对轻型车比功率进行了分区, 得到了3种排放污染物的质量排放率。基于OD数据反推, 将速度和加速度作为输入参数, 采用排放模型和交通仿真模型, 计算了城市区域的机动车排放总量与排放比例。计算结果表明: 在晚高峰时段, CO、HC、NOx3种排放污染物的小时排放量分别为163.364 7、19.453 9、77.701 8kg; 轻型车、中型车和公交车的CO排放比例分别为65.45%、29.57%、4.98%;轻型车、中型车和公交车的HC排放比例分别为57.68%、26.03%、16.29%;轻型车、中型车和公交车的NOx排放比例分别为48.11%、4.63%、47.26%;轻型车和中型车是CO和HC排放控制的重点, 而公交车为NOx排放控制的重点。更多>
2012, 12(1): 72-78. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.012
摘要(692) HTML (144) PDF (736KB) (799)
城市建设项目交通影响后评价模型
霍娅敏, 陈坚, 李啸虎, 杨飞
摘要: 基于后评价原理、建立了城市建设项目交通影响后评价模型, 采用权重判断法筛选评价指标, 根据单准则AHP构权法确定各指标权重, 通过计算偏差率, 将各指标归一化。在确定的三级评价指标体系中, 一级指标分别为交通需求预测后评价指标、交通改善措施后评价指标、交通可持续性后评价指标; 二级指标分别为背景交通需求预测指标、项目交通需求预测指标、区域交通需求预测指标、公共交通需求预测指标、静态交通需求预测指标、土地利用改善指标、交通组织改善措施指标、交通适应性指标、经济影响指标、环境影响指标与社会影响指标。评价结果表明: 成都市博远花园住宅项目后评价最大隶属度为0.527 7, 评价等级为部分成功, 评价结果符合实际。可见, 评价指标和模型有效。更多>
2012, 12(1): 79-86. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.013
摘要(1123) HTML (177) PDF (899KB) (862)
干散货运输船舶投资订购的内在影响机制
郑士源
摘要: 应用动态计量经济理论与方法, 研究了干散货运输船舶订购的内在影响机制, 分析了3种主要干散货船型的新船价格、二手船价格和期租金率与新船订购量之间的动态关系。研究结果表明: 不同船型的新船价格之间、二手船价格之间均不存在协整关系, 而各种船型的订购量、新船价格、二手船价格和期租金率之间存在协整关系; 船舶订购量与期租金率负相关, 与新船价格正相关; Capsize型船舶的二手船价格与其订购量正相关, Panamax型船舶的二手船价格与其订购量负相关, Handymax型船舶的二手船价格与其订购量关系不显著; 各种船型的期租金率对于船舶订购量的冲击最大; Handy-max型船舶的新船造价对于订购量的冲击在各类船舶中最小; Panamax型船舶的二手船价格对于订购量的冲击是正向的, 而Capsize型船舶和Handymax型船舶二手船价格对于订购量的冲击是负向。更多>
2012, 12(1): 87-94. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.014
摘要(626) HTML (142) PDF (798KB) (605)
农村公路财政资金转移支付方式
李丽, 刘艳娜, 徐星
摘要: 分析了现有农村公路财政资金转移支付方式的缺陷, 以效率与公平为原则, 以运输需求与财政能力为目标, 提出了一种新的农村公路财政资金转移支付方式。确定了运输需求量和标准交通量, 计算了农村公路的投资金额, 根据上级政府与下级政府的支付比例与地方政府财政能力, 确定农村公路财政资金转移支付金额。运用SPSS统计分析软件, 以咸阳市11个区县为例比较了2种支付方式。研究结果表明: 2种支付方式的补助金额排名与财政能力排名的相关系数分别为-0.755与0.309, 显著度分别为0.007与0.355;运用现有支付方式计算了11个县区的2个指标相近度, 2个值为0.50, 4个值在[0.20, 0.30)之间, 剩下的5个值全部小于0.20;运用新的支付方式计算相近度, 有2个值为无穷大, 1个值为1.00, 2个值为0.50, 5个值在[0.20, 0.30)之间, 只有1个值小于0.20。可见, 新的支付方式比较合理, 兼顾了效率与公平。更多>
