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考虑地震强度不确定性的车站韧性评估方法

岩土工程学报 2025年第1期47卷 164-172页

作者：张陈龙张东明黄忠凯黄宏伟同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于... 详细信息

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于提高城市安全性和维护其功能至关重要。提供了一个考虑地震强度不确定性的综合韧性评估框架,用于评估浅埋地铁车站在地震灾害下的鲁棒性和快速恢复能力。该框架方法利用有限元软件,建立相关地铁车站数值模型;然后,通过所选择的地震动展开大量数值分析,以便生成关于峰值地面加速度(PGA)的地铁车站易损性函数;接着利用蒙特卡洛模拟进一步量化地震动强度不确定性,并最终确定车站在各个损伤阶段的概率。最终,通过联立地铁车站损伤概率与经济损失关系,考虑地铁车站的恢复路径和可恢复性,完成韧性评估。本研究通过该韧性评估框架和所计算出的韧性指标R,评价和讨论了性能恢复模型和场地条件对车站抗震韧性的影响。这项工作可以帮助地铁网络基于韧性的设计和管理,以支持对地震灾害的适应,从而促进相关决策者关于资源的有效分配。

关键词：地铁车站地震韧性地震易损性地震动不确定性恢复模型

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大直径单桩基础海上风机非线性共振特性

岩土力学 2025年第1期46卷 156-164页

作者：田抒平王振钰张陈蓉同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

海上风机的自振频率与转动频率或叶片扫略频率一致时会产生共振现象,严重时会损坏风机结构。现有研究对共振频率评估多以弹性分析为主,没有考虑实际桩-土相互作用非线性对风机共振特性的影响。以大直径单桩基础海上风机为研究对象,基于... 详细信息

海上风机的自振频率与转动频率或叶片扫略频率一致时会产生共振现象,严重时会损坏风机结构。现有研究对共振频率评估多以弹性分析为主,没有考虑实际桩-土相互作用非线性对风机共振特性的影响。以大直径单桩基础海上风机为研究对象,基于动力Winkler地基模型,采用双曲线型桩周土抗力-桩身侧向位移(p-y)骨干曲线考虑桩土刚度非线性,采用剪应变相关滞回阻尼考虑土体能量耗散,提出了海上风机共振频率的非线性频域理论简化分析方法。通过与开展的一系列模型试验结果以及Lely(A2)海上风机现场实测数据对比,验证了非线性风机共振频率计算方法的正确性。随后,开展了砂土密实度、桩长和桩径对于风机共振频率非线性影响的参数分析,研究认为风机系统共振频率随着荷载水平的增加而呈现减小趋势,且当砂土较松散、桩长较短或桩径较小时,共振频率受土体非线性的影响更为明显。

关键词：海上风机非线性共振频率 p-y曲线 Winkler地基

高校技术转移预测模型构建及归因分析——以区块链技术为例

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图书馆杂志 2025年第1期44卷 61-73页

作者：张更平王薇陈红艺卢珊慎金花同济大学图书馆上海200091 同济大学经济与管理学院上海200092 同济大学科研管理部上海200092

文章构建了高校专利转移预测模型,探索了影响预测效果的特征变量,以提升我国高校专利转化率,实现无形资产的产业价值。在清洗及标准化相关字段后,分别运用LDA、SBERT、SBERT-LDA模型提取专利技术主题,对比了不同主题提取模型的预测结果... 详细信息

文章构建了高校专利转移预测模型,探索了影响预测效果的特征变量,以提升我国高校专利转化率,实现无形资产的产业价值。在清洗及标准化相关字段后,分别运用LDA、SBERT、SBERT-LDA模型提取专利技术主题,对比了不同主题提取模型的预测结果,以准确率、精确度、召回率及F1值评估了6种常用分类算法的效果,并以区块链技术领域所涉专利数据开展实证分析。实验结果表明,在区块链技术领域,采用SBERT-LDA方法提取专利技术主题后的随机森林算法展现出更优的预测性能。在此基础上,进一步运用SHAP解释框架分析了影响模型预测的特征变量,并解读了其作用机理。研究发现,特征变量对预测效果的作用可分为二分类、正相关、负相关以及随机波动型4类。

