最新刊期
2026年第23卷第7期
- 摘要：震致轨道变形是影响震后高速铁路桥梁安全运维的最重要因素之一。为实现高速铁路轨道-简支梁桥系统震致位移响应快速预测，提出了一种基于时间卷积网络(temporal convolutional networks, TCN)与双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory, Bi-LSTM)结合的深度学习模型，并将所提模型引入地震加速度反应谱与自注意力机制进行优化，以更精准地捕捉地震波特征与演化规律，显著提升地震响应预测的准确性与稳定性。针对优化前后模型在Ⅰ0场地下的预测数据开展了详细对比分析，评估了优化模型在钢轨、滑动层和CA(cement asphalt)砂浆层峰值位移预测精度上的提升效果。选取不同场地类别及地震动峰值加速度(peak ground acceleration, PGA)工况，系统探讨了模型在复杂环境下的预测性能变化规律。利用优化模型对不同场地类别、不同PGA下4 000条地震动对应的钢轨轨向峰值位移进行了预测，进一步探讨了钢轨轨向峰值位移与PGA和场地类别的关系。结果表明，优化模型在Ⅰ0类场地类别下对关键构件位移响应的预测精度较未改进模型有显著提升，其中均方根误差(frmse)最大降低超35%。优化模型在5种场地类别下的整体预测精度较高，决定系数(R2)稳定在0.92～0.99之间，表现出良好的鲁棒性。钢轨峰值位移最大值随着PGA的增大以及场地土体柔软程度的提升而增大。研究成果为高速铁路轨道-简支梁桥系统在地震作用下的位移响应预测提供了一种实用、可靠、有效的深度学习模型。关键词：深度学习;高速铁路;轨道-简支梁桥系统;地震响应;峰值位移0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为研究桥建分离高铁车站噪声声场特性，解决该类型车站站台在列车快速经过时噪声值过大不满足铁路车站相关标准的问题，以国内某城市新建桥建分离高铁车站为研究对象，分别开展不同工况下列车通过时的噪声测试。基于周期性结构理论与二维半(two-and-a-half-dimensional, 2.5D)声学边界元法，建立桥建分离高铁车站噪声预测模型，并与实测数据进行对比验证。基于测试结果和预测结果，研究了不同工况下列车经过车站时的噪声特性，分析了桥建分离高铁车站噪声声场特性，提出了车站降噪的不同方案，并对各方案降噪效果加以比较，进而确定更优降噪方案。研究结果表明，列车高速驶过桥建分离高铁客站的不同正线股道时，站台1号场点的通过暴露声级均超过了105 dBA(不满足相关标准的建议值)，站房内(无乘客)场点的通过暴露声级均在66～67 dBA之间，列车快速驶过产生的轮轨噪声是车站噪声的主要来源。桥建分离高铁车站噪声预测模型能够较好地模拟中高频段的噪声值，通过该预测模型对站台噪声的空间分布进行了进一步探讨。基于车站噪声预测模型，确定了在高铁站台布置金属屏蔽门是相对更优的车站降噪措施，站台噪声和站房内噪声可分别降低12.2 dBA和7.5 dBA。研究结果可为类似结构的桥建分离高铁车站的噪声预测、候车舒适度评价及降噪设计提供参考依据。关键词：高速铁路;桥建分离;车站噪声;现场实测;声场分布0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：梯形螺栓连接是高铁动车组设备舱裙板、底板锁的核心紧固方式，在服役过程中长期承受剧烈振动载荷，易引发预紧力衰减甚至疲劳断裂，威胁高铁安全运行。本研究旨在揭示横向振动条件下梯形螺栓连接的松动机理与临界条件，并基于此开展结构优化设计，提升其防松性能与服役可靠性。首先采用结构化六面体网格划分螺纹牙，建立高铁梯形螺栓连接的高精度有限元模型，并通过敏感性分析验证了网格密度的合理性。施加不同振幅的横向振动载荷，研究横向振动条件下梯形螺栓连接的松动规律与临界条件，揭示松动过程中螺纹面接触状态与接触应力的演化规律，进一步采用深度神经网络代理模型建立端面倾角、被压件厚度与预紧力衰减率之间的非线性映射关系，结合贝叶斯优化算法，以预紧力衰减率最小为目标对端面倾角和被压件厚度进行结构参数优化，对比支持向量回归、随机森林回归和高斯过程回归代理模型的预测精度，验证了深度神经网络模型的优越性。研究结果表明，存在临界横向振幅，当实际振幅小于临界值时，应力重分布导致预紧力衰减；当实际振幅大于临界振幅时，内外螺纹旋转松动导致预紧力持续衰减。优化后的梯形螺栓连接结构在振幅0.2 mm的振动作用下，预紧力衰减量降低14.73%，螺纹面滑移量减少78%，显著提升了梯形螺栓在横向振动条件下的防松性能。提出的深度神经网络代理模型与贝叶斯优化相结合的方法，可实现结构参数的高效寻优，显著提升连接副的抗振性能，优化方案无需附加防松部件，符合高铁轻量化与高可靠性的工程需求，可为高铁裙板锁等关键螺栓连接件的防松设计与装配提供重要支撑。关键词：高铁;梯形螺纹;横向振动;松动;结构优化0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：针对高速铁路客流动态波动、非平稳特征以及传统预测模型在复杂环境下鲁棒性不足的问题，本文构建了一种基于多尺度数据特征的客流预测模型。该模型首先将原始客流数据经变分模态分解处理，生成具有差异化频率特性及复杂度的本征模态函数。其次，设计改进的麻雀搜索算法，优化双向长短期记忆网络的关键超参数，增强模型对时序关系的捕捉能力。然后利用全连接层融合多维预测结果，构建组合预测模型。最后以广珠城际铁路客票数据为样本，在15、30和60 min三种时间粒度下，将所提模型与7种经典预测模型进行对比分析。计算结果表明，本文模型在不同时间尺度下，均保持良好且稳定的预测效果，尤其是短时间粒度下优势更为突出。在15 min时间粒度下，较之卷积长短期记忆网络(convolutional long short-term memory, ConvLSTM)、门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)和自回归求和移动平均模型(autoregressive integrated moving average, ARIMA)，决定系数分别上升了5.18%、36.49%和54.74%。消融实验中，移除变分模态分解算法分支后，模型的平均绝对误差fmae、均方根误差frmse和平均绝对百分比误差fmape指标依次上升了39.035、36.474和2.699；移除参数动态优化分支后，模型的fmae、frmse和fmape评价指标分别上升了87.992、99.708和11.315。本文模型能有效捕捉客流的多尺度特征，为高速铁路运输组织和管理决策提供可靠数据支持，助力运输服务质量与乘客出行满意度提升。关键词：高速铁路;客流预测;双向长短期记忆网络;多尺度特征;组合模型25|7|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：大型高铁站是高铁网络中的关键枢纽节点，其到发线运用方案的合理安排是车站运输组织工作的核心。为实现大型高铁站到发线运用方案的快速编制，将人工智能领域的深度强化学习方法应用于到发线运用问题中。首先，基于列车过站径路的概念来实现到发线分配与进路排列的协同优化，将到发线运用问题描述为最大独立集问题，以尽可能安排所有列车为目标，形成整数规划模型。然后，构建基于冲突图的强化学习环境模型，将到发线运用方案数学模型转化为马尔可夫决策过程，定义状态表征、动作空间、状态转移和奖励函数，为智能体提供训练数据的交互采集场所。最后，设计基于GCN(graph convolutional network)的到发线运用智能体神经网络架构，基于PPO(proximal policy optimization)算法实现智能体高效预训练，在决策阶段，设计基于2Imp的决策提升算法进一步优化方案编制质量。以北京南高速场和广州南站为案例场景，对比3种不同方法的求解时间与最终目标函数取值。