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

2015 Vol.16 No.12 P.935-1014

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering

Integral tow-lifting construction technology of a tensile beam-cable dome

Ming-min Ding, Bin Luo, Zheng-xing Guo, Jie Pan

DOI: 10.1631/jzus.A1500189 Downloaded: 2728 Clicked: 4409 Cited: 1 Commented: 0(p.935-950) <Full Text> <PPT> 1781

Chinese summary <181> 拉梁式索穹頂累積牽引提升施工(gōng)技術研究

目的：常規索穹頂結構具有受預應力影響較大(dà)、不易于鋪設剛性屋面等缺陷，且施工(gōng)過程中(zhōng)存在變形較大(dà)及拉索松垂等問題，施工(gōng)模拟難度較大(dà)。本文探讨一(yī)種新型索穹頂結構的構件性能和受力特點，研究結構施工(gōng)過程分(fēn)析的可行性及最優布置形式。
創新點：1. 提出一(yī)種易于鋪設剛性屋面的新型拉梁式索穹頂結構；2. 提出一(yī)種累積牽引提升施工(gōng)技術；3. 通過非線性動力有限元找形分(fēn)析方法（NDFEM）實現施工(gōng)模拟過程。
方法：1. 通過試驗分(fēn)析，證明NDFEM法可以實現拉梁式索穹頂的施工(gōng)過程模拟（圖11-13和表4）；2. 通過理論推導，對比兩鉸拉梁、三鉸拉梁以及懸索單元在跨中(zhōng)集中(zhōng)荷載和均布荷載作用下(xià)的變形和受力特點（公式9-17）；3. 通過數值模拟分(fēn)析，運用累積牽引提升施工(gōng)方法（圖4）在施工(gōng)過程分(fēn)析中(zhōng)對機構鉸的布置形式進行可行性研究，并提出最優分(fēn)布模式。
結論：1. 不同于常規索穹頂結構隻受拉力的脊索，拉梁可以同時承受拉力與彎矩，并且彎曲應力較小(xiǎo)，不易失穩；2. 整體(tǐ)牽引提升可以很好地完成拉梁式索穹頂結構的施工(gōng)成型過程；在此過程中(zhōng)應設置合理的機構鉸将拉梁網格轉化爲機構；3. NDFEM找形分(fēn)析方法能夠有效跟蹤分(fēn)析施工(gōng)全過程，分(fēn)析精度較高；4. 僅在中(zhōng)拉梁或内拉梁上布置機構鉸可以在保證結構性能的同時最大(dà)限度地減少後期施工(gōng)的工(gōng)作量，爲最優鉸節點分(fēn)布模式。

關鍵詞組：拉梁式索穹頂；整體(tǐ)張拉提升施工(gōng)方法；施工(gōng)分(fēn)析；機構鉸

A field study on the behavior of static drill rooted nodular piles with caps under compression

Jia-jin Zhou, Xiao-nan Gong, Kui-hua Wang, Ri-hong Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1500168 Downloaded: 3180 Clicked: 5368 Cited: 4 Commented: 0(p.951-963) <Full Text> <PPT> 2438

Chinese summary <42> 帶承台靜鑽根植竹節樁抗壓承載性能試驗研究

目的：研究帶承台靜鑽根植竹節樁的抗壓承載性能，承台在荷載傳遞過程中(zhōng)所起作用，帶承台靜鑽根植竹節樁的樁側摩擦性能和樁端承載性能。
創新點：通過帶承台靜鑽根植竹節樁的現場靜載試驗對其抗壓承載性能進行分(fēn)析。
方法：在預制樁制作過程中(zhōng)在樁身安置鋼筋應力計（圖1），通過含有鋼筋應力計的試樁的靜載試驗對其抗壓承載性能（圖7和8）、各級荷載作用下(xià)的樁身軸力（圖9和10）、承台承載性能（圖11和12）、樁側摩擦性能（圖18）以及樁端承載性能（圖19和20）進行分(fēn)析與研究。
結論：1. 靜鑽根植工(gōng)法通過攪拌注漿能夠改善承台下(xià)部土體(tǐ)性質，在靜鑽根植樁中(zhōng)設置承台能充分(fēn)發揮靜鑽根植工(gōng)法的優勢，在該種樁基中(zhōng)設置承台比較合适；2. 承台的存在使樁周土體(tǐ)産生(shēng)沉降，使得試樁上部樁土相對位移較小(xiǎo)，從而使試樁上部樁側摩阻力減小(xiǎo)，試樁下(xià)部土體(tǐ)所提供的側摩阻力相比灌注樁都有所提高；在粘性土中(zhōng)試樁樁側摩阻力值爲灌注樁的1.25倍，在砂性土中(zhōng)達到2倍，說明試樁中(zhōng)水泥土-土體(tǐ)接觸面摩擦性能優于灌注樁混凝土-樁周土體(tǐ)接觸面的摩擦性能，且在砂性土中(zhōng)提高程度更大(dà)；試樁樁端荷載位移曲線基本呈線性，與雙折線模型相似；由于有水泥土的滲入，樁端土的強度得到提高，使樁端承載性能也得到提高。