关键词：高校专利转移预测模型机器学习随机森林算法 SHAP

公共治理中的算法滥用、赤字风险及其因应理路

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理论探索 2025年第1期 69-77页

作者：刘祖兵同济大学上海200092

面对人工智能参与公共治理出现的赤字风险,亟需探索其复归理路。算法参与公共治理行为,具有“黑箱”属性、价值偏见属性和效率偏颇属性。参与公共治理的算法滥用,造成的治理赤字主要表现为:“算法利维坦”破坏人类社会民主建构,算法参... 详细信息

面对人工智能参与公共治理出现的赤字风险,亟需探索其复归理路。算法参与公共治理行为,具有“黑箱”属性、价值偏见属性和效率偏颇属性。参与公共治理的算法滥用,造成的治理赤字主要表现为:“算法利维坦”破坏人类社会民主建构,算法参与社会公共决策诱发公平性危机,算法监控常态化使公众隐私遭受侵犯。面对算法滥用及其带来的赤字风险,需要构建算法民主制度以限制“算法利维坦”,完善算法披露制度以推动算法公共决策公平,强化算法综合治理机制以保护公众隐私。

关键词：公共治理算法滥用价值偏见赤字风险

侵彻爆炸联合作用下超高性能混凝土遮弹层设计

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爆炸与冲击 2025年第1期45卷 88-101页

作者：程月华吴昊岑国华张瑜同济大学土木工程学院上海200092

为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵... 详细信息

为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后,建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型,通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析,验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后,对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等3种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下,UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3种战斗部侵彻爆炸联合作用下,遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1.30~2.60 m和1.70~5.00 m,相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1.81~2.17和2.46~4.17;与普通混凝土遮弹层对比,3种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了34.4%~42.4%,临界贯穿和震塌厚度分别减小了7.1%~31.6%和39.7%~52.8%。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。

关键词：超高性能混凝土遮弹层侵彻爆炸防护设计

基于串联深度神经网络的跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷识别模型

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中国铁道科学 2025年第01期46卷 136-148页

作者：任利惠周荣笙季元进曾俊玮同济大学交通学院同济大学道路与交通工程教育部重点实验室

针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂，而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题，建立车辆动力学模型，兼顾物理关系合理性和测量便捷性，选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加... 详细信息

针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂，而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题，建立车辆动力学模型，兼顾物理关系合理性和测量便捷性，选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度以及易直接测量的位移、转角和角速度等车辆姿态信息构建数据集，并验证动力学模型的准确性；预处理数据集时，向其中混入噪声增强数据鲁棒性，进行归一化处理便于数据计算，扩充时间步长增强数据的时序关联性；在此基础上，构建基于一维卷积神经网络（1DCNN）和双向门控循环单元（BiGRU）串联深度神经网络的轮胎径向载荷识别模型，采用Hyperband算法进行模型的超参数优化，在学习率、批量大小和优化器种类最优下通过设置合理的卷积核尺寸和门控循环单元个数规划各层数据维度，在1DCNN中引入逐点卷积和膨胀卷积以提升模型识别效果，并从准确性、鲁棒性和泛化性3个方面对模型的载荷识别效果进行评估。结果表明：与传统模型相比，基于1DCNN-BiGRU的载荷识别模型均方误差较低，低于0.106，准确性较高；数据混入信噪比低至27 dB噪声时仍具有较好的识别效果，鲁棒性较强；在不同的曲线半径、曲线超高率和惯性参数扰动工况下仍能维持较好的识别效果，泛化性较好。