结果表明，经过4.2 h预训练后智能体完成收敛，决策阶段智能算法可以快速求得最优解，相比于运筹学经典算法，求解质量相同的情况下智能算法求解速度可提升5～16倍，1.2 s即可完成广州南站1 133列列车的到发线运用方案编制。此外，该方法具有良好的扩展性和泛化能力，智能体经过一次训练后即可泛化至不同车站、不同规模的场景中进行决策与求解。研究结果可为进一步提升列车运行图整体编制效率提供技术支撑，为铁路运输组织的智能化发展提供方法参考。关键词：大型高铁站;到发线运用;深度强化学习;智能体;PPO算法;神经网络30|5|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为满足高速铁路日益增长的运输需求，提升高速铁路路网整体运输效率，聚焦虚拟编组运行模式高速列车的安全高效控制问题，以CRH380A型高速列车为研究对象，提出一种覆盖出站编组到解编进站全阶段的高速列车虚拟编组运行模式。为确保高速列车遵循既定模式运行，考虑列车在行驶过程中的非线性运行阻力、车厢间的相互作用力和外部未知扰动等因素，建立多列车的多质点动力学模型。据此，结合高速列车运行过程中的速度限制、运行间距限制和控制量限制等约束，设计优化运行目标函数，进而提出基于分层架构的鲁棒模型预测控制方法。求解层采用二次规划策略实时生成列车群组运行最优参考轨迹，控制层通过鲁棒模型预测控制器计算获得最优控制力，实现群组列车在虚拟编组新模式下的协同运行。仿真结果表明，相较于传统模型预测控制，在面对相同外界干扰时，所设计方法在列车速度跟踪误差、加速度波动范围、控制力输出方面均表现更优，列车的速度跟踪精度最高提升了47%，运行时的最大加速度最多降低了16.8%，控制力的变化幅度更小，证明该方法具备良好的抗干扰性与鲁棒性。同时，在面对突发干扰时，所提出的方法缩短了虚拟编组列车完成编组的时间，在紧急制动情况下也具有更好的稳定性。研究结果为进一步保障高速列车运行安全和提高高速铁路路网运输效率提供了参考。关键词：虚拟编组;分层控制;模型预测;鲁棒性;高速列车协同运行41|86|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：600 km/h高速磁浮列车运行时产生强大的气动升力和气动阻力，为列车带来了更大的运行能耗和运行安全问题，有必要开展高速磁浮列车减阻降升研究。通过三维、可压缩的N-S方程和SST k-ω湍流模型，研究高速磁浮列车尾车两侧布设涡流发生器时高速磁浮列车气动特性的变化规律，分析列车不同速度、不同偏转角度的涡流发生器对列车尾部流场的影响。研究结果表明，所提出的涡流发生器增加了尾车鼻尖处的正压区域面积，改善了高速磁浮列车气动阻力和气动升力。当涡流发生器偏转角由0°增加至25°时，其带来的气动降升效果逐步提高，气动减阻效果先增加后降低。当偏转角为10°时，尾车减阻率最高为1.47%，气动升力降低7.66%，此时涡流发生器的综合效果最好。当偏转角为20°时，尾车气动升力降低幅度最大，为20.82%。更大的涡流发生器偏转角度能更好地改善尾部正压区域面积，但是其自身迎风面积增大会导致减阻效果显著降低。在400～600 km/h速度区间内，涡流发生器减阻降升效果受偏转角的影响规律并未发生改变，偏转角为10°时减阻效果最好，偏转角越大，降升效果越好。但随着速度的增加，阻力和升力降低率逐步降低。涡流发生器能够成功实现磁浮列车减阻降升，但在不同时速下应结合列车气动力实际调控需求改变其偏转角度。研究结果可以为高速磁浮列车的气动力调控提供参考。关键词：高速磁浮列车;涡流发生器;气动阻力;气动升力;数值模拟26|1|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为揭示高铁运营带来的经济社会效应与资源环境效应之间复杂的非线性动态关系，提出一种融合双重差分法(difference-in-differences, DID)、反事实分析与改进耦合协调度模型的系统分析框架。首先通过理论分析识别高铁经济、社会、资源及环境效应的测度指标；然后运用DID与反事实分析控制混杂因素，定量评估高铁的多元效应，并以兰新高铁为例进行实证检验；最后基于皮尔逊相关系数与灰色关联度模型筛选关键耦合指标，并利用改进的耦合协调度模型解析经济社会与资源环境效应之间耦合协调关系的时空演化特征。结果表明，兰新高铁对沿线9个城市的经济、社会、资源与环境均产生显著影响，对兰州、西宁、乌鲁木齐3个省会城市的效应尤为突出，且对经济社会效应的促进作用显著高于资源环境效应，表明高铁能更直接地推动经济增长与社会发展，而对资源环境的影响相对较小或存在滞后性。各城市2类效应的耦合度均高于0.8，处于高度协同的高水平耦合状态，耦合协调度均大于0.5，整体呈协调发展态势。2类效应的耦合协调关系呈现明显的时空异质性，时间维度上可分为“初期调整-持续优化-外部冲击与修复”3个阶段，空间维度上可划分为“持续勉强协调型”“波动协调型”和“进阶回落协调型”3个大类。研究构建的融合DID、反事实分析与改进耦合协调度模型的系统分析框架，可为高铁和城际铁路、高速公路等交通基础设施的长期经济社会与资源环境效应定量评估、多元效应协同性诊断及区域差异化策略制定提供更具操作性的方法支撑。关键词：高铁运营;效应测度;耦合协调评估;时序演变特征;空间分布特征0|0|0更新时间：2026-07-24
高速铁路技术
- 摘要：为适应市域快线客流特点并制定满足多元乘客需求的多交路开行方案，选取途经航空枢纽和城市航站楼的市域快线作为研究对象。首先，对各类型乘客的偏好特征及其对旅行时间、舒适度等因素的支付意愿差异进行描述，作为计算不同类型乘客选择特定运营方案成本的输入。拟合各类型乘客对应的到达时间分布函数，以计算其在站等待时间。针对多条可用列车运行交路及多种列车类型，以最小化运营成本和乘客出行成本为目标，考虑客流需求、列车定员、能力等约束条件，构建考虑多元乘客偏好的多交路市域快线列车开行方案优化模型，并用算例验证其有效性。研究结果表明，在各交路可选择的停站次数由多至少的3种停站方案中，速度等级较高的200 km/h列车的开行数量占比分别为32.26%、36.00%、60.00%，说明模型能够充分发挥不同速度等级列车的优势。通过调整运营成本与乘客出行成本的权重系数，可以生成适配不同运营需求的列车开行方案。在模型优化性方面，相较于偏好系数、感知系数同质化设置的情景，模型的偏好系数、感知系数根据乘客类型及偏好差异化设置能够缩短各类乘客的总旅行时间并降低总成本。以偏好系数、感知系数同质化设置的场景作为对照，求解结果显示，差异化设置系数值可有效提升乘客偏好满足量。研究提出的模型可为结合乘客偏好制定市域快线列车开行方案提供参考。关键词：市域快线;开行方案;乘客偏好;乘客到达分布;多交路7|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为解决人工选排进路或者计算机一次性选排进路无法应对突发扰动，造成安全压力大和运行效率低的问题，以突发扰动发生时进路方案快速调整、调整前后方案延续性最好为目标，提出一种铁路技术站进路动态优化调整方法。首先，通过建立信号机、道岔和轨道区段的图元模型，精细化描述铁路车站站场网络拓扑图，分析了作业计划、作业任务与进路三者之间的关系和扰动事件对作业和进路的影响。然后，基于t时刻的进路方案、扰动信息和作业计划，综合考虑任务执行时序、进路占用冲突和联锁表等约束，以任务延误时间最小、进路调整总数最少为目标，构建了铁路技术站进路动态调整0-1整数规划模型。其次，设计基于邻域搜索的遗传算法，快速计算得到t+1时刻调整后的可执行进路方案。最后，依据某技术站实际数据设计算例对模型的有效性和算法的高效性进行验证。结果表明，调整后的进路方案消除了由扰动引起的进路冲突，避免了扰动事件对作业造成的延误，恢复了车站正常的运行与作业秩序，并很好地继承了之前的方案，使得进路方案整体延续性最好。