Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.1 P.1-82

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering

The state-of-the-art centrifuge modelling of geotechnical problems at HKUST

Charles W. W. Ng

DOI: 10.1631/jzus.A1300217 Downloaded: 8022 Clicked: 19125 Cited: 18 Commented: 0(p.1-21) <Full Text> <PPT> 2642

Chinese summary <299> 香港科技大(dà)學土工(gōng)離(lí)心機先進模拟技術在岩土工(gōng)程中(zhōng)的應用

研究目的：采用香港科技大(dà)學的先進土工(gōng)離(lí)心模拟技術來研究和解決複雜(zá)的岩土工(gōng)程問題。
創新方法：1.驗證豎向鑽孔開(kāi)挖技術（應力釋放(fàng)）對建築糾偏的有效性；2.研究隧道坍塌對其鄰近既有隧道的影響；3.研究基坑開(kāi)挖對坑中(zhōng)既有樁基承載力的影響；4.揭示不同顆粒級配形成的土坡在水位上升和動力荷載作用下(xià)的破壞模式。
研究手段：1.用香港科技大(dà)學全球首台離(lí)心機中(zhōng)的雙向震動台（見圖5）模拟地震荷載對土坡的影響；2.用香港科技大(dà)學全球第二台四軸機械手（見圖6）模拟不停機情況下(xià)的鑽孔開(kāi)挖。
重要結論：1.豎向鑽孔開(kāi)挖技術能有效地對建築物(wù)進行糾偏；2.隧道坍塌會對其鄰近既有隧道産生(shēng)很大(dà)的附加彎矩，尤其是拱腳處的彎矩可增加多達228%；3.基坑開(kāi)挖後坑中(zhōng)樁基的承載力取決于樁土接觸面的粗糙程度，粗糙的樁-土接觸面在剪切過程中(zhōng)傾向于發生(shēng)剪脹，這會增大(dà)樁周圍土的水平土壓力，從而使樁基承載力增加；4.當水位上升時，顆粒均勻，級配差的松散砂土坡容易發生(shēng)靜态液化；相反地，顆粒級配好的松散砂土坡（風化土）不太可能發生(shēng)靜态液化，而隻是發生(shēng)整體(tǐ)滑動破壞；5.離(lí)心機雙向震動台實驗顯示松散的風化岩土坡在0.3g的地震加速度作用下(xià)不會發生(shēng)液化，可以抵禦香港地區的地震荷載（0.08g到0.11g）。

關鍵詞組：土工(gōng)離(lí)心機；建築糾偏；隧道坍塌；深基坑工(gōng)程；土坡靜态液化

An investigation of flow characteristics in slope siphon drains

Yue-liang Cai, Hong-yue Sun, Yue-quan Shang, Xiao-liang Xiong

DOI: 10.1631/jzus.A1300178 Downloaded: 3621 Clicked: 8036 Cited: 3 Commented: 0(p.22-30) <Full Text> <PPT> 2204

Chinese summary <200> 邊坡高揚程虹吸排水管流态特征研究

研究目的：從實驗及理論角度闡述邊坡高揚程虹吸排水容易斷流造成虹吸中(zhōng)斷的原因，并提供解決方案，實現虹吸排水的長期有效。
創新方法：利用物(wù)理模型實驗，結合理論解析推導，得到了高揚程虹吸排水管頂部流态特征及其與管徑的關系，解決了高揚程虹吸排水容易斷流造成虹吸中(zhōng)斷問題，保證了虹吸排水技術在邊坡治理工(gōng)程中(zhōng)的長期有效性。
研究手段：通過物(wù)理模型試驗，揭示虹吸水流經過管頂區段的三種流型特征（見圖4）；利用熱力學理論推導，得到了虹吸水流經過管頂區段由貼壁流向彈狀流轉變的臨界管徑，見公式（23）。
重要結論：管中(zhōng)形成氣液共同移動的完整彈狀流是實現虹吸排水長期穩定的關鍵，虹吸水流經過管頂區段由貼壁流向彈狀流轉變時存在臨界管徑。保證邊坡工(gōng)程中(zhōng)虹吸排水長期穩定的管徑以3.6?mm爲宜。