關鍵詞組：靜鑽根植工(gōng)法；竹節樁；承台；樁側摩阻力；樁端阻力

Compressive capacity of longitudinally cracked wood columns retrofitted by self-tapping screws

Xiao-bin Song, Ya-jie Wu, Rui Jiang

DOI: 10.1631/jzus.A1500069 Downloaded: 2649 Clicked: 3826 Cited: 2 Commented: 0(p.964-975) <Full Text>

Chinese summary <41> 新型自攻螺絲修複縱裂木柱抗壓性能

目的：受壓縱裂木柱縫端應力集中(zhōng)會引起裂縫發展和兩側木材協同工(gōng)作性能下(xià)降，并削弱木柱抗壓承載力。以試驗和數值模拟探讨軸壓和偏壓作用下(xià)縱裂木柱抗壓承載力的下(xià)降規律，分(fēn)析自攻螺絲的修複機理，推導縱裂木柱修複臨界值和最優螺絲間距。
創新點：1. 以自攻螺絲實現縱裂木柱抗壓承載力快速有效和不影響外(wài)觀的修複目标；2. 以試驗和數值模拟推導縱裂木柱承載力顯著下(xià)降而需修複的臨界值以及自攻螺絲間距的最優取值。
方法：1. 通過帶縱縫木柱抗壓試驗研究縱縫及自攻螺絲對木柱承載力的影響；2. 運用精細化有限元數值模拟方法，基于清樣小(xiǎo)試件木材力學測試結果，建立帶縱縫木柱有限元模型；3. 運用有限元模型開(kāi)展參數分(fēn)析，歸納整理縱縫寬度及自攻螺絲間距等主要參數對木柱承載力修複效果的影響。
結論：1. 縱裂木柱抗壓承載力下(xià)降主要由縫端應力集中(zhōng)引起的裂縫開(kāi)展和縫兩側木材協同工(gōng)作性能下(xià)降引起；2. 新型自攻螺絲垂直裂縫方向貫入可實現有效拉結，從而延緩裂縫開(kāi)展和恢複木材協同工(gōng)作性能；3. 縱裂木柱承載力下(xià)降比率和自攻螺絲修複率均随裂縫寬度的增加而增加；4. 本文中(zhōng)30 mm的柱中(zhōng)裂縫寬度可導緻木柱承載力下(xià)降超過10%，因而可作爲修複的臨界值，而100 mm的自攻螺絲間距可基本實現100%的承載力修複，因而可作爲最優螺絲間距。

關鍵詞組：縱裂木柱；新型自攻螺絲；承載力修複；有限元數值模拟

Transportation Engineering

Effect of softening of cement asphalt mortar on vehicle operation safety and track dynamics

Jian Han, Guo-tang Zhao, Xin-biao Xiao, Ze-feng Wen, Qing-hua Guan, Xue-song Jin

DOI: 10.1631/jzus.A1500080 Downloaded: 4654 Clicked: 6261 Cited: 8 Commented: 0(p.976-986) <Full Text> <PPT> 2138

Chinese summary <39> 瀝青混凝土砂漿層軟化對車(chē)輛行駛安全性和軌道動力特性的影響

目的：對于高速鐵路，老化和雨水沖刷浸泡将導緻無砟軌道水泥瀝青砂漿（CA砂漿）軟化現象。CA砂漿的軟化嚴重影響軌道動力特性，甚至危害高速列車(chē)行車(chē)安全。通過仿真計算，系統地調查CA砂漿軟化對高速列車(chē)行車(chē)安全以及軌道動力特性的影響。
創新點：系統地對比CA砂漿軟化對車(chē)輛-軌道動力學特性和軌道層間破壞的影響，爲工(gōng)程實際提供參考。
方法：1. 通過建立三維車(chē)輛-軌道耦合動力學模型以及CA砂漿軟化模型，分(fēn)析CA砂漿軟化對行車(chē)安全以及軌道動力特性的影響（圖2）；2. 通過軌道-路基非線性有限差分(fēn)耦合模型，分(fēn)析CA砂漿軟化對軌道層間破壞的影響（圖3）。
結論：通過車(chē)輛運行安全性分(fēn)析、軌道位移限值分(fēn)析以及軌道層間失效分(fēn)析，得出以下(xià)結論：1. CA砂漿軟化系數達到10~100時，軌道層間剪切失效開(kāi)始快速發展；2. CA砂漿軟化系數不能超過1000，當CA砂漿軟化系數超過該值時，高速列車(chē)将面臨脫軌危險。

