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当期目录

    2012年, 第46卷, 第06期 刊出日期:2012-06-28 上一期    下一期
    无线电电子学、电信技术
    认知网络中一种基于最大吞吐量的中继机制
    贺松, 蒋铃鸽, 何晨
    2012,46 (06):  837-841. 
    摘要 ( 2252 )  
     为了抵抗信道衰落以及提高频谱利用率,提出了在多信道多主用户的认知无线电网络中,次用户协作主用户通信的模型.同时基于实际情况中最大化主用户吞吐量的准则,建立了分配问题,通过理论分析,将该问题转化为数学中的指派问题,并根据匈牙利算法提出了分配次用户协作主用户通信的算法以及相应的次用户的接入机制.仿真结果表明,提出的次用户协作主用户通信机制能够较好地抵抗信道衰落,大幅提升主用户的吞吐量,从而提高频谱利用率.
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    环F2+uF2上1-Lee重量码和2-Lee重量射影码
    王玉1, 2, 朱士信3, 开晓山3, 邓林4
    2012,46 (06):  842-847. 
    摘要 ( 2684 )  
     研究了环F2+uF2上1-Lee重量码与2-Lee重量射影码的结构性质,分别给出了一种构造环F2+uF2上1-Lee重量码和2-Lee重量射影码的方法.通过F2+uF2到F2上的Gray映射,得到了两类参数分别为[2m+1-2,m,2m]与[2m-1,m,2m-2]的二元最优线性码(m为正整数),后者等价于二元一阶ReedMuller码RM(1,m-1).
     
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    时间反转超宽带系统的空间谱定位算法
    宫蕴瑞1, 何迪1, 何晨1, 邓浩2
    2012,46 (06):  848-853. 
    摘要 ( 3249 )  
    根据超宽带无线电技术的电磁波定位原理,提出了一种超宽带空间谱定位算法,结合多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法并利用超宽带信号源的频带分割获取多频下的时反算子.仿真结果有效地验证了本文所采用的方法具有良好的定位成像能力.
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    一种用于高动态环境的GPS信号跟踪方法
    匡鸿博, 茅旭初, 王永凯
    2012,46 (06):  854-858. 
    摘要 ( 3183 )  
    针对全球定位系统(GPS)在高动态环境下信号跟踪精度不高以及容易失锁的问题,提出一种新的跟踪方法.采用锁频环(FLL)和锁相环(PLL)相融合的跟踪方式,利用判决因子对当前的跟踪状态进行判定,根据判决值对FLL和PLL输出赋予相应的权值,调整其相对作用的大小,从而将FLL和PLL在同一跟踪过程中更好地融合.仿真结果表明,该方法在环路噪声带宽较小的情况下能够成功地跟踪加速度为150 g的超高动态GPS信号.
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    加 窗 时 空 分 析 法 实 现 三 维 测 量
    张旭1, 朱利民2
    2012,46 (06):  859-864. 
    摘要 ( 3221 )  
    分析了传统时空分析法空间和时间成本,发现过多无效数据的处理是导致计算效率低下的原因,提出了加窗时空分析法.该方法通过对时间序列的数据进行加窗截取,缩小了数据计算范围,从而减轻了内存负担,提高了计算效率.同时,小窗口的浮动特性使得延迟计算时间缩小到1/2窗口值,并且可实现随着图像的获取进行逐帧计算.对3个实验物体进行三维测量,曲面实验结果精细正确.在与传统时空分析法的定量比较中,该方法结果与传统方法结果在距离阈值10-6下的正确率和回调率高达99.8%,且计算时间仅为传统方法的2%.因此,加窗时空分析法使用较小的计算成本实现了高质量的计算结果.
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    对流密码算法LEX的差分故障攻击
    张中亚, 关杰
    2012,46 (06):  865-869. 
    摘要 ( 2502 )  
    基于面向比特随机故障模型对流密码算法LEX(Leak EXtraction)进行了差分故障攻击,得出:需要96对正误输出密钥流和232次计算或120对正误输出密钥流和216次计算可完全恢复128 bit初始密钥.结果显示LEX对差分故障攻击是不安全的.
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    饱和情况下基于非竞争带宽请求机制的IEEE 802.22 MAC层协议性能分析
    张元虎, 何晨, 蒋铃鸽
    2012,46 (06):  870-875. 