基于邻域搜索的遗传算法能够在迭代45次左右求得满意解，与传统遗传算法相比，本算法收敛速度更快，求得满意解的效率更高。研究结果为调度与控制一体化下铁路技术站作业计划的自动执行能提供理论支撑。关键词：铁路技术站;进路调整;0-1整数规划;邻域搜索;遗传算法6|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：现有低碳车辆路径研究在同时取送货的多目标优化、客户满意度协调、语义与位置信息联合建模以及多车协同决策等方面，难以满足复杂城市配送场景下的高效与柔性调度需求。为此，本文构建了一种综合考虑动态交通状况与柔性服务时间窗口的多目标优化模型——多行程低碳车辆路径优化模型(TCSMOLCVRP)。该模型以最小化燃油消耗、碳排放、车辆运营、驾驶员雇佣以及延迟惩罚等综合成本为目标，将总运输成本与配送时间的联合优化作为目标函数，在满足时间窗、车辆容量和多行程等实际约束条件下，实现环境、经济与服务质量的多维协同优化。为高效求解该模型，设计了一种融合双向协同Transformer架构与深度强化学习的DACT-DRL算法。该算法通过共享双向协作注意力编码器提取节点与位置特征，利用信息交互机制增强上下文理解能力，并由节点选择解码器生成配送路径。同时引入近端策略优化(PPO)算法对策略网络进行训练与参数更新，从而在多目标框架下实现高效的路径搜索与决策优化。在Solomon标准数据集上的仿真实验表明，DACT-DRL算法在求解速度和成本控制方面均显著优于蚁群算法、禁忌搜索等传统启发式方法。特别是在软时间窗设置下，TCSMOLCVRP更贴近实际配送场景，综合运营成本降低25.56%，且求解时间较短，体现出更强的调度灵活性与更高的资源利用率。本研究为城市物流提供了兼顾经济效益与环保目标的智能优化方案，不仅拓展了车辆路径问题的建模与求解思路，也为深度学习与运筹优化融合的智能物流系统发展提供了新的技术路径与实践参考。关键词：低碳车辆路径;深度强化学习;时间依赖;客户满意度;多目标优化;双向协同注意力9|2|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为从网络结构与货运属性双视角探究级联失效下的多式联运网络韧性演化规律，基于ML-space的多层网络建模方法，选取多层中心性和货运水平2个指标构建节点重要度评价方法，结合多式联运网络节点货运水平和子网络差异性建立负载-容量级联失效模型。根据韧性三角理论，综合网络韧性形成的初始、扰动和恢复3个阶段，构建韧性评估模型。以长三角中心区27个城市构成的公铁水联运网络为研究实例，采用MATLAB(R2024b)软件应用上述模型和方法并进行数值仿真。针对多层中心性最大的节点和货运水平最大的节点分别引发级联失效，并与传统攻击方式对比网络性能变化以分析模型有效性。基于多层中心性和货运水平两个角度，对比分析2种情况下的网络抵抗与吸收能力，以及组合情况下的网络韧性。而后探究节点容量系数ρ和γ变化对网络韧性的影响。研究结果表明：所建模型可有效进行级联失效下的多式联运网络韧性评估。相较于节点货运水平，基于节点多层中心性引发级联失效对网络性能的影响更为显著，导致其网络吸收能力最差，而根据多层中心性由大至小依次恢复失效节点的网络恢复能力最优。网络韧性对节点容量系数ρ的敏感性更高，扩大节点容量可快速提高网络韧性，当ρ值接近1.4时，韧性提升的边际收益较低。研究成果可为级联失效下的多式联运网络韧性评估提供新思路，有助于从韧性提升视角，为多式联运网络的规划与建设提供理论支撑，保障多式联运网络的稳定运行。关键词：多式联运网络;多层特性;节点货运水平;级联失效;韧性评估31|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：应急储备体系建设是国家安全体系建设的重要内容。目前我国应急物资储备体系建设中存在“条块分割、沟通不畅、资源整合不足、政企协同能力弱”等问题，其严重影响储备效能提升。基于此，本文综合运用运筹学与不确定性优化方法，研究了应急物资政企协同储备与分配鲁棒优化问题，考虑应急物资需求及其运输时间的双重不确定特征，并结合应急物资模块化组装要求，以最小化储备设施总成本和应急救援时效性为优化目标，构建了政府和企业协同储备模式下双目标鲁棒优化模型，优化确定最佳的政企协同应急储备资源配置方案，根据不确定参数的特性，采用2种鲁棒优化方法推导得出相应的鲁棒对等模型，并设计了基于epsilon-约束方法的求解算法；以湖北省发生洪涝灾害应急物资协同储备为例进行实证分析，以验证上述优化决策模型及其算法的有效性。研究结果表明：在相同成本预算约束下，考虑政企协同的应急物资储备方案从时效性、经济性和公平性方面都要优于不考虑企业代储的方案。随着预算增加，政府储备库占比越大，应急物资响应时间越短，但预算约束增加到一定阈值后，应急时效性目标值不再变化；在相同不确定水平下，需求的不确定性比运输时间的不确定性对应急救援时效性与应急储备资源配置效能的影响更大。本文研究结果可为不确定环境下应急物资政企协同储备运营保障提供决策参考。关键词：应急物流;不确定环境;协同储备;鲁棒优化;多目标优化;案例研究23|5|0更新时间：2026-07-24
智慧交通与物流
- 摘要：铁路选线设计是铁路建设总揽全局的核心工作，本质上是寻求与环境系统最佳协调匹配的空间线位的优化问题。由于涉及的选线因素众多、评价目标多元、约束条件复杂，在多维环境下搜索出满足多目标最优的线路方案异常困难。智能优化技术的出现为上述难题提供了行之有效的解决方法。然而，随着国家“联网、补网、强链”战略的深入推进，一大批稠密约束下的山区铁路项目纷纷涌现。现有智能选线方法采用“以线搜境、单一固化”的线路搜索策略而难以满足稠密约束选线区域频繁的约束处置需求，易导致搜索效率低下甚至难以产生可行方案。对此，本文提出一种基于Transformer框架的“境吸引线、动态适配”的线路优化方法。首先构建了选线环境适配度空间场，实现对选线区域线路通行适配度的量化评价。进而提出基于核密度估计的选线高、低适配体素簇的划分准则。在此基础上，将高、低适配簇对线路的吸引和排斥作用抽象为引力和斥力，构建了适配度引力场模型。设计了基于Transformer模型的引力场状态-体素线路通行概率的映射模型，建立了3层多模态注意力机制分别抽取并分析引力场状态、体素通行概率与两者关联关系的隐空间状态，并据此建立输入-输出的映射关系。最后确定通行概率置信度筛选原则，利用线路通行概率高的体素引导粒子群的线路优化方向。采用79条人工优选线路方案训练Transformer模型，得到的面向铁路选线通行概率预测的模型最终辅助粒子群线路优化方法可产出选线环境适配度比人工方案、传统粒子群方案分别优5.2%、3.6%的机选方案。试验结果证明所提出的方法模型可以高效地在稠密约束环境下产生综合适配度优于人工方案与传统粒子群算法的线路方案，为人工设计提供有价值的参考。关键词：智能选线;Transformer模型;稠密约束;引力场;导向优化0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为了研究胶轮/钢轮复合转向架产生垂向振动的主要原因，开展了钢轨/增力轨垂向不平顺反演的相关研究。基于卡尔曼滤波算法建立轨道垂向不平顺反演模型，并通过Sage-Husa自适应滤波算法和遗忘因子对传统的卡尔曼滤波法进行改进，提高其滤波估计值的精度和鲁棒性。建立了21自由度的胶轮/钢轮复合转向架车辆垂向动力学模型，选取车体、构架的绝对加速度和相对位移、角速度等状态量作为观测量组合，分别对美国4级谱下的钢轨垂向不平顺和公路A级谱下的增力轨垂向不平顺进行反演，并通过改进前后反演结果的相关误差对2种方法的准确性进行比较。研究结果表明：改进型卡尔曼滤波算法能够准确地对钢轨和增力轨垂向不平顺进行反演，反演结果与真实值之间的皮尔逊相关系数均大于0.9。在直线线路上，改进型卡尔曼滤波算法的最大误差、平均误差和误差均方根值与传统卡尔曼滤波算法相比均降低了90%以上；在曲线线路上，改进型卡尔曼滤波算法的反演效果相比于传统卡尔曼滤波算法仍有显著提升。