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.6 P.385-464

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering

Measurements and analysis of track irregularities on high speed maglev lines

Jin Shi, Wen-shan Fang, Ying-jie Wang, Yang Zhao

DOI: 10.1631/jzus.A1300163 Downloaded: 4937 Clicked: 8628 Cited: 0 Commented: 0(p.385-394) <Full Text> <PPT> 2218

Chinese summary <198> 高速磁浮轨道不平顺测试及分析

研究目的：提出高速磁浮轨道不平顺处理方法，分析不平顺特征，拟合形成轨道谱，为线路空间维护提供参考。
创新要点：实现了对高速磁浮轨道不平顺的提取，确定了轨道谱参数。
研究方法：基于惯性基准法，运用数字信号处理方法实现对轨道不平顺的提取，采用最小二乘法拟合得到定子面和导向面七参数轨道谱。
重要结论：定子面和导向面分别在5–100 m和10–100 m波长范围内平顺性状态较好，由功能件安装等引起的1–5 m和1–10 m波长范围内的偏差应严格控制。

关键词组：磁浮列车；轨道不平顺；功率谱；间隙

Analytical solutions of stresses and displacements for deep circular tunnels with liners in saturated ground

Peng-fei Li, Qian Fang, Ding-li Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1400023 Downloaded: 4449 Clicked: 7216 Cited: 2 Commented: 0(p.395-404) <Full Text> <PPT> 2209

Chinese summary <53> 深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解

研究目的：推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。
创新要点：基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件，推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解，并采用FLAC^3D有限差分程序验证了其正确性。
研究方法：通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型（图1），然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式，并通过数值模拟程序（图2）验证了推导公式的正确性。
重要结论：基于前人研究基础，推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解，并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计，如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律，另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。

关键词组：深埋隧道；渗流力；平面应变模型；应力释放；塑性半径

Seismic response study on a multi-span cable-stayed bridge scale model under multi-support excitations. Part II: numerical analysis

Rui Zhou, Zhou-hong Zong, Xue-yang Huang, Zhang-hua Xia

DOI: 10.1631/jzus.A1300340 Downloaded: 4138 Clicked: 9772 Cited: 3 Commented: 0(p.405-418) <Full Text> <PPT> 2402

Chinese summary <47> 多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究. 部分2：数值分析

研究目的：通过非线性动力有限元分析，模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭示其在强震下的倒塌破坏模式。
创新要点：解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术，并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。
研究方法：首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程（图3），随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真（图4）。
重要结论：1.单主梁模型的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果；2.在加速度峰值为4.0 m/s2的El-Centro波时，多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏；3.在加速度峰值为4.0 m/s2的江心波时，多塔斜拉桥模型先后出现了支座破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。

关键词组：多塔斜拉桥；非线性有限元分析；多点激励；破坏模式

Working characteristics of concrete-cored deep cement mixing piles under embankments

Chi Wang, Yong-fu Xu, Ping Dong

DOI: 10.1631/jzus.A1400009 Downloaded: 4107 Clicked: 9697 Cited: 1 Commented: 0(p.419-431) <Full Text> <PPT> 2356

Chinese summary <50> 路堤荷载下混凝土芯水泥土搅拌桩工作特性研究

研究目的：研究混凝土芯水泥土搅拌桩在路堤荷载下的荷载传递规律和变形控制机理。
创新要点：评价路堤荷载下混凝土芯水泥土搅拌桩的地基处理效果，测量混凝土芯的竖向应力变化规律和复合地基桩土荷载分担特点，并分析填土过程中混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的固结规律。
研究方法：通过埋设沉降板、分层沉降管、测斜管、土压力盒、孔隙水压力计以及钢筋应力计，在路堤填筑过程中对混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基进行了长期现场试验。
重要结论：1.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的总沉降、工后沉降以及深层水平位移控制效果均较好，优于普通水泥土搅拌桩复合地基；2.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的桩土应力比以及荷载分担比均大于普通水泥土搅拌桩复合地基，能有效减小土体表面的荷载量，对于控制沉降有一定的效果。3.在路堤这种柔性荷载作用下，混凝土芯水泥土搅拌桩上部会出现一定的负摩擦阻力，存在一个“中性点”。4.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的固结速率较快，能有效控制由于主固结引起的长期沉降。

关键词组：混凝土芯水泥土搅拌桩；荷载传递；变形控制；路堤

Mechanical Engineering

A numerical study of the effects of roller paths on dimensional precision in die-less spinning of sheet metal

Yong Li, Jin Wang, Guo-dong Lu, Guo-jun Pan

DOI: 10.1631/jzus.A1300405 Downloaded: 4203 Clicked: 9653 Cited: 9 Commented: 0(p.432-446) <Full Text> <PPT> 2002