    摘要 ( 3151 )  
     为了分析IEEE 802.22 MAC(Medium Access Control)协议性能以及各协议参数对性能的影响,针对饱和情况下基于非竞争BR(Bandwidth Request)机制的IEEE 802.22 MAC协议提出了一种三维离散时间马尔科夫链分析模型. 该模型同时考虑了协议的子信道预留机制和频谱感知的虚警概率,在帧节点处分析了离开事件以及到达事件,并在建模场景下准确得到了马尔科夫链的状态转移概率矩阵. 通过马尔科夫链分析,得到了吞吐量、强迫中断率和切换队列的平均排队时延3种最主要性能指标的表达式. 仿真结果表明:本文的分析模型可以准确评估协议性能,定量分析各项性能指标,为合理地选取协议参数提供理论依据.
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    结合空时分组码和机会调度的多用户MIMO系统容量分析
    吴华明, 苏雁泳
    2012,46 (06):  876-881. 
    摘要 ( 2677 )  
     为了充分利用多用户多输入多输出系统(MU-MIMO)中固有的多用户分集,采用机会调度方案,同时为了有效利用空间分集增益和编码增益,应用空时编码理论抵抗多径衰落和提高系统的性能.在瑞利信道下给出了一种结合空时分组码和机会调度的方案并对其进行了容量分析.基于多项式展开的方法,推导了理想和非理想信道估计时的信道容量的封闭表达式、上界值以及高信噪比和低信噪比时的渐近表达式,并分析了不同信道估计时的容量比.此外,分析了基于空间和多用户分集的遍历容量改善.通过相应的数值计算和蒙塔卡罗仿真很好地验证了理论分析的正确性,并表明:多用户分集提高了该方案的性能,而信道估计误差的存在却引起了信道容量的损失;在不同信噪比区域,遍历容量可用相应的渐近表达式来近似.
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    协同认知网络中功率分配与协同节点选择
    刘忠军1, 2, 张冬梅1, 张祯松1, 徐友云1
    2012,46 (06):  882-886. 
    摘要 ( 3608 )  
     针对认知无线网络中次级用户通信性能优化问题,以最大化次级用户的传输速率为目标,研究引入协同通信的认知网络中协同节点选择和发送功率分配问题.通过引入中断概率增量因子,简化主用户接收机中断容量损失受限的约束条件,同时依据目标函数的不同将问题分解,对形成的原优化问题进行了有效求解.仿真结果表明,文中算法实现了最优的功率分配和协同节点选择,在保护主用户通信业务的前提下,有效地提升了次级用户的传输速率.
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    纳米压印过程中的聚合物流变机理
    刘瑞宏, 李海华, 王庆康
    2012,46 (06):  887-891. 
    摘要 ( 2800 )  
     针对紫外纳米压印工艺,采用有限元软件对光刻胶的流变填充过程进行了模拟.根据紫外压印中光刻胶黏度系数小的特点,建立了基于黏性流体的模型,采用流固耦合的ALE(Arbitrary Lagrange Euler)方法,系统分析了模板的周期性、占空比、深宽比及非周期结构对光刻胶填充效果的影响.结果表明,相对于非周期模板,周期结构的模板所能引起的图形转移缺陷小;占空比及深宽比对小周期模板比大周期模板的影响大.进行了纳米压印实验,实验结果与仿真结果吻合,说明了仿真的可信,可以作为模板结构设计及表面处理工艺的依据.
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    二维直方图θ-划分最小误差图像阈值分割
    吴一全1, 2, 张晓杰1, 吴诗婳1, 张国华2, 张生伟2, 于素芬2
    2012,46 (06):  892-899. 
    摘要 ( 3880 )  
     针对常用二维直方图区域直分法存在错分的问题,并为适应实际中不同图像及分割目的的需要,提出了更具普适性的二维直方图θ划分最小误差阈值分割方法(θ为分割直线的法线与灰度级轴的夹角).导出了相应的阈值选取公式及其快速递推算法,根据实验结果分析了θ取值对分割结果和算法运行时间的影响.与二维直方图直分最小误差法相比,所提方法的分割结果更为准确,抵抗噪声更为稳健,且所需运行时间也大为减少;而直线形最小误差法只是文中方法中θ=45°的特例.
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    一种用于MIMO组簇系统的自适应预编码技术
    李秀娜, 罗汉文, 丁铭, 刘伟, 马继鹏
    2012,46 (06):  900-904. 