随着运行速度的变化，直线和曲线线路轨道不平顺的反演结果与实际值的相关系数均大于0.9，呈现高度相关性，算法鲁棒性较好。研究结果可为进一步提高轨道不平顺反演精度、保障山地轨道车辆安全及养护决策提供参考。关键词：卡尔曼滤波;Sage-Husa自适应滤波;轨道不平顺;相关系数;动力学模型12|1|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：西北盐渍土地区既有干线铁路受极端气候影响，路基出现上拱、融沉、强度降低等工程病害，且运营期无法采用换填等处治措施，因此亟需探明一种快速固结且能满足长周期服役需求的注浆浆液。依托西北某I级干线铁路，以粗颗粒硫酸盐渍土路基为研究对象，通过控盐效果、初凝时间及结石体强度试验确定最优配比后，进一步借助高低温试验箱、万能试验机等开展注浆固化土的冻融循环试验、强度试验、渗透试验及微观试验，揭示复合浆液及冻融循环条件对固化土性能的影响规律。试验结果表明：水泥的控盐效果优于粉煤灰，不同双浆液体积比下1%～3%缓凝剂能够使初凝时间延长至2～10倍，双浆液体积比为1∶0.5时结石体强度最高；最优配比浆液的控盐效果超过80%，初凝时间在2～10 min可调节，28 d抗压强度达到21.3 MPa；在8次冻融循环中，注浆后试样出现的最大变形量仅为注浆前的44.9%～61.2%，最大盐胀率均控制在1.08%以内；固化土在经历8次冻融循环后无侧限抗压强度仍满足规范要求(Rc≥250 kPa)，渗透系数回升幅度在63.6%～292%之间，最大为1.4×10-5 cm/s；SEM观测显示，冻融作用下固化土的结构劣化低盐组以胶结网络断裂为主，高盐组形成“盐桥-裂隙”复合结构。研发结果可为同类铁路工程的注浆材料选型、病害治理方案制定提供重要的理论依据与实践参考。关键词：路基工程;既有铁路;水泥-水玻璃浆液;冻融循环;耐久性12|7|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为解决传统真空预压处理超软土地基排水效率低、加固效果差的问题，本文提出“冻融-热真空预压”新技术：先冻融预处理，再开展热力固结真空预压。通过抽滤试验、扫描电镜(SEM)及模型试验，从宏微观尺度系统评价其脱水与加固机制。针对抽滤试验和SEM试验，对比不同冻融温度(-5、-10、-15 ℃)与不同加热温度(20、40、60、80 ℃)组合的排水体积、排水速率衰减系数、裂隙率等指标变化规律及滤饼微观结构；模型试验设置了常规真空预压(V0)、冻融真空预压(V1)、冻融-热真空预压(V2)及延迟冻融-热真空预压(V3) 4组方案，对比排水量、沉降、孔隙水压力消散、含水率及十字板抗剪强度。抽滤试验中，冻融(-5 ℃)联合加热(80 ℃)使排水体积提高42.98%，排水速率衰减系数最低降至0.023；SEM显示冻融促使小颗粒团聚、大孔隙增多，提高土体排水性能；模型试验中，V2组瞬时排水量达37.4 kg，总排水量较V0组提高19.1%，排水时间缩短32.9%，最终沉降增加13.2%，孔隙水压力消散更快且稳定时刻数值(负值)降低58.8%，表层含水率降至17.82%，十字板抗剪强度提升44.2%～74.7%，均优于V1与V3组。冻融-热联合真空预压法充分发挥冻融与加热的协同效应，能显著提高超软土脱水速率、改善固结均匀性及强度，为高效处理超软土地基提供了可行技术路径。关键词：冻融-热真空预压;超软土地基;模型试验;脱水效果;加固机制0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为解决滨海填海区水文地质条件复杂而导致挤扩支盘桩基础抗拔承载性能无法充分发挥的问题，依托深圳市滨海大道(总部基地段)交通改造工程，采用现场原型试验的方法，分析两根挤扩支盘桩加卸载量与桩顶位移的关系曲线。采用三维数值软件建立挤扩支盘桩精细化数值模型，与现场实测数据进行对比验证，并分析了盘结构在滨海填海区主要持力地层中的抗拔承载性能及最佳盘间距，提出了各地层盘结构抗拔承载力特征值修正系数。结果表明：在滨海填海区复杂地层中应用挤扩支盘桩时，将盘结构设置在全风化粗粒花岗岩层中的抗拔承载性能最佳，桩顶位移分别为含黏性土砾砂层和砾质黏性土层的43.70%、85.37%；含黏性土砾砂、砾质黏性土及全风化粗粒花岗岩层中盘结构抗拔承载力特征值修正系数分别建议取1.78、1.36、1.02；当盘间距较小时，盘间内嵌土体为圆筒状破坏，不利于桩基抗拔承载性能的发挥。增大盘间距，盘间内嵌土体由圆筒状破坏转变为界面破坏，对桩基抗拔承载性能的提升较大；继续增大盘间距，内嵌土体保持界面破坏不变，对桩基抗拔承载性能的提升幅度减小；在含黏性土砾砂层及全风化粗粒花岗岩层中，盘间距宜取2.5D；在砾质黏性土层中，盘间距宜取1.5D。研究结果可为进一步优化滨海填海区复杂地层中挤扩支盘桩的设计及应用提供参考。关键词：滨海填海区;挤扩支盘桩;抗拔承载力;盘间距;现场原型试验16|6|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：我国滨海地区结构性软黏土因孔隙比大、含水量高、压缩性强等特点，易导致盾构隧道出现严重工后沉降及衍生病害，传统注浆加固面临效率低、扰动显著、效果不可控等瓶颈，严重威胁隧道结构安全与长期服役性能。传统注浆加固方法虽在一定程度上可缓解沉降问题，但其在实际应用中仍存在诸多瓶颈，如注浆效率低下、施工扰动显著、超孔隙水压力积聚导致再固结沉降等，限制了其在结构性软黏土中的广泛应用。为此，本文提出“囊袋扩张-电渗法”协同加固技术，通过囊袋约束浆液扩散实现精准体积置换，结合电渗驱动孔隙水迁移以加速超孔压消散。以福建淤泥夹砂层重塑土为试验材料，开展纯囊袋扩张与囊袋扩张-电渗联合室内模型对比试验，同步监测微型孔压计的超孔隙水压力时空演化规律。结果表明：纯囊袋扩张的超孔压演化具有距离依赖性，且扩张后超孔压消散缓慢，表明传统囊袋注浆易引起显著的超孔压积累；囊袋扩张-电渗联合作用下，电渗可显著降低超孔压峰值，且能加速超孔压消散，其效果与距阳极距离呈正相关。通过对比两种工况下的超孔压时空分布，发现电渗作用可有效缓解因囊袋扩张引起的超孔压积聚，验证了该协同技术在提升地基加固效率与控制工后沉降方面的潜力，为解决软土隧道沉降控制难题提供了新的技术路径与试验依据，具有重要的理论意义与工程应用价值。关键词：囊袋扩张;电渗;结构性土体;超孔压;地基加固20|24|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：在季节性冻土地区，路基填料因冻融循环作用发生的力学性能劣化，是导致路基出现沉降、裂缝等工程病害的关键因素，而这一劣化过程与土体内部的孔隙结构密切相关，会直接影响路基的稳定性，因此开展该方向的研究对季冻区路基工程的建设具有重要意义。以重塑黄土为研究对象，通过初始应变模拟土体在路基不同位置处呈现的孔隙结构状态，系统开展不同冻结温度、冻融循环次数和围压条件下的单轴压缩试验、三轴剪切试验和NMR核磁共振试验，从宏观力学行为和微观孔隙结构演化分析土体的冻融稳定性；为描述初始应变与冻融循环双重影响下重塑黄土的应力-应变关系，基于二元介质理论，引入初始应变损伤因子和冻融循环损伤因子，建立考虑双重损伤效应的重塑黄土损伤本构模型。研究结果表明：初始应变显著影响重塑黄土的孔隙结构分布，导致土中小孔隙向中、大孔隙转化，进而降低试样强度；随冻融循环次数和初始应变的增加，试样峰值强度、黏聚力及内摩擦角非线性降低；初始应变的增大会加剧冻融劣化效应，且冻融循环次数越多，初始应变对强度劣化的影响越显著；所建立的损伤本构模型可有效反映初始应变和冻融双重影响下黄土的变形行为。研究成果可为季节性冻土地区路基的变形计算和稳定性评价提供理论支撑。