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偏载作用下薄壁箱梁空间整体效应的综合分析

土木工程学报 2024年第4期57卷 48-58页

作者：张元海马云亮刘泽翔兰州交通大学兰州730070

为了研究斜腹板箱梁在竖向偏心荷载作用下的受力性能,在合理构造各翘曲位移函数的基础上,用能量变分法建立全面反映竖向弯曲变形以及剪力滞、约束扭转、畸变等翘曲变形的控制微分方程,通过对既有文献中的模型梁进行计算分析,明确剪力滞... 详细信息

为了研究斜腹板箱梁在竖向偏心荷载作用下的受力性能,在合理构造各翘曲位移函数的基础上,用能量变分法建立全面反映竖向弯曲变形以及剪力滞、约束扭转、畸变等翘曲变形的控制微分方程,通过对既有文献中的模型梁进行计算分析,明确剪力滞、约束扭转及畸变翘曲应力在竖向弯曲应力中的占比情况,并揭示各翘曲广义内力的分布规律。结果表明:按文章解析法求得的模型梁应力理论值与实测值吻合良好,从而验证文章方法的合理性;在偏载作用下箱梁的约束扭转微分方程与畸变微分方程是相互耦联的,这在已有文献中往往被忽略;在剪力滞、约束扭转及畸变翘曲应力中,畸变翘曲应力占据主导地位,剪力滞和约束扭转翘曲应力相对较小,但仍不可忽略,在控制截面上因各种翘曲变形引起的应力放大系数达到1.362;偏心集中荷载引起的各翘曲广义内力均具有快速衰减的分布规律,剪力滞和约束扭转广义内力分布范围很小,而畸变广义内力分布范围广阔。建议在桥梁设计规范相关条文及实际箱梁桥设计中,对畸变效应给予充分重视。

关键词：薄壁箱梁畸变剪力滞效应约束扭转翘曲应力

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高铁泥岩隧道围岩蠕变对仰拱底鼓的影响

铁道工程学报 2024年第3期41卷 80-85页

作者：梁庆国岳建平周稳弟孙纬宇李景兰州交通大学兰州730070

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地... 详细信息

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地符合泥岩表现出的明显的衰减蠕变和稳定蠕变特征;(2)随着时间的增加,围岩不断向洞内发生变形,且隧道拱顶沉降、水平收敛和拱底隆起一直在增大,并经历了三个阶段:瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段;(3)仰拱结构内力随着蠕变时间增加同样在增大,并在蠕变一定年限后,仰拱填充中心的拉应力将超过混凝土的抗拉强度,导致仰拱填充沿中心位置开裂;(4)锚杆支护的最优长度为5 m,最佳间距为0.9~1.2 m,在此基础上通过加强仰拱来进一步抑制仰拱底鼓变形,并且建议仰拱支护强度选用C30~C40;(5)本研究结果可为类似工程的建设与施工提供建议与参考。

关键词：泥岩隧道仰拱底鼓参数反演数值模拟底鼓控制

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车辆制动载荷下包装件非线性摇摆响应分析

振动与冲击 2024年第16期43卷 152-158页

作者：朱大鹏祁振民曹兴潇兰州交通大学交通运输学院兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 兰州交通大学机电工程学院兰州730070

车辆制动产生纵向半正弦冲击载荷,浮放包装件在运输过程中制动条件下的摇摆特性及倾覆风险研究对于确保运输安全至关重要。研究浮放包装件非线性摇摆响应(α>15°),构建循环神经网络模拟包装件非线性受迫摇摆响应,应用雅可比椭圆函数构... 详细信息

车辆制动产生纵向半正弦冲击载荷,浮放包装件在运输过程中制动条件下的摇摆特性及倾覆风险研究对于确保运输安全至关重要。研究浮放包装件非线性摇摆响应(α>15°),构建循环神经网络模拟包装件非线性受迫摇摆响应,应用雅可比椭圆函数构建包装件非线性自由响应分析表达式,根据能量守恒原则构建包装件在自由响应阶段倾覆边界条件。根据包装件非线性摇摆响应分析方法,构建包装件倾覆边界条件。分析结果表明,在半正弦冲击激励下,包装件在受迫响应阶段和自由响应阶段均可能绕O点逆时针旋转倾覆,导致包装件自由响应倾覆的冲击幅值较导致包装件受迫响应倾覆的冲击幅值小,这表明,包装件更容易在自由响应阶段倾覆。