    摘要 ( 2729 )  
    摘要:  针对多小区内多输入多输出(MIMO)的组簇系统,提出了一种有效提升系统性能的预编码技术.该技术根据相邻时隙内用户信道状态信息变化程度,决定每个用户在两种预编码下的码字.中心处理节点为每个小区自适应分配预编码后,使用1 bit指示符号通知各小区基站所选定的预编码.仿真结果表明,本文中提出的自适应预编码技术与传统技术相比,可以较大地提升系统吞吐量,同时有效地降低了系统后台的反馈开销.
    关键词: 中图分类号: 文献标志码:  A
    An Adaptive Precoding Technology for MIMO Cluster System
    LI Xiuna,LUO Hanwen,DING Ming,LIU Wei,MA Jipeng
    Abstract: An efficient precoding technology was proposed for multicell multipleinput multipleoutput (MIMO) system consisting of several clusters. According to the variation of channel state information (CSI) in two contiguous slots, the central processor determines users’ precoding codeword between two precoding schemes and uses extra 1 bit overhead to indicate the selection scheme. The simulation results show that the proposed scheme can achieve better throughput performance and cut down the sum backhaul overhead than the traditional schemes.
    Key words: multicell; intracluster interference; adaptive precoding; signaltonoise ratio
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    两跳多中继网络中改进的前向放大中继策略
    李雳, 何晨, 蒋铃鸽, 占敖
    2012,46 (06):  905-909. 
    摘要 ( 2872 )  
     单源单宿多中继多天线系统中,中继总功率受限的最大化系统传输速率问题为非凸优化问题.针对此问题分别提出TFSA (Target Function Simplified Algorithm)和CCSA(Constrain Conditions Simplified Algorithm)两种优化算法.TFSA通过缩放信道矩阵与其共轭转置矩阵乘积的特征值使此问题成为凸优化,并使用传统凸优化方法获得其最优数值解;CCSA通过缩小此优化问题的约束集并转换自变量使之成为凸优化,再利用拉格朗日算法获得其解析解,能够实现算法复杂度和系统性能的折衷.实验仿真表明,TFSA算法能逼近最优算法实现的系统性能; CCSA与已有算法比较获得了一定的速率增益,且实现复杂度低.
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    协作系统中联合功率分配和自适应多电平正交幅度调制算法
    陈勇, 占敖, 何晨, 蒋铃鸽
    2012,46 (06):  910-915. 
    摘要 ( 2436 )  
     基于瑞利衰落的单源单宿多中继译码转发(Decode-and-Forward, DF)协作系统,提出了一种联合功率分配和自适应多电平正交幅度调制(M Quadrature Amplitude Modulation, M-QAM)算法.推导出了在高信噪比下系统误符号率(Symbol error ratio, SER)的紧密上界闭式表达式,并在给定系统SER的条件下,得到最小化SER的功率次优分配和实现MQAM自适应速率控制的联合算法.该联合算法仅需要在发送端获得信道统计状态信息(Channel Statistic State Information,CSSI),从而避免了系统信道瞬时状态信息交互的开销.实验仿真表明,在高信噪比下,推导的闭式表达式逼近蒙特卡罗实验结果,提出的联合算法带来了性能增益.
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    基于小波域相干边沿检测器的脉冲序列检测与定位算法
    易辉跃
    2012,46 (06):  916-920. 
    摘要 ( 3439 )  
    摘要: 
    利用小波变换技术研究了雷达通信共存系统中脉冲信号的有效检测与定位方法.基于小波变换的能量集中特性和脉冲边沿的小波变换系数在小波滤波器支撑集中高度相关的特性,提出了小波域相干边沿检测器,其判决统计量为小波变换系数在不同时延上的自相关值之和.导出了该判决统计量的统计特性与最优求和长度,并提出了基于小波域相干边沿检测器的脉冲信号的有效检测与定位方法.仿真结果表明了基于小波域相干边沿检测的脉冲信号检测与定位方法优于已有方法.
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    基于等效电路模型的频变互连线网络并行仿真技术
    谢德福, 唐旻, 马利庄, 毛军发
    2012,46 (06):  921-925. 
    摘要 ( 2269 )  
    摘要: 
    针对超大规模集成电路中复杂互连线网络的快速仿真需求,提出并实现了含频变分布参数互连线网络的并行仿真技术.建立频变互连线的等效传输线模型,并借助多端口等效模型将互连线部分与其他电路单元相分离,实现互连线仿真的并行化.互连线采用时域有限差分方法求解,而除去互连线的其他电路则在集成电路模型程序(SPICE)中进行仿真,两者在同一时间步内交换数据.基于该技术开发出并行仿真软件FdSPICE.数值实验证明,该软件计算精度较高,可有效提高复杂互连线网络的仿真效率.