关键词：路基工程;重塑黄土;初始应变;冻融循环;三轴剪切试验;损伤本构模型16|1|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为改善寒区风积沙改性土的高脆性特征，避免由其引发的填筑路堤冻缩开裂问题对高等级线路工程安全造成威胁，选取通辽—新民北高铁施工中所采用的水泥固化风积沙改性土(95%风积沙+5%水泥)为研究对象，通过掺入不同质量分数(0%、0.1%、0.2%、0.4%)的剑麻纤维，依次开展冻融循环试验与静三轴压缩试验，系统探讨冻融循环次数(0、20、40、60次)及围压水平(100、300、500 kPa)对纤维增强改性土抗剪性能的影响规律。结果表明：未掺纤维时，改性土的抗剪强度随冻融次数增加单调递减，内聚力和内摩擦角均呈波动变化特征；掺0.1%～0.4%剑麻纤维时，改性土的抗剪强度于冻融20次后达峰值，之后随冻融次数增加呈指数衰减(R2>0.83)，内聚力变化趋势与抗剪强度一致，内摩擦角随冻融次数增加呈小幅增大趋势。经历相同冻融次数后，各围压条件下风积沙改性土的应力应变曲线均呈应变软化型，剑麻纤维的加入提升了其延性。弹性模量方面，100 kPa围压下纤维最优掺量为0.1%，300、500 kPa围压下最优掺量为0.4%。相同冻融次数下，改性土的抗剪强度与围压呈幂函数递增关系。经历60次冻融后，500 kPa围压下最优纤维掺量(0.4%)试样较素土强度增幅约44.8%，远高于100 kPa下的11.7%，表明经历冻融后，较高的围压水平更利于剑麻纤维继续发挥加筋作用。研究结果可为寒区风积沙改性土工程应用提供参考。关键词：冻融循环;剑麻纤维;风积沙改性土;三轴压缩;抗剪强度12|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为探究硅酸钠(Na2SiO3)改性与沙漠砂协同作用对再生混凝土性能的影响，采用Na2SiO3溶液改性再生粗骨料(recycled coarse aggregate, RCA)，利用改性RCA和沙漠砂替代部分普通粗骨料和中砂制备再生混凝土，并进行单轴抗压强度和声发射(acoustic emission, AE)试验，分析RCA替代率、Na2SiO3溶液改性、沙漠砂替代率(desert sand replacement ratio, DSRR)对再生混凝土力学性能和声发射特征参数的影响，结合AE技术实时监测试件破坏全过程并揭示其损伤演变规律，利用扫描电镜分析微观形貌特征。研究结果表明：再生混凝土峰值应力、弹性模量、AE振铃计数、剪切型裂纹占比与Ib值峰值均随RCA替代率的增加呈现降低趋势。使用Na2SiO3溶液改性后RCA性能得到提升，再生混凝土内部缺陷减少。DSRR由0增至40%时可以提升试件密实度，力学性能表现更优。两者协同作用促进二次水化反应，强化水泥砂浆基体，提升峰值应力和弹性模量。改性后DSRR为40%、RCA替代率为25%时再生混凝土峰值应力相比改性前提升13.5%，RCA替代率为100%时相比改性前提升17.1%。相对峰值应力与相对累计振铃计数之间存在指数函数关系，相关系数R2>0.95。再生混凝土单轴受压过程中拉伸型裂纹占比始终处于主导地位，随着Na2SiO3溶液改性与沙漠砂的掺入，拉伸型裂纹占比降低，剪切型裂纹占比升高，再生混凝土Ib值初始值和波动值降低，Ib值峰值提升。Ib值变化反映材料内部微裂纹扩展，其波动表征了损伤演化过程。研究结果可为西北地区沙漠砂再生混凝土工程应用提供技术支撑。关键词：再生混凝土;硅酸钠;沙漠砂;应力-应变曲线;声发射;微观分析0|0|0更新时间：2026-07-24
轨道与基础
- 摘要：为了研究模块化功能恢复函数对铁路斜拉桥抗震韧性的影响，以铁路斜拉桥车速损失量化震后功能损失，建立了包含恢复函数形式、修复时间、功能恢复等参数的功能恢复函数模块，考虑斜拉桥各子系统修复顺序，组装集成6种系统功能恢复函数。以某公铁两用斜拉桥为研究对象，建立全桥非线性有限元模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)，计算系统易损性及通行功能易损性，基于易损性结果量化了通行功能损失、功能恢复权重系数、修复时间，并进行了抗震韧性评估，研究了功能恢复权重、修复顺序、修复函数模块等关键参数对铁路斜拉桥抗震韧性的影响。研究结果表明：新型功能恢复函数具有模块化特点，可根据修复方案任意组装得到功能恢复函数，显著拓展了功能恢复函数的适用范围。通过传统的综合型功能恢复函数得到的韧性指数受恢复函数形式唯一影响，难以客观反映修复过程对系统韧性的影响，直接用于抗震韧性评价有局限性，而模块化功能恢复函数的关键参数计算客观简便，便于应用。本文计算的子系统功能恢复权重系数随地表峰值加速度(peak ground acceleration, PGA)变化而变化，其物理意义是量化了子系统修复对系统功能恢复速率的重要程度，为修复顺序的优化决策提供了重要依据。当PGA小于0.5g时，先修复损伤程度更大且修复时间更短的支座子系统，可快速恢复斜拉桥系统功能，有助于系统的韧性提升。研究结果能为铁路斜拉桥震后修复决策和抗震韧性提升提供参考。关键词：铁路斜拉桥;抗震韧性;功能恢复权重系数;功能恢复函数模块;修复顺序5|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：传统被动气动措施难以满足大跨度悬索桥的抑振需求，主动气动翼板可作为提高超大跨度桥梁颤振控制效果的一种有效措施。针对主动气动翼板的流线型箱梁断面颤振主动控制规律尚未清晰认识的问题，有必要研究主动、被动等多种气动措施协同工作对流线型箱梁颤振性能的影响。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟，以丹麦大贝尔特东桥为研究对象，综合考虑中央稳定板与导流板等措施，系统研究了主动控制气动翼板与中央稳定板组合应用对流线型箱梁颤振性能的影响及其抑振机理。详细分析了组合措施协同作用下主梁周围流场的变化，以及这种变化对系统扭转耦合运动阻尼的影响，揭示了气动翼板和中央稳定板提升颤振稳定性的作用机制。结果表明，改变中央稳定板的高度会显著影响主梁-翼板系统颤振导数的变化趋势。在采用主动控制措施时，被动抑振措施(如稳定板)的优化配置同样关键。通过组合措施，确定了组合措施下的最佳稳定板高度配置。无导流板时，上中央稳定板高度为0.9～1.2 m，下中央稳定板高度为1.1～1.3 m；增设导流板后，上、下中央稳定板高度范围分别为0.9～1.3 m和0.9～1.2 m。结果表明，该组合策略可有效提升主梁颤振性能。最后从主梁颤振抑振的控制规律出发，解释了组合气动措施下系统颤振抑振机理。研究结果能为大跨度桥梁抗颤振设计提供依据，也能为同类桥梁抗风设计提供参考。关键词：桥梁工程;流线箱梁;主梁颤振;气动翼板;组合气动措施;数值模拟9|1|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：大跨度铁路斜拉桥的成桥线形会因为温度、混凝土徐变等作用而发生变化，其导致的轨道不平顺属于静态不平顺，列车过桥时，桥梁线形还将发生与车辆位置相关的动态变化，其与静态不平顺叠加后形成轨道动态不平顺。为明确列车动力响应与静态成桥目标线形和轨道动态不平顺的相关性，以3座大跨度无砟轨道斜拉桥为研究对象，考虑桥梁设计的人形坡纵断面或预拱及温度、混凝土徐变等因素，开展系统的车-线-桥耦合仿真计算。研究结果表明：主跨300、350和450 m斜拉桥满足列车走行性要求的最优成桥目标线形分别为设徐变、1/2静活载和徐变+1/2静活载预拱量的人形坡竖曲线方案。进一步研究得出，若对列车过桥时各位置的动态轨面不平顺求取其动态60 m弦中点弦测值最值，以其来反映有车时桥梁轨面的动态不平顺，更能表征轨面动态不平顺与列车动力响应的关联度，故提出了采用动态弦测值最值作为大跨度斜拉桥轨面动态不平顺评价标准的新思路，通过对仿真计算结果进行统计和拟合，推荐设计时速350 km的斜拉桥动态60 m弦中点弦测值最值限值取为16 mm，并针对大跨度铁路斜拉桥提出了在静态成桥线形基础上，以桥塔支点为中心加载列车荷载来求解动态弦测值最值的简化计算方法。