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.7 P.465-546

<<< CONTENTS >>>

Civil and Mechanical Engineering

An in-situ slurry fracturing test for slurry shield tunneling

Xue-yan Liu, Da-jun Yuan

DOI: 10.1631/jzus.A1400028 Downloaded: 3029 Clicked: 7681 Cited: 3 Commented: 0(p.465-481) <Full Text> <PPT> 2153

Chinese summary <215> 泥水盾构掘进过程中的泥水劈裂现象现场试验研究

研究目的：本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象，给出一种地层劈裂抗力的测定方法，从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考，防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。
创新要点：1.给出了地层劈裂抗力的测定方法，并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的；2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型，该模型对现场试验结果有较好的预测；3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。
研究方法：基于现场泥水劈裂试验，通过试验结果分析和理论分析，建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析，给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。
重要结论：1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定；2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力；3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测；4.在劈裂伸展的过程中，具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展，但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中，泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此，防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。

关键词组：现场泥水劈裂试验；初始劈裂压力；劈裂伸展；劈裂伸展压力；泥水盾构隧道施工

Influence of actual plastic hinge placement on the behavior of ductile frames

Massimiliano Fraldi, Antonio Gesualdo, Federico Guarracino

DOI: 10.1631/jzus.A1400031 Downloaded: 2927 Clicked: 11182 Cited: 4 Commented: 1(p.482-495) <Full Text> <PPT> 2244

Chinese summary <50> 实际塑性铰链位置对延性框架行为的影响

研究目的：通过有限元分析和极限分析，研究了在纵向和横向载荷下钢框架的最大负荷和坍塌模式，并考虑了塑性铰链在轴向力和弯曲力矩的作用下在实际旋转时的运动学。
研究方法：在垂直和水平方向载荷共存的情况下，基于轴向力和弯曲力矩的交互作用，研究延性框架的极限载荷和坍塌模式对产生于塑性铰链的真实运动学的敏感性。通过两个基本的案例和通过成功地评估非线性有限元分析和直接实施的极限分析步骤，并利用MATHEMATICA(r)，揭示了其敏感性。
重要结论：在标准规程的框架下，即使在最简单的案例中，极限分析的主要结果也会考虑在坍塌时的运动学，这与设计和加固的目的都是相关的。如果没有对所有的结构元件的轴向力和弯曲力矩的交互作用进行合理的计算，塑性铰链的定位计算可能得出不正确的坍塌机理和误导性的安全系数。就具体方面而言，本文清楚地表明，在设计新的结构或者为现有结构进行加固时，即使是使用看起来已经非常完备的经典步骤，也必须非常小心。本文的模型可以为处理规程设计的执业工程师和标准化委员会提供参考。

关键词组：钢框架；极限分析；实际塑胶铰链位置；坍塌运动学

Cover cracking model in reinforced concrete structures subject to rebar corrosion

Zhi Wang, Xian-yu Jin, Nan-guo Jin, Xiang-lin Gu, Chuan-qing Fu

DOI: 10.1631/jzus.A1300393 Downloaded: 2931 Clicked: 6941 Cited: 1 Commented: 0(p.496-507) <Full Text> <PPT> 2207

Chinese summary <49> 钢筋混凝土结构的钢筋锈胀引起的保护层开裂研究

研究目的：预测保护层开裂的时间以及分析锈胀参数
研究方法：基于混凝土的各向异性损伤，建立考虑钢筋-腐蚀产物-混凝土三者不同力学性能的钢筋锈胀导致保护层开裂的数学模型。模型考虑了腐蚀产物对钢筋混凝土界面区的孔隙和混凝土开裂裂缝的填充效应，采用了非线性分析算法，预测了开裂过程中每一时刻混凝土构件的应变与位移场以及混凝土保护层开裂时间，最后将模型预测值与试验值进行对比。
重要结论：1.当混凝土出现裂缝之后，随着腐蚀产物对裂缝的填充，混凝土的环向拉应变的增长速率减缓；2.选定钢筋的型号、直径以及混凝土的强度之后，可通过增大保护层的厚度来减小钢筋锈胀开裂的风险。

关键词组：钢筋锈胀；保护层开裂；腐蚀产物；填充效应

Performance of a precooled 4 K Stirling type high frequency pulse tube cryocooler with Gd₂O₂S

Zhuo-pei Li, Yan-long Jiang, Zhi-hua Gan, Li-min Qiu, Jie Chen

DOI: 10.1631/jzus.A1400052 Downloaded: 3358 Clicked: 8267 Cited: 2 Commented: 0(p.508-516) <Full Text> <PPT> 2262