關鍵詞組：高速鐵路；CA砂漿軟化；車(chē)輛-軌道耦合動力學；運行安全性；軌道破壞

Modeling of fluid resonance in-between two floating structures in close proximity

Chao-bang Yao, Wen-cai Dong

DOI: 10.1631/jzus.A1500017 Downloaded: 2553 Clicked: 4260 Cited: 0 Commented: 0(p.987-1000) <Full Text> <PPT> 1702

Chinese summary <38> 近距兩浮體(tǐ)間流體(tǐ)共振分(fēn)析

目的：基于三維線性勢流理論，通過在近距兩浮體(tǐ)間的自由液面上引入"粘性耗散系數"，建立計及粘性影響的波浪中(zhōng)近距兩浮體(tǐ)水動力幹擾效應分(fēn)析數值計算方法，以準确分(fēn)析兩浮體(tǐ)的幹擾力及浮體(tǐ)間液面升高；并探讨"粘性耗散系數"的确定方法、兩浮體(tǐ)間流體(tǐ)共振頻(pín)率及共振模式的數值計算方法。
方法：1. 通過理論分(fēn)析，在三維線性勢流理論基礎上，引入流體(tǐ)"粘性耗散"（公式2、10~12、18和19）以準确模拟近距兩浮體(tǐ)波浪中(zhōng)的水動力及浮體(tǐ)間液面擡升；2. 采用雷諾應力平均方程（RANSE）方法或試驗方法确定"粘性耗散系數"（圖2和3）；3. 采用數值計算和理論分(fēn)析的方法給出近距兩浮體(tǐ)間的流體(tǐ)共振模式（圖8）及共振頻(pín)率估算方法（公式21~ 25）。
結論：1. 采用三維線性勢流理論并引入流體(tǐ)"粘性耗散系數"可較爲準确地計算得到近距兩浮體(tǐ)波浪作用下(xià)的受力及浮體(tǐ)間液面擡升；"粘性耗散系數"可通過RANSE方法或試驗方法獲得；2. 相比于其它因素（浪向角等），近距兩浮體(tǐ)間的幹擾效應受橫向間距影響較大(dà)；3. 采用類似于"月池"中(zhōng)流體(tǐ)共振頻(pín)率分(fēn)析方法獲得的共振頻(pín)率計算公式可用于估算近距兩浮體(tǐ)間的流體(tǐ)共振頻(pín)率，同時不同共振頻(pín)率時浮體(tǐ)間的流體(tǐ)共振模式得到了數值計算結果的驗證。

關鍵詞組：流體(tǐ)共振；水波；邊界元方法；人工(gōng)阻尼力；晃蕩模式

Mechanical Engineering

Effect of case drain pressure on slipper/swashplate pair within axial piston pump

Bing Xu, Qian-nan Wang, Jun-hui Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1500182 Downloaded: 3645 Clicked: 4461 Cited: 4 Commented: 0(p.1001-1014) <Full Text> <PPT> 1938

Chinese summary <40> 殼體(tǐ)壓力對軸向柱塞泵滑靴副特性的影響

目的：旨在探索殼體(tǐ)壓力對滑靴副特性的影響，期望給出特定泵結構和工(gōng)況下(xià)極限殼體(tǐ)壓力的确定準則，提高滑靴運行的可靠性。
創新點：1. 基于滑靴平衡方程，推導出滑靴支撐力等效半徑與工(gōng)況之間的關系；2. 得出離(lí)散油膜剛度計算公式；3. 給出評價準則，确定極限殼體(tǐ)壓力。
方法：1. 基于滑靴副油膜模型分(fēn)析不同進口壓力和殼體(tǐ)壓力對滑靴副油膜厚度、滑靴傾覆角度、油膜剛度和動壓支撐力等效作用半徑的影響；2. 以動壓支撐力等效作用半徑小(xiǎo)于滑靴外(wài)徑爲評價标準确定泵極限殼體(tǐ)壓力。
結論：1. 給定泵結構和工(gōng)況條件下(xià)，油膜厚度和滑靴傾覆角度随着殼體(tǐ)壓力的增大(dà)而增大(dà)；2. 殼體(tǐ)壓力增大(dà)，高低壓過渡區支撐剛度降低，等效動壓支撐力作用點向滑靴外(wài)緣移動；3. 基于油膜模型提出的殼體(tǐ)壓力确定準則可以有效的确定極限殼體(tǐ)壓力。

關鍵詞組：軸向柱塞泵；滑靴副；殼體(tǐ)壓力；油膜