關鍵詞組：虹吸排水；貼壁流；彈狀流；虹吸管徑；液面形狀

High temperature mechanical performance and micro interfacial adhesive failure of textile reinforced concrete thin-plate

Shi-lang Xu, Ling-hua Shen, Ji-yang Wang, Ye Fu

DOI: 10.1631/jzus.A1300150 Downloaded: 3363 Clicked: 8913 Cited: 4 Commented: 0(p.31-38) <Full Text>

Chinese summary <49> 織物(wù)增強混凝土薄闆的高溫力學性能與微觀界面黏結破壞性分(fēn)析

研究目的：探讨不同溫度和持續時間對織物(wù)增強混凝土（TRC）薄闆裂縫行爲和承載能力的影響。通過微觀掃描電鏡觀測觀測，分(fēn)析纖維編織網與基體(tǐ)混凝土間的界面黏結破壞機理。
創新方法：明确了高溫後纖維編織網與基體(tǐ)混凝土之間界面粘結破壞的主要原因。以溫度和持時爲基本參數，對TRC構件的耐高溫性能進行正确評價。
研究手段：通過三點彎曲試驗（見圖3），對高溫後試件的力學性能（見圖4、5）進行測試。通過微觀掃描電鏡觀測（見圖8～10），了解高溫下(xià)纖維編織網、環氧樹(shù)脂及基體(tǐ)混凝土的形态。
重要結論：1. 環氧樹(shù)脂在200 °C高溫作用90 min時劣化嚴重，造成纖維網與基體(tǐ)之間的界面黏結破壞，這是導緻試件破壞的主要原因；2. 在常溫或120 °C作用下(xià)，摻加聚丙烯（PP）纖維可以較大(dà)幅度地提高TRC構件的承載能力；但在200 °C、持續時間較長的高溫作用下(xià)，PP纖維的摻入對試件的承載力幾乎沒有影響。

關鍵詞組：織物(wù)增強混凝土薄闆；環氧樹(shù)脂；聚丙烯纖維；耐高溫性能；三點彎曲試驗

Mechanical Engineering and Mechanics

Numerical analysis of a nonlinear double disc rotor-seal system

Wen-jie Zhou, Xue-song Wei, Xian-zhu Wei, Le-qin Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1300230 Downloaded: 4200 Clicked: 9367 Cited: 5 Commented: 0(p.39-52) <Full Text> <PPT> 2523

Chinese summary <172> 非線性雙圓盤轉子-密封系統的數值分(fēn)析

研究目的：求解雙圓盤轉子-密封系統的非線性振動特性和運動響應
創新方法：采用有限元法（FEM）和拉格朗日方程求解雙圓盤轉子-密封系統，進而爲研究多級轉子系統的非線性振動問題提供有效方法。
研究手段：基于有限元法（FEM）和拉格朗日方程，得到包含Muszynska非線性密封流體(tǐ)力和圓盤重力作用下(xià)的雙圓盤轉子-密封系統的運動方程。同時利用四階龍格-庫塔法求解系統動特性運動響應情況，利用分(fēn)岔圖、時間曆程圖、軸心軌迹圖、龐加萊映射和幅值譜等分(fēn)析圖研究雙圓盤轉子-密封系統的非線性振動特性。
重要結論：随着轉速的增大(dà)，雙圓盤轉子-密封系統呈現豐富的非線性運動形式，包括周期性運動、多周期運動、準周期運動以及混沌運動。在右端圓盤不平衡質量小(xiǎo)于34 kg、密封間隙範圍爲0.376 mm–0.54 mm、密封長度大(dà)于0.13 m或者密封壓差高于0.104 MPa的情況下(xià)均有利于提高雙圓盤轉子-密封系統的穩定性。