关键词：运输包装非线性摇摆响应倾覆条件倾覆参数边界

“一带一路”沿线省域交通碳排放影响因素时空异质性

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环境科学 2024年第8期45卷 4636-4647页

作者：赵红星石璟晶何瑞春马昌喜兰州交通大学交通运输学院兰州730070

选取“一带一路”沿线17个省(自治区、直辖市)行政单位作为基本空间单元,核算2000~2021年“一带一路”沿线省域交通碳排放,在利用空间自相关法分析交通碳排放时空分异特征的基础上,结合固定效应回归模型和地理探测器探究交通碳排放影响... 详细信息

选取“一带一路”沿线17个省(自治区、直辖市)行政单位作为基本空间单元,核算2000~2021年“一带一路”沿线省域交通碳排放,在利用空间自相关法分析交通碳排放时空分异特征的基础上,结合固定效应回归模型和地理探测器探究交通碳排放影响因素的时空异质性.研究发现:①“一带一路”沿线省域交通碳排放具有显著的空间正相关性,整体呈上升趋势.并且交通碳排放高低值聚类演变在空间上呈现出两极分化的特征,高值聚类区主要分布在开放先行区,低值聚类区主要分布在丝路核心区.②对外开放水平和机动车保有量是交通碳排放的正向驱动因素,能源强度、交通运输结构、行业发展规模和政府干预程度是交通碳排放的负向驱动因素.③能源强度和交通运输结构是交通碳排放空间分异的主要驱动因子,且多数因子在与其他因子空间叠加后会产生非线性增强作用,即驱动因素之间存在较强的协同性.结果表明“一带一路”沿线省域交通碳排放受周边地区影响且影响程度不断加强,同时交通碳排放关键驱动因素之间存在协同作用.因此建议“一带一路”沿线省域充分考虑交通碳排放影响因素的时空异质性特征,制定差异化的交通碳减排政策.

关键词：交通碳排放时空异质性地理探测器影响因素 “一带一路”

顾及随机特征的GNSS连续站坐标时间序列建模方法

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2110-2124页

作者：石睿娟苏小宁鲍庆华李毓照兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

GNSS观测技术为研究板块运动、地震同震和震后形变以及无震慢滑移等地壳物理现象提供了重要的观测数据,其中的关键步骤是在充分考虑时间序列随机特征的基础上,精准提取时间序列的构造运动信息和非构造运动信息.本文提出一种基于贝叶斯... 详细信息

GNSS观测技术为研究板块运动、地震同震和震后形变以及无震慢滑移等地壳物理现象提供了重要的观测数据,其中的关键步骤是在充分考虑时间序列随机特征的基础上,精准提取时间序列的构造运动信息和非构造运动信息.本文提出一种基于贝叶斯框架的GNSS连续站坐标时间序列建模方法,顾及随机特征精准提取出模型参数的最优解及其误差.首先,引入基于贝叶斯框架的参数解算方法,获得模型参数的最优解及误差;其次,系统分析观测数据噪声随机特征和模型参数随机特征对模型解算结果的影响;最后,将该方法应用于青藏高原东北隅GNSS观测数据构造运动与非构造变形的有效提取.相比基于最小二乘拟合的GNSS连续站坐标时间序列建模传统方法,本文引入基于贝叶斯框架的参数最优解解算的GWMCMC算法,顾及随机特征精准高效提取出GNSS坐标时间序列中测站的构造运动趋势与非构造运动信息,能够更加准确获取参数的最优解及误差.同时相较传统的MCMC算法,GWMCMC算法通过并行计算改进算法的性能并提高了计算效率.本文的研究成果为后续利用构造变形开展地壳形变运动学特征和动力学机制提供数据支撑.

关键词： GNSS坐标时间序列贝叶斯框架精准提取构造运动非构造变形

时变载荷作用下饱和黏土地基的流变固结特性研究

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力学学报 2024年第3期56卷 682-690页

作者：王立安余云燕孙建忠陈辉兰州交通大学铁道技术学院兰州730070 兰州交通大学土木工程学院兰州730070

基于Biot多孔介质理论,利用分数阶Kelvin模型描述土骨架流变效应,引入斜坡、三角形和梯形载荷的时空域解析函数,构建时变载荷作用下饱和黏土地基的三维轴对称固结模型.采用Hankel–Laplace联合变换和张量运算推导控制方程的变换域解析解... 详细信息

基于Biot多孔介质理论,利用分数阶Kelvin模型描述土骨架流变效应,引入斜坡、三角形和梯形载荷的时空域解析函数,构建时变载荷作用下饱和黏土地基的三维轴对称固结模型.采用Hankel–Laplace联合变换和张量运算推导控制方程的变换域解析解,利用数值反演得出时空域解.通过算例分析,对模型和计算方法的有效性进行验证,并研究了3种时变载荷作用下饱和黏土地基的流变固结行为和参数影响规律.结果表明,饱和黏土的次固结沉降更为显著.土骨架流变性对孔隙水渗透具有抑制作用,使土体在主固结阶段沉降速率减缓,次固结阶段沉降速率加快,而且长期沉降量增大.加载速率越大,孔隙压力峰值越大.卸载阶段土体发生变形恢复,土骨架弹性扩张产生负孔压,卸载速率越大,产生的负孔压越大.土骨架流变性越强,变形恢复量越小,产生的负孔压也越小.载荷类型和加载路径主要影响固结过程中位移和孔压随时间的变化形态,而土骨架流变性影响土体的长期沉降量.