研究结果可为该类型桥梁在设计阶段确定成桥目标线形提供有效的评价手段。关键词：大跨度铁路斜拉桥;车桥耦合;成桥目标线形;静、动态平顺性;车体响应;动态弦测值81|33|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为探究钢桁-混凝土组合梁的栓钉剪力键在不同位置上的抗剪性能，采用ABAQUS建立剪力键有限元模型，结合2组钢桁-混凝土组合梁栓钉剪力键试件推出试验验证数值模拟的可靠性；分析栓钉直径、长度及混凝土强度对不同位置处栓钉剪力键抗剪承载性能的影响，对比3种位置处进行各参数分析时结构应力、破坏形态的差异性，并探讨栓钉在3种位置时的优缺点；通过回归分析试验和模拟数据，建立不同位置处考虑剪力键影响的计算模型，并采用非线性拟合方法分析90 组有限元数据及试验数据，推出计入侧向钢板约束混凝土局部增强作用下的栓钉抗剪承载力计算公式。研究结果表明：增加侧向位置栓钉在一定程度上能使整体结构具备更高的极限抗剪承载能力，能有效提高结构抗剪切变形能力，增加结构延性，但只设置侧向位置栓钉的结构安全系数偏低，不考虑单独使用；3种位置处的栓钉抗剪承载力随着栓钉直径的增加而增加，但由于混凝土的强度限制，随着栓钉直径从19 mm增至22 mm，抗剪承载力增幅呈下降趋势。理论计算值与试验值吻合良好，可为钢桁-混凝土组合结构栓钉剪力键的设计提供参考依据。关键词：钢桁-混凝土组合梁;栓钉剪力键;抗剪承载力;抗剪刚度;荷载-滑移4|1|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为研究海太长江隧道新型接头预埋连接件(DDCI)的抗拉力学性能，明确不同材料对连接性能的影响，为预埋件材料选型和结构设计优化提供依据，选用45钢和Q690两种材料制备DDCI连接件，开展全尺寸接头轴拉试验、小变形循环轴拉试验及初始拼装错台条件下的轴拉试验。试验过程中监测接头张开量、错台量、锚筋应力及C型构件应变等参数，并对比分析预埋件的力学行为及破坏特征。结果表明：在全尺寸轴拉试验下，采用45钢预埋件的接头极限抗拉承载力为1 320 kN，最大张开量为17.5 mm；采用Q690预埋件的接头极限抗拉承载力提高至2 160 kN，最大张开量减小至5.97 mm，最终因C型构件脆性破坏而失效。小循环荷载作用后，DDCI连接件产生微小的残余应变，由45钢和Q690预埋件构成的接头极限抗拉承载力均有所提高，分别达到1 360 kN和2 460 kN，接头破坏呈渐进性(应力调整伴随声响-裂缝出现-裂缝扩展-锚筋拔出/断裂结构破坏)。当初始错台不超过2.8 mm时，DDCI接头的抗拉性能基本不受影响，错台在加载过程中逐渐恢复，破坏模式与全尺寸轴拉试验保持一致。采用高强度材料Q690制备的预埋件可显著提升DDCI接头的抗拉承载性能，小循环荷载作用有助于改善接头的应力分布并提高极限承载力。研究成果可为预埋件材料选型与结构设计优化提供工程参考。关键词：盾构隧道;DDCI连接件;抗拉性能;小变形循环荷载;初始错台11|7|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：为解决寒区隧道排水管在低温碱性环境中因盐分结晶堵塞而威胁工程运营安全的重大技术难题，提出基于交变电场的防结晶技术，设计了低温环境(1、3和5 ℃)流水循环模拟试验装置。根据胡麻岭隧道地下水试验结果配制了碱性溶液，研究了静电场及10、30、50 kHz交变电场对盐分结晶的抑制效果，并采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)与扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)分析了晶体物相的转变与微观形貌的演化。研究结果表明：交变电场表现出显著的抑制结晶性能，低温环境下的抑晶效果优于静电场，其也存在显著的频率依赖性。在1 ℃条件下，50 kHz交变电场抑制率高达49.41%；10 kHz和30 kHz交变电场抑制率分别为36.85%和38.85%，均远高于静电场的14.88%。寒区隧道的低温环境也会强化交变电场的优势，1 ℃时各频率抑制率均高于3 ℃和5 ℃时的抑制率；静电场在低温环境下的抑制率变化不明显(1 ℃至5 ℃仅增加了3%)。XRD分析显示交变电场促使碳酸钙从稳定方解石相转向亚稳态文石相，文石占比随频率增大而增加，50 kHz时达峰值(如1 ℃时达62.4%)；静电场下方解石仍为主导(占比为58.6%)，同时，交变电场也会抑制氢氧化镁的生成。SEM证实交变电场诱导晶体形态从致密菱面体转变为结晶体尺寸更小、结构更松散且易被水流冲刷的纤维状絮状集合体，使管内残留结晶大幅减少。研究成果可为寒区隧道排水管结晶预防与控制提供技术参考。关键词：寒区隧道;排水管;结晶;交变电场;抑制率7|2|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：针对地下框架结构在地震作用下的震后可修复需求，本文提出一种新型的锚固型钢管混凝土叠合柱-宽扁梁节点。在对该节点进行拟静力试验并分析其破坏模式后，提出一种复合修复方案，即在柱端采用外包钢套筒，在梁端采用增大截面法，以实现对节点震损的有效修复。为深入探究修复效果，对修复前后的节点进行了拟静力试验，探讨了其在破坏形态、滞回性能及刚度退化等抗震指标上的差异。同时，建立了锚固型修复节点的有限元模型，并通过与试验结果相互验证，研究了轴压比、修复层厚宽比及修复层长高比对抗震性能的影响规律。结果表明，锚固型节点呈现出梁端弯曲、核心区剪切和柱端混凝土破坏等多种模式，而修复后节点破坏模式转变为弯剪破坏，这表明复合修复方案有效地实现了“强柱弱梁”的设计目标。修复前后的2种节点均表现出良好的滞回性能和承载能力。与修复前节点相比，修复后节点的位移延性系数提高了13.83%，累计耗能提高了45.69%。研究还发现，增大修复层厚宽比和修复层长高比能有效提高节点的承载力和耗能能力，但当修复层厚宽比增加到0.12以及修复层长高比增加到1.63时，其影响已不显著。研究结果可为该类型节点的抗震修复设计提供重要的理论依据和工程应用参考。关键词：钢管混凝土叠合柱;宽扁梁;节点;修复;抗震性能6|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：岩石-混凝土复合体常因酸性地下水腐蚀发生劣化，严重威胁工程结构的安全与长期稳定。为研究其力学性能变化规律及劣化机制，以灰岩-混凝土复合体为研究对象，采用pH=3、5的硫酸溶液模拟不同强度酸性地下水，以pH=7的蒸馏水为对照，通过静态浸泡实验，结合单轴压缩试验、核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)测试及X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析酸侵蚀作用下复合体的力学性能、孔隙结构及矿物组分变化，并揭示其劣化机制。研究结果表明：随着溶液pH值降低，复合体的破坏模式从脆性向延性转变，峰值应变呈上升趋势，峰值应力与弹性模量呈下降趋势，且从pH=7至pH=5的下降幅度比从pH=5至pH=3的下降幅度更为明显。NMR测试结果显示，酸侵蚀导致微孔数量增多、孔径扩大，孔隙率(4.3%～6.2%)和质量损失率(0.4%～1.1%)显著增加。此外，孔隙分形维数与峰值应力、弹性模量呈负相关，这表明分形维数越高，力学性能越弱。矿物与硫酸反应导致溶液pH值递增，pH-时间曲线呈现“初期骤升→中期缓变→后期趋稳”的阶段性特征，复合体劣化根本机制为H+和