Chinese summary <45> 无芯模旋压旋轮轨迹曲线对其成形精度影响的仿真研究

研究目的：验证无芯模旋压工艺可行性，同时深入探究此新型工艺机理，研究并获取旋轮轨迹曲线参数化控制及其对于零件成形精度的影响趋势。
创新要点：基于贝塞尔曲线实现对于无芯模旋压旋轮轨迹曲线的参数化控制；通过构建包括成形与回弹工艺过程的无芯模旋压仿真模型，研究参数化轨迹曲线对成形件壁厚及形状精度的影响趋势及关系，同时对成形过程变形区应力应变进行了深入探究分析。
研究方法：1. 基于三次贝塞尔曲线实现对于旋轮轨迹曲线的拟合以及参数化控制（图3）；2. 利用LS-DYNA软件实现对无芯模旋压成形及回弹工艺综合仿真及其过程、结果数据的提取； 3. 研究不同参数化轨迹曲线下成形件壁厚及形状精度变化趋势（图12和13），获取量化轨迹曲线对于零件成形精度影响关系（表3），并通过增加实验组验证所获关系模型； 4. 提取成形过程中及成形后板料变形区应力及应变数据（图14–19），深入探究上述变形机理。
重要结论：凹轨迹曲线下，坯料中部出现最大减薄及变形程度，且降低曲线曲率，形状精度提高；凸轨迹曲线下，最大减薄及变形区域出现在坯料后部，且降低曲线曲率，壁厚及形状精度均提高。

关键词组：金属板料；无芯模；旋压；旋轮轨迹；形状精度

A nonlinear cumulative evolution model for corrosion fatigue damage

Zhong-ying Han, Xiao-guang Huang, Yu-guang Cao, Jin-quan Xu

DOI: 10.1631/jzus.A1300362 Downloaded: 3779 Clicked: 7068 Cited: 6 Commented: 0(p.447-453) <Full Text> <PPT> 2192

Chinese summary <39> 一种腐蚀疲劳损伤的非线性累加演化模型

研究目的：提出一种新的腐蚀疲劳损伤演化模型，建立基于损伤演化的腐蚀疲劳寿命预测模型。
创新要点：将应力腐蚀损伤与疲劳损伤非线性耦合，建立腐蚀疲劳损伤演化律，依托实验确定腐蚀疲劳损伤演化参数，形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。
研究方法：采用理论研究与实验验证相结合的研究方法。选取特定材料设计应力腐蚀实验，回归应力腐蚀门槛值应力和损伤参数（图2）；查阅疲劳实验数据建立变幅疲劳损伤模型，将应力腐蚀损伤与变幅疲劳损伤非线性累加形成腐蚀疲劳损伤非线性演化模型。根据腐蚀疲劳实验结果，验证腐蚀疲劳损伤演化模型并确定非线性损伤累加参数（图5和6），形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。
重要结论：从损伤力学角度，将材料的腐蚀疲劳损伤处理成应力腐蚀损伤与疲劳损伤的非线性累加，形成腐蚀疲劳损伤演化模型。结合LY12CZ铝合金的试验结果，验证了损伤演化模型的可行性。该方法可以为材料腐蚀疲劳的寿命评价研究提供新的思路。

关键词组：腐蚀疲劳；应力腐蚀；非线性累加；损伤演化

Environmental Engineering

Emission inventory and trends of NO_x for China, 2000–2020

Yun Shi, Yin-feng Xia, Bi-hong Lu, Nan Liu, Lei Zhang, Su-jing Li, Wei Li

DOI: 10.1631/jzus.A1300379 Downloaded: 5200 Clicked: 8891 Cited: 23 Commented: 0(p.454-464) <Full Text> <PPT> 2026

Chinese summary <46> 2000–2020年中国氮氧化物排放清单及排放趋势

研究目的：建立2000–2020年中国氮氧化物排放清单，了解中国主要行业和省份氮氧化物的排放情况，为评估氮氧化物的环境影响和制定相关减排政策提供依据。
创新要点：分析了中国主要省份产业结构对氮氧化物排放量的影响；根据不同情景分析，预测2020年中国氮氧化物的排放量。
研究方法：1.基于自底向上法，根据不同类型化石燃料的氮氧化物排放因子，结合化石燃料消耗量，建立中国2000–2010年氮氧化物排放清单；2.基于IPAT方程，并以中国2000–2010年的国内生产总值增长数据和氮氧化物排放量为依据，分三种情景，分析2011–2020年中国能源消耗和氮氧化物排放趋势。
重要结论：2010年中国氮氧化物的排放量约是2000年的两倍；自2009年起，中国氮氧化物总排放量超过了二氧化硫总排放量；主要由于产业结构和地区生产总值的不同，中国东部和西部氮氧化物排放量有明显差异；制造业、电力行业和交通运输业是中国氮氧化物的主要排放源，其中交通运输业氮氧化物排放量呈现逐年增长趋势；预计2020年中国氮氧化物排放量为19.7 Mt。

关键词组：氮氧化物；排放清单；情景分析；能源消耗；中国