关键词：时变载荷流变性饱和黏土固结 Hankel–Laplace联合变换

融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 158-169页

作者：杨军王琛锡闫浩文兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能... 详细信息

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能够自动获得权重,并通过在多个子空间下进行特征交叉获得了更丰富的特征组合信息。其次,在用户历史行为序列中引入了交叉注意力机制,捕捉与候选地图相关的兴趣点。最后,融合特征交叉和用户行为序列模块的输出,获得了综合多个维度的推荐结果。在公开数据集Criteo和自制微地图(WeMaps)数据集上的对数损失值分别为0.4461、0.3797,受试者操作特征曲线下面积值(Area Under the ROC Curve,AUC)分别为0.8052、0.7883。相较于本文对比实验中的二阶特征交叉模型,损失值分别降低了1.7%、14.2%,AUC值提高了0.8%、0.4%。相较于本文对比实验中的高阶特征交叉模型,损失值平均降低了1.3%、2.6%,AUC值平均提高了0.6%,0.2%。较低的损失值和较高的AUC值说明模型进行预测时具有较高的准确性和较好的分类能力。实验结果表明,本文算法不但能为用户提供更为准确的推荐结果,也能使推荐结果具备良好的可解释性。

关键词：微地图推荐算法特征交叉跳跃连接多头自注意力交叉注意力用户历史行为序列可解释性

基于ARIMA-TCN混合模型的高速铁路时间同步方法

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铁道学报 2024年第6期46卷 90-100页

作者：陈永詹芝贤张薇兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070

列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(... 详细信息

列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(ARIMA-TCN)混合模型的高速铁路时间同步方法。首先,根据上下行链路传输速率的不对称比,建立高速铁路时钟的数学理论和实际观测模型。然后,使用拉依达准则识别处理跳变异常值,完成实际时间序列的预处理。再次,使用ARIMA模型平滑时间序列中不确定时延带来的噪声抖动,获得平稳的时间序列。最后,通过提出的注意力增强TCN模型进行预测补偿,完成时钟偏移的补偿校正。通过实验仿真,得到基站区间内位置、基站间距以及车速对高速铁路时间同步的影响性分析。实验结果表明:与对比方法相比,所提方法补偿后的均方根误差较最小二乘法减少了75%、较最大似然估计方法误差减少了44.4%,较BP神经网络方法误差减少了16.7%,验证所提方法具有更低的同步误差和更高的同步精度。

关键词：时间同步精确时钟协议差分自回归移动平均模型注意力增强时域卷积网络时间补偿

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基于格密码的5G-R车地认证密钥协商方案

铁道学报 2024年第2期46卷 82-93页

作者：陈永刘雯张薇兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070

5G-R作为我国下一代高速铁路无线通信系统,其安全性对于保障行车安全至关重要。针对5G-AKA协议存在隐私泄露、根密钥不变和效率低等问题,基于格密码理论提出一种新型5G-R车地认证方案。首先,使用临时身份信息GUTI代替SUCI,克服了SUCI明... 详细信息

5G-R作为我国下一代高速铁路无线通信系统,其安全性对于保障行车安全至关重要。针对5G-AKA协议存在隐私泄露、根密钥不变和效率低等问题,基于格密码理论提出一种新型5G-R车地认证方案。首先,使用临时身份信息GUTI代替SUCI,克服了SUCI明文传输的缺点。其次,设计基于格密码的根密钥更新策略,采用格上公钥密码体制、近似平滑投射散列函数和密钥共识算法,实现了根密钥的动态更新和前后向安全性。再次,加入随机质询和消息认证码,实现了通信三方的相互认证,可有效防范重放、DoS等多种恶意攻击。最后,采用串空间形式化方法进行安全验证,结果表明:本文方法较其他方法有更高的安全性,被攻击成功的概率最低,仅为O(n^(2))×2^(-128),且有较低的计算开销和通信开销,能够满足5G-R高安全性的需求。

关键词： 5G-R 车地认证密钥协商格密码前后向安全性串空间模型