- 摘要：矩形钢管混凝土柱因力学性能良好和施工便捷的特点，在工程中应用广泛。为弥补单腔钢管对截面宽厚比较大的构件核心混凝土约束效应不足的缺陷，改善拉筋等贯通约束形式增大构件施工难度、箍筋等局部约束形式对大体积钢管混凝土构件约束作用有限的不足，提出了一种采用加劲肋钢板将混凝土分隔开的多腔矩形钢管混凝土柱构件，并对8个多腔矩形钢管混凝土试件进行了拟静力试验，考察腔体布置形式、轴压比等参数对承载力、刚度、延性和损伤位移比的影响，分析其破坏模式及荷载-位移关系。在试验基础上，采用ABAQUS有限元软件建立多腔矩形钢管混凝土柱的非线性拟静力模型，对试验的破坏模式、滞回曲线以及塑性耗能进行验证。研究结果表明：增加腔室数量能显著提升构件的承载力和刚度。具体而言，4腔试件较单腔试件的峰值承载力提升了27.85%，弹性阶段刚度提升了23.86%，而单腔与双腔试件的性能则较为接近，轴压比对承载力和刚度性能的影响较小。此外，增加腔室能改善构件延性，4腔试件较单腔试件的延性提升了19.42%。有限元模型较好复现钢管屈曲等试验破坏模式，滞回曲线误差可控，模拟与试验峰值荷载比值均值为0.966，离散系数为0.027，验证了模型可靠性。随着腔室数量和钢材强度增加，构件总塑性耗能显著提升，轴压比对抗震耗能有一定影响，混凝土强度对塑性耗能影响较小。研究成果为多腔矩形钢管混凝土的抗震优化设计提供科学依据，为工程实践及相关规范的制定奠定基础。关键词：多腔;矩形截面;拟静力性能;峰值承载力;有限元15|6|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：耐候钢凭借优异的耐蚀性能，在桥梁工程中得到广泛应用，但其在腐蚀环境下的长期服役力学性能演化规律仍需系统阐明。目前，耐候钢与普通钢在腐蚀条件下力学性能劣化行为的对比研究尚显不足，制约了免涂装耐候钢桥梁的寿命评估与推广应用。为此，以Q370qENH耐候钢和Q370q普通钢为研究对象，开展中性盐雾干湿循环加速腐蚀试验，并在室温条件下进行单轴拉伸试验，获取2种钢材的应力-应变曲线以及强度与延性指标。结合三维表面扫描与数字图像相关技术(digital image correlation, DIC)，系统表征不同腐蚀周期下试样的腐蚀形貌及锈坑分布特征。研究结果表明：随着腐蚀时间延长，Q370qENH耐候钢表面逐步形成致密连续的保护锈层，腐蚀分布更均匀，该锈层有效缓解锈坑深度不均所引起的应力集中，进而延缓强度与延性的退化；经历30个加速腐蚀周期后，Q370qENH耐候钢的屈服强度和抗拉强度分别下降4.84%和2.72%，降幅显著低于Q370q普通钢，表现出更优异的耐腐蚀性；基于此，系统揭示Q370qENH耐候钢在腐蚀环境下的力学性能衰减规律，建立其力学性能衰减模型，从而为耐候钢桥梁的长期性能评估与耐久性设计提供理论依据；在断裂特征方面，腐蚀后耐候钢主要表现出显著的脆性断裂特征，而普通钢仍以韧性断裂为主。研究结果对推动免涂装耐候钢桥梁的工程应用与发展具有重要的指导意义。关键词：Q370qENH耐候钢;腐蚀特征;力学性能;腐蚀形貌;数字图像相关技术;预测模型11|3|0更新时间：2026-07-24
桥梁隧道与结构
- 摘要：为了填补多边形与扁疤的相位关系及其对系统振动响应影响探讨的不足，深入研究加强激励叠加耦合与振动响应非线性增强效应。基于实测车轮多边形数据构建多工况激励模型，分析车轮多边形和扁疤激励作用下的轮对和构架振动响应差异。创新性地提出同轴缺陷激励叠加方法和相位调节关系，深入探究缺陷激励的相互作用机制及其对系统振动特性的影响。主要结论如下：(1) 车轮多边形幅值与速度之间存在明显的耦合增强效应，尤其在速度300 km/h和350 km/h、幅值为0.1 mm工况下，效果最为明显，构架振动主要受高阶多边形激励的影响，且主要集中在18～27阶。相较于速度，扁疤长度带来的不利影响更加明显，扁疤的存在显著增强了构架振动强度。(2) 车轮多边形与扁疤的相位差180°(即凸-凹组合)工况下，轮对激励达到最强干涉状态，二者耦合关系提高了结构振动强度。激励叠加后，扁疤在低速下接触更加充分，易与相邻结构形成共振。达到高速后，惯性导致轮轨接触时间缩短，无法有效发挥扁疤作用，此时多边形对振动频率的影响高于扁疤。(3) 具有持续周期性特点的车轮多边形激励作为构架振动的主导因素，主频随速度增加逐渐变大。具有局部冲击载荷特点的扁疤激励对构架振动的影响具有明显的速度依赖性，仅在低速区间具备增强效应。研究揭示了轮轨几何缺陷耦合激励的多形态响应特征，为车辆运行安全与缺陷识别提供了理论依据。关键词：车轮多边形;车轮扁疤;刚柔耦合;轮对-构架系统;振动特性39|27|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：辅助逆变器为列车控制电源、空调、散热风机等辅助设备提供电能，是列车安全舒适运行的关键。逆变器滤波参数与控制参数受制造公差、运行环境、器件老化等因素影响，存在动态漂移和退化，若不能及时准确辨识，将降低输出电能品质，进而影响负载设备安全运行。为提升轨道交通辅助逆变器的健康监测能力，保障列车辅助供电系统的安全稳定运行，实现设备全生命周期的智能运维，亟需构建能够准确反映装备健康状态与关键参数变化的高精度数字孪生模型。当前主流建模与监测方法往往依赖于离线测试或局部特性分析，难以满足复杂工况下多参数同步辨识与非侵入式健康监测的需求。因此，研究高效、智能的参数在线辨识方法，对推动轨道交通装备的智能健康管理和低碳运维具有重要工程意义。本文提出了一种融合数字孪生高保真建模与鸽群优化算法(pigeon-inspired optimization, PIO)的LC滤波参数协同辨识方法。首先，建立了基于四阶龙格-库塔离散化的高精度数学模型；其次，针对控制器参数与滤波参数之间的耦合关系，设计了两阶段协同优化框架和循环辨识方法，并依据逆变器输出波形特性，设计了包含相关系数和误差的适应度函数。最后，开展了涵盖多组参数退化与老化场景的系统实验。实验表明，数字孪生模型在实际物理系统下展现出优异的辨识精度与鲁棒性。关键词：轨道交通;辅助逆变器;LC滤波参数辨识;数字孪生;鸽群算法10|1|0更新时间：2026-07-24
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城轨车辆复合送风风量配比对气流性能的影响 AI导读
摘要：为优化城轨车辆车厢气流组织与热工性能，解决传统上送下回模式热舒适性差、能耗高的问题，提出将上送风与下送风相结合的复合式送风策略，对复合式送风条件下的车厢气流组织进行分析。建立三维车厢热环境数值模型，系统分析夏季不同载客量(空载/半载/满载)工况下不同上下风量配比的车厢气流组织特性。构建涵盖分布不均匀系数、截面最大温差、空气分布特性指标、能量利用系数及气流短路综合系数的多维评价体系，量化研究上下送风量配比对流场特性与能源效率的影响机制，得到最佳风量配比。复合送风模式通过协同调控垂直方向气流分布，能有效削弱热分层现象并减少气流短路造成的冷量损失。夏季温度与速度分布不均匀系数均随上送风比例增加呈下降趋势，上送风比例增至70%时速度场趋于稳定；工作区平均温度与能量利用系数在50%配比时分别达到最低值和最优值；气流短路程度与上送风量正相关。综合考量下，确定夏季车厢满载和半载时，最优风量配比为50%上送风和50%下送风。该成果可为车辆空调智能调控系统提供理论依据和关键参数，实现不同运行条件下的车厢气流组织的节能。提出的多维评价体系为封闭空间气流组织优化与能耗精准管控建立了普适性方法论框架。关键词：城轨车辆;复合送风;气流组织;风量配比;评价指标9|2|0更新时间：2026-07-24
智能制造与装备
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全局感知与双层语义增强的铁路异物检测方法 AI导读