Chinese summary <34> 采用Gd2O2S回热填料的带预冷4K斯特林型高频脉管制冷机性能研究

研究目的：研究新型磁性回热填料Gd2O2S对液氦温区高频脉管制冷机多级回热器损失特性的影响。
创新要点：确定了不同回热填料以及运行参数（频率、平均压力）下液氦温区多级脉管制冷机的制冷温度和各级预冷量，进一步明确了4K高频回热损失机理。
研究方法：采用理论研究与实验验证相结合的方法，基于一台两级G-M型低频脉管制冷机预冷的单极斯特林型高频脉管制冷机，研究多级回热器在高频以及4K温区下的损失特性。选取新型回热填料Gd2O2S替代部分回热填料HoCu2，比较回热器采用两种填料时在不同运行频率及平均压力下的冷端制冷温度（图10）、各级预冷量和预冷温度（图11-12）。
重要结论：采用孔隙率较小的新型磁性回热填料Gd2O2S可显著改善第一级回热器内压力波与质量流的相位关系，从而减小该级回热损失。减小平均压力可以降低制冷机无负荷制冷温度并减小第二级预冷量，但制冷工质氦的体积比热容会急剧增大，从而使低温级回热器的换热对频率非常敏感。此外，频率对高温级回热器的回热特性影响不明显。该方法可以为三级斯特林型4K多级脉管制冷机提供设计依据。

关键词组：斯特林型脉管制冷机；回热填料；4K；高频；预冷；低温惯性管

Transportation Engineering

Detangling the impacts of age, residential locations and household lifecycle in car usage and ownership in the Osaka metropolitan area, Japan

Yi-lin Sun, Yusak O. Susilo, E. Owen D. Waygood, Dian-hai Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1300345 Downloaded: 2542 Clicked: 5410 Cited: 3 Commented: 0(p.517-528) <Full Text> <PPT> 1985

Chinese summary <38> 日本大阪都市圈居民的年龄、居住位置与家庭生命周期对小汽车使用与保有的影响

研究目的：探究城市居民小汽车交通行为变化的原因有多少来自人口统计特性的变化，有多少来自城市结构的改变。
创新要点：考虑家庭成员的生活任务分工以及家庭资源的分配等对每个家庭成员出行方式的影响，构建基于家庭生命周期的小汽车出行行为模型，为控制小汽车出行对策的研究提供准确依据。
研究方法：采用调查与统计理论，掌握居民的出行行为特征；基于经济计量学建模方法，构建居民小汽车出行行为联立方程模型。
重要结论：城市结构关系的改变在抵消了人口统计特性的变化对小汽车交通产生的负面影响之后，小汽车交通总体呈上升趋势。

关键词组：城市小汽车交通；家庭生命周期；城市结构变化；联立方程模型

Application of generalized estimating equations for crash frequency modeling with temporal correlation

Wen-qing Wu, Wei Wang, Zhi-bin Li, Pan Liu, Yong Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1300342 Downloaded: 3109 Clicked: 6067 Cited: 3 Commented: 0(p.529-539) <Full Text> <PPT> 1992

Chinese summary <39> 基于广义估计方程的时间相关性事故频次建模

研究目的：采用广义估计方程模型对存在时间相关性的事故频次数据进行建模，并与传统广义线性模型的估计效果进行对比。
创新要点：通过广义估计方程来考虑事故频次建模中数据的时间相关性，从而提高参数估计准确度以及模型预测精度。
研究方法：基于4年高速公路交通事故频次数据，建立考虑时间相关性的广义估计方程以及传统的广义线性模型，并采用统计指标对模型效果进行对比。
重要结论：1.事故频次数据样本量对预测精度影响很大；2.广义估计方程能够有效考虑事故频次数据中存在的时间相关性；3.广义估计方程的参数估计比传统广义线性模型更准确，且精度更高。

关键词组：广义估计方程；事故频次；时间相关；广义线型模型

Chemical Engineering

Mass transfer and reaction kinetics of sulfuryl fluoride absorption with aqueous sodium hydroxide solutions

Yong Nie, Xiao-jiang Liang, Mei-zhen Lu, Feng-wen Yu, Da-yong Gu, Min Min, Jian-bing Ji

DOI: 10.1631/jzus.A1400055 Downloaded: 3576 Clicked: 9601 Cited: 3 Commented: 0(p.540-546) <Full Text> <PPT> 2458

Chinese summary <40> 氢氧化钠溶液吸收硫酰氟的传质反应动力学

研究目的：确定氢氧化钠溶液化学吸收硫酰氟的传质反应动力学区域，建立增强因子模型。
研究方法：研究气液传质测定设备双搅拌釜中氢氧化钠溶液化学吸收硫酰氟的过程，并结合实验研究与理论分析建立了增强因子模型。
重要结论：基于氢氧化钠溶液化学吸收硫酰氟过程的实验研究，确定了氢氧化钠溶液化学吸收硫酰氟的传质反应动力学区域为快速拟一级反应。得到了298K下其二级反应速率常数为1.44 m3/(mol·s)，并建立了增强因子模型E=68.08CBL1/2，为脱除熏蒸后残留硫酰氟的工业化应用提供了理论依据。

关键词组：硫酰氟；氢氧化钠；传质；反应动力学；化学吸收；双搅拌釜