2012, 12(1): 95-101. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.015
摘要(644) HTML (84) PDF (499KB) (672)
交通信息工程及控制
城市快速路速度引导预测控制模型
陈大山, 孙剑, 李克平
摘要: 在城市快速路控制系统中, 将速度引导作为控制变量, 建立了宏观动态交通流模型。以车辆总行程时间与速度引导为目标函数, 计算了城市快速路入口区域流量和匝道入口区域流量, 建立了快速路速度引导预测控制模型, 对速度引导进行优化设计, 利用MATLAB软件对下游交通流突变进行仿真分析。分析结果表明: 通过速度引导控制, 交通流平均速度由72.704 6km.h-1上升到74.167 6km.h-1, 交通流平均密度由23.011 2veh.km-1下降到21.156 7veh.km-1, 波动均小于8%;速度方差下降, 且最大值仅为420(km.h-1)2; 速度引导控制前后的速度方差与密度方差之比分别为3.57、1.91;在交通流突变时段内, 速度引导控制前后的速度方差与密度方差之比分别为4.56、2.34。可见, 速度引导控制模型有效。更多>
2012, 12(1): 102-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016
摘要(775) HTML (194) PDF (945KB) (925)
基于遗传算法的列车运行能耗优化算法
陈荣武, 刘莉, 郭进
摘要: 研究了CBTC系统中列车控制模型和列车运行调整, 以降低能耗为目标, 对列车在区间的运行控制进行优化组合, 提出了基于遗传算法的能耗优化算法, 根据具体的线路条件, 计算了在不同的运行等级下或不同区间运行时分对应的列车运行速度曲线。以一段2 400m长, 具有典型节能坡设置, 且包含一段60km·h-1区间限速的线路为例, 进行了能耗计算和优化仿真。研究结果表明: 优化之后速度曲线与其对应的运行等级2、3、4的速度曲线相比, 列车牵引能耗减少到原来的62%、58%、60%, 节能效果显著, 算法有效。更多>
2012, 12(1): 108-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017
摘要(719) HTML (75) PDF (987KB) (1267)
固定航路最优飞行冲突解脱模型
韩云祥, 汤新民, 韩松臣
摘要: 针对在固定航路条件下多个航空器之间的冲突解脱问题, 提出了改变航向的飞行策略, 比较了自由飞行条件下和固定航路飞行条件下的最优飞行冲突解脱模型。以航空器性能和航路空间为约束条件, 以冲突解脱时间为目标函数, 运用最优化控制理论和微分方程, 计算了不同初始条件下的总冲突解脱时间。计算结果表明: 当航空器的解脱终点从(80, 0)变为(65, 0)时, 总冲突解脱时间减小了32s;当航空器的解脱速度从833km.h-1降低为759km.h-1时, 总冲突解脱时间增大了12s;当航空器的初始位置由(20, 0)增大为(29, 0)时, 总冲突解脱时间仅增大了2s。航空器的解脱终点和解脱速度对冲突解脱时间影响较大, 而航空器的初始位置对冲突解脱时间影响较小。更多>
2012, 12(1): 115-120. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.018
摘要(738) HTML (90) PDF (571KB) (831)
VMS行程时间诱导效益仿真算法
干宏程, 杨珍珍
摘要: 基于宏观交通仿真模型, 提出了可变情报板(VMS)行程时间诱导效益仿真算法, 分析了驾驶人的信息关注率和信息理解偏差系数对VMS行程时间诱导效益的影响。以行程时间计算模型和驾驶人信息响应模型与METANET仿真模型为理论基础, 以路网总耗时改善率为诱导效益目标, 在3种不同规模的路网上进行仿真试验。仿真结果表明: VMS行程时间对于改善路网运行效率通常具有正面的诱导效益; 信息关注率越高, 信息理解偏差系数越小, 诱导效益越显著; 当信息关注率为80%以上时, 小型、中型、大型3种路网的诱导效益分别达到28.89%、15.87%、10.53%以上。可见, 仿真算法有效。更多>
2012, 12(1): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.019
摘要(702) HTML (197) PDF (782KB) (682)