摘要：高速铁路沿线异物入侵作为一种典型的突发性安全事件，严重危及行车及公共安全。针对现有铁路异物检测方法在异物检测时存在特征提取能力不足、细节信息易丢失导致检测精度低的问题，提出一种全局感知与双层语义增强的铁路异物检测方法。首先，在Mask DINO框架基础上提出了全局感知动态卷积特征提取网络，通过动态卷积将全局上下文信息与局部结构特征有效融合，采用动态卷积机制增强了特征提取阶段对异物的提取能力。其次，设计可变形双层语义注意力的Transformer解码器模块，结合可变形采样策略与双层语义增强机制，在全局层面粗筛的基础上通过区域级注意力进一步优化局部细粒度特征表达，有效提升多尺度异物的检测精度，避免异物细节信息丢失的问题。然后，在解码器中引入增强型前馈网络结构，通过捕获通道和局部空间特征，强化了空间关系感知能力。最后，设计多尺度感知融合模块，将低分辨率特征与高层语义特征进行融合输出，在保留细粒度边界信息的同时强化语义表达，提高铁路异物检测的整体性能。通过铁路异物检测实验，验证了所提方法的有效性，所提方法平均准确率相较于Mask RCNN、DETR、Mask2Former、YOLO11和Mask DINO分别提高了10.67个百分点、7.49个百分点、6.84个百分点、6.61个百分点和5.93个百分点，具有更好的高速铁路异物检测性能。关键词：高速铁路;异物检测;全局感知;双层语义增强;多尺度感知融合21|3|0更新时间：2026-07-24 - 摘要：铁路道岔尖轨密贴检测是保障铁路运营安全的关键技术环节。针对传统人工检测手段存在巡检盲区、作业风险高等问题，提出基于点云驱动的道岔尖轨密贴非接触检测PMG方法(preprocessing-midline extraction-gap calculation, PMG)。该方法使用红外VCSEL随机时空数字散斑扫描仪获取道岔尖轨表面三维点云数据，通过体素均匀化处理原始数据，消除噪声干扰并保持几何特征完整性。构建融合密度聚类与几何分箱的中线精细化提取算法，利用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)密度聚类算法对二维投影点云进行分割，识别上下轨道簇并处理复杂点云数据，采用X轴等宽分箱结合局部百分位统计方法，自适应地捕获轨道边缘特征，生成离散中点序列。通过多项式拟合对中点序列进行平滑处理，消除离散点噪声干扰，实现中线几何特征的连续化重构，准确表征尖轨缝隙的真实几何趋势。使用KD树(K-Dimensional Tree)高效邻域搜索技术，量化计算中线点与轨道点的密度分布特征，结合指数衰减理论构建密贴值计算公式，利用归一化密度与原始密度的双重影响机制，平衡局部密度变化与全局分布特征，实现尖轨密贴的自动化检测。实验结果表明，该方法能够正确分割道岔尖轨点云，实现密贴状态的判别，重复性精度收敛于0.06 mm，平均测量偏差达到0.038 mm，在关键监测区间内具有良好的线性响应和鲁棒性，响应时间为5.46 s，检测实时性优于人工巡检。该方法具有高精度、非接触、高鲁棒性等检测优势，实现道岔尖轨准确检测的同时保证了作业安全性，为铁路智能维护提供了有效的技术支撑。关键词：铁路巡检;道岔尖轨;点云聚类;自动化检测;密贴值检测9|3|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：细粒流失是影响土体结构稳定性的重要因素之一，现阶段对土体损伤强度的研究主要集中在土体的结构性损伤上，缺乏细粒流失对抗剪强度损伤的研究。本文先定义损伤变量来描述细粒流失过程中损伤演化的规律，通过有效应力张量的变化表达细粒流失前后同一横截面上颗粒的受力关系，结合扩展的非线性弹性应变余能等效方法和等效弹塑性能量法，推导细粒流失前后土体弹性模量、等效屈服应力及应变间的关系式，基于邓肯-张模型建立适用于无黏性土的细粒流失强度损伤模型。研究结果表明：非线性弹性应变余能等效方法预测的弹性模量-应变曲线与实测曲线整体贴合程度较高，在此基础上进行的理论推导具备实际意义；模型损伤内摩擦角预测值与实测值最大误差为10.5%，最小误差为0.2%，预测结果较合理，精度较线弹性损伤模型提升约2倍；模型在中应力段的置信水平较高，更适用于中应力条件下无黏性土损伤强度的预测。研究成果可为内侵蚀作用下的无黏性土提供可靠的损伤强度预测方法。关键词：细粒流失;损伤演化;应变余能等效;等效弹塑性能量法;强度损伤模型0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：针对钢筋混凝土(RC)结构在近海环境中面临氯离子侵蚀与疲劳荷载的双重劣化机制，构建“氯离子迁移-混凝土疲劳开裂-钢筋锈蚀-疲劳损伤”时变耦合数值模型。以Fick扩散理论为基础，综合引入温度、湿度、水胶比、保护层厚度、辅助胶凝材料(SCM)、氯离子结合能力等多种内、外部因素，结合腐蚀速率模型和混凝土疲劳损伤模型，动态描摹氯离子扩散行为、混凝土保护层开裂、腐蚀速率加剧和钢筋锈蚀的非线性退化过程。结合多组试验数据及钢筋锈蚀率演化，建立由实时腐蚀率表征的锈蚀钢筋S-N曲线。基于典型重载铁路历史运营谱及ARIMA时间序列模型预测未来运营谱，构建包含多种典型重载列车轴重和编组方式的疲劳荷载谱。依托精细化的车-轨-桥耦合分析模型，获得钢筋与混凝土的应力时程，并通过雨流计数法构建应力幅谱。在此基础上，分别采用Palmgren-Miner线性损伤理论与Corten-Dolan非线性损伤准则，开展结构时变累积疲劳损伤分析。系统探讨了6类外部因素(列车轴重、混凝土拉应力水平、氯盐侵蚀等级、环境温度、相对湿度、冻融循环频率)与6类内部因素(水胶比、保护层厚度、SCM掺量、钢筋直径、初始裂纹密度、裂缝宽度)对结构累积疲劳损伤的作用规律。研究表明，RC梁的累积疲劳损伤随服役年限呈显著非线性增长，服役后期的疲劳劣化速率显著提升。环境温度、相对湿度、侵蚀等级、SCM的种类与掺量对损伤响应最为敏感。研究结果可为近海或盐雾环境中服役的重载铁路RC桥梁结构的寿命预测、性能评估及维修策略制定提供理论支撑与工程依据。关键词：重载铁路;RC桥梁;腐蚀-疲劳;氯盐侵蚀;疲劳寿命0|0|0更新时间：2026-07-24
- 摘要：针对列车轴箱轴承故障诊断中本征模态函数(intrinsic mode functions, IMFs)信噪分离困难及熵特征稳定性不足的问题，本文提出一种基于综合筛选准则与麻雀算法(sparrow search algorithm, SSA)优化分层精细复合多尺度波动散布熵(hierarchical refined composite multiscale fluctuation-based dispersion entropy, HRCMFDE)的特征提取方法。首先，提出一种基于相关系数、峭度和能量比的综合筛选准则，采用协方差矩阵自适应分配融合指标权重，进而得到各IMFs得分，并通过构建IMFs分量阈值实现高信噪比分量识别与信号重构，提升模态分量中故障特征的可辨识性。其次，结合分层理论与精细复合多尺度波动散布熵(refined composite multiscale fluctuation-based dispersion entropy, RCMFDE)，引入差分运算符与平均运算符以分别增强高频与低频特征的量化能力，缓解粗粒度处理导致的高频信息丢失问题。随后，以偏度平方作为适应度函数，调用SSA算法对HRCMFDE参数进行全局优化，克服人工预设参数所带来的主观偏差。最后，采用某型和谐机车轴箱轴承振动数据进行实验验证，并将提取的特征输入SVM进行分类检测。结果表明：本文所提出的综合筛选准则相较于传统IMFs筛选方法，能更有效地保留故障信号中的周期性冲击成分，显著降低噪声干扰；HRCMFDE方法在稳定性及类间可分性方面均优于RCMFDE与多尺度波动散布熵；相比于人工预设HRCMFDE参数组合，调用麻雀算法可更快速地寻得HRCMFDE全局最优参数组合，增强算法鲁棒性，提升故障特征提取的准确性与稳定性。综上，本文方法表现出良好的故障特征提取能力，具有一定的工程应用价值。关键词：综合筛选准则;麻雀算法;分层精细复合多尺度波动散布熵;特征提取;轴箱轴承0|0|0更新时间：2026-07-24
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