关键词：载荷识别跨坐式单轨车辆卷积神经网络双向门控循环单元超参数优化车辆动力学模型

饱和黏土中吸力桶基础离心振动台试验及地震响应分析

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岩石力学与工程学报 2025年第3期44卷 769-780页

作者：崔鹤黄茂松时振昊同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室

我国近海风电场表层海床主要为软黏土，易发生循环弱化与变形累积。在地震作用下吸力桶基础及上部结构可发生位移过量累积，威胁风机正常服役。开展单桶及多桶导管架基础风机离心振动台试验，并基于考虑土体小应变刚度的循环加载不排水... 详细信息

我国近海风电场表层海床主要为软黏土，易发生循环弱化与变形累积。在地震作用下吸力桶基础及上部结构可发生位移过量累积，威胁风机正常服役。开展单桶及多桶导管架基础风机离心振动台试验，并基于考虑土体小应变刚度的循环加载不排水黏土总应力本构模型，建立吸力桶基础风机地震响应数值模型。通过数值计算与离心模型试验结果进行对比，验证数值方法的合理性。利用建立的数值方法，探究静力加载特性一致条件下，不同吸力桶基础型式(单桶与多桶导管架)对地震荷载下风机上部结构加速度与变形响应的影响，并讨论风机响应与基础型式对地震荷载主频过滤效应的关联关系。研究结果表明：该数值模型可以合理反映黏土地基吸力桶基础及风机结构的地震响应；风机塔顶最终累积位移与其振动幅值具有较强相关性；静力加载特性一致时，与单桶基础相比，多桶基础可过滤部分地震荷载高阶主频振动，从而导致更小的塔顶加速度及累积位移。

关键词：土力学离心振动台试验吸力桶基础风机地震数值模拟

高饱和度含气土动力问题的有限体积法分步解法

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岩土力学 2025年

作者：邹诗环黄茂松时振昊同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

我国东南沿海海域广泛分布含封闭小气泡的海洋软土，小气泡的存在将对其压缩性产生很大影响。应用矢量分解方法的有限体积法分步解法能显著提高分步解法的稳定时间步长，且易于在开源有限体积法平台OpenFOAM上实现，故其具有高效与通用... 详细信息

我国东南沿海海域广泛分布含封闭小气泡的海洋软土，小气泡的存在将对其压缩性产生很大影响。应用矢量分解方法的有限体积法分步解法能显著提高分步解法的稳定时间步长，且易于在开源有限体积法平台OpenFOAM上实现，故其具有高效与通用的特点。算例分析表明：所提出的分步求解算法能合理反映高饱和度含气土的动力响应；小气泡的存在将极大降低高饱和度含气土的瞬时孔压响应与孔压幅值，且考虑重力作用时，饱和度的下降会导致动孔压相位滞后。

关键词：高饱和度含气土矢量分解方法分步解法有限体积法 OpenFOAM

砂层软化条件下盾构隧道开挖面渐进破坏特性分析

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应用基础与工程科学学报 2025年

作者：吕玺琳赵庾成薛大为同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土... 详细信息

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土软化进行正则化处理，对密砂层中支护压力不足条件下盾构隧道开挖面渐进破坏过程进行了模拟分析。结果表明，随着开挖面变形不断增大，支护压力在降低至最小值后又逐渐增加，说明密砂软化导致维持开挖面稳定所需的临界支护压力提高。对比理想弹塑性模型，砂土软化导致开挖面塑性剪应变贯通区域形成的破坏范围扩大。根据地层内土压力与状态参数分布确定了砂土软化发生在滑动面处，滑动面上砂土软化引起的抗滑力降低和上方松动区土拱效应减弱，导致开挖面稳定性明显降低，且临界状态强度参数的减小将加剧砂土软化对隧道开挖面稳定性的负面作用。

关键词：砂土软化状态相关本构模型盾构隧道开挖面渐进破坏非局部理论网格敏感性