關鍵詞組：非線性；轉子-密封系統；有限元法；流體(tǐ)激勵

Elimination of surface spiral pattern on brake discs

Adrián Rodríguez, L. Norberto López de Lacalle, Asier Fernández, Stephan Braun

DOI: 10.1631/jzus.A1300236 Downloaded: 3281 Clicked: 5993 Cited: 1 Commented: 0(p.53-60) <Full Text>

Chinese summary <40> 制動盤表面螺旋紋理的消除方法

創新方法：提出以沖刷代替傳統磨削過程對制動盤進行抛光；研究獲取規定表面質量下(xià)的最優沖刷條件。

關鍵詞組：制動盤；沖刷；表面粗糙度；螺旋模式；鑄鐵

Skin-core adhesion in high performance sandwich structures

Yi-ou Shen, Wesley Cantwell, Yan Li

DOI: 10.1631/jzus.A1300283 Downloaded: 2917 Clicked: 6638 Cited: 2 Commented: 0(p.61-67) <Full Text> <PPT> 1949

Chinese summary <40> 高性能夾芯結構的面闆與芯材的黏合性能

研究目的：通過準靜态到動态的加載，研究以不鏽鋼點陣結構爲芯材的夾芯結構的層間斷裂韌性。
創新方法：制備的夾芯結構不需要黏合劑，但是具有優異的面闆-芯材界面性能；證明改良後的三點彎曲實驗可用于研究夾芯結構在低速沖擊下(xià)的界面性能。
研究手段：采用改良後的三點彎曲實驗（見圖2）測試夾芯結構的面闆-芯材斷裂韌性；采用低速沖擊來測試夾芯結構的抗分(fēn)層性能（見圖5）和吸收能量性能（見圖8）。
重要結論：1.采用熱壓法制備的以碳纖維增強環氧樹(shù)脂預浸料爲面闆，不鏽鋼點陣結構爲芯材的夾芯結構不需要任何粘合劑；2.所得夾芯結構在受到準靜态和動态三點彎曲加載時展現了優異的抗面闆-芯材界面分(fēn)層性能，斷裂能達到5500 J/m2；3.改良的三點彎曲實驗可以用于測試低速沖擊條件下(xià)夾芯結構的斷裂性能。

關鍵詞組：夾芯結構；層間斷裂韌性；彎曲性能

Hydraulic Engineering

A three-dimensional topographic survey based on two-dimensional image information

Xiao-long Song, Yu-chuan Bai, Chao Ying

DOI: 10.1631/jzus.A1300317 Downloaded: 3037 Clicked: 6568 Cited: 1 Commented: 0(p.68-82) <Full Text> <PPT> 2131

Chinese summary <46> 一(yī)種基于二維圖像信息的三維地形測量

研究目的：利用數字圖像測量技術對河流模型實驗中(zhōng)的河床地形測量研究。
創新方法：以高質量的圖像徑向畸變校正爲基礎，依據多幅圖像間映射換算以及單幅圖像灰度信息變換兩方面的研究，來提取三維地形信息。
研究手段：使用考慮殘差的一(yī)階誤差傳播的最大(dà)似然估計方法求解圖像與地形坐标的映射變換參數；借助漫反射光照模型，通過适當假設，推導出地形高程與圖像灰度、灰度梯度及太陽方向的關系式。
重要結論：1.以Devernay基于直線的圖像畸變校正方法爲基礎，通過使用更高精度的Canny邊緣檢測算子提取圖像邊緣，黃金分(fēn)割法和二次插值法相結合的最優化方法求取畸變系數等，可以得到較好的校正效果，求算的畸變系數精度更高，求算過程更快；2.利用圖像與地面間的透視投影關系方法求解地形高程坐标，均勻并盡可能多地将控制點布置在控制區域内，使計算值更接近實測值，并滿足河流演變實驗的精度要求；3.通過推導關系式，理論上可以根據圖像灰度、灰度梯度、太陽方向向量算得地形高程。

關鍵詞組：河床地形測量；數字圖像測量技術；徑向畸變矯正；投影變換；灰度信息變換