    关键词: 
    互连线; 频变参数; 并行仿真; 时域有限差分

    中图分类号:  TN 47
    文献标志码:  A

     XIE Defu,TANG Min,MA Lizhuang,MAO Junfa


    Abstract:
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    修改Trivium流密码算法的滑动攻击
    关杰, 丁林
    2012,46 (06):  926-930. 
    摘要 ( 2732 )  
    基于求解非线性方程组,对Sonmez等提出的修改Trivium算法进行了滑动攻击,找到了多于285的滑动对,远远大于原Trivium算法的滑动对数(239).在假设获得一个滑动对的基础上,攻击者可以恢复出修改Trivium算法的全部80 bit密钥,计算复杂度为O(235).
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    自动化技术、计算机技术
    基于分组数据处理神经网络气动人工肌肉迟滞特性
    崔霞1, 施光林2, 沈伟3
    2012,46 (06):  931-935. 
    摘要 ( 2909 )  
    气动人工肌肉的动态特性中存在着非常复杂的迟滞现象.目前对其迟滞特性的研究很不充分,甚至对其输入空间都难以确定.为此,建立了单自由度气动人工肌肉实验平台,利用分组数据处理神经网络独特的自组织特性,运用数据挖掘技术探索气动人工肌肉迟滞特性的输入空间.将自适应模糊小脑模型神经网络引入滑模控制,基于已确定的输入空间,在每个采样周期逼近迟滞力不断变化的动态值,在线实时补偿迟滞力的影响.实验结果验证了输入空间选取的合理性和有效性.
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    间接状态监测下基于维修费用及残余寿命的设备维修策略
    陈友玲1, 张立元1, 刘文科1, 王建华2, 郭金龙1
    2012,46 (06):  936-942. 
    摘要 ( 2449 )  
    针对不能直接诊断间接状态监测下设备劣化状态的问题,提出了制定费用最优的设备预防性维修策略方法.利用马尔可夫链表示设备的劣化状态,给出了设备可靠度函数,运用贝叶斯规则和马尔可夫模型进行设备状态概率分布研究,建立了间接状态下设备维修费用和设备残余寿命模型,分析了基于设备维修费用和设备残余寿命的设备维修策略.通过实例说明了间接状态监测下基于维修费用和残余寿命制定并实施最优维修决策标准的方法.
    关键词: 
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    基于改进粒子滤波算法的水下目标跟踪
    张铁栋, 万磊, 王博, 曾文静
    2012,46 (06):  943-948. 
    摘要 ( 3464 )  
    针对复杂水下环境中声探测传感器获得的运动目标信息具有不确定性和模糊性等问题,提出了基于声探测传感器特点的高斯粒子滤波水下目标跟踪方法.基于粒子滤波理论,采用一阶自回归模型作为运动目标状态转移的依据,设计了由目标区域的面积特征和不变矩特征相融合的观测模型,解决了目标跟踪中的粒子权值的选取问题,克服了传统粒子滤波重采样问题,提高了复杂环境下目标跟踪结果的准确率.展示了应用高斯粒子滤波实现水下目标跟踪的过程.试验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和实时性,是复杂水下环境中目标跟踪的一种高效可行的新方法.
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    一种空间正交四边形滚动机器人
    郝艳玲, 刘长焕, 谢基龙, 姚燕安
    2012,46 (06):  949-955. 
    摘要 ( 3241 )  
    为使机器人仅利用较少的自由度就可实现移动及转向,提出了一种具有空间正交四边形几何形态的新型滚动机器人.该机器人本体是一个14杆16副的空间连杆机构,由2个平台和4条支链构成,外观形态为一对空间正交的四边形.并基于其自由度与运动原理,分析了该机器人的稳定性和滚动方向,进行了运动仿真.制作了一台原理样机进行实验以验证概念的可行性.实验结果表明,该机器人能够在2个驱动器控制下以翻滚步态实现全方位移动.
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    基于自适应逆控制方法的小型四旋翼无人直升机姿态控制
    李劲松a, 宋立博a, 颜国正b
    2012,46 (06):  956-961. 
    摘要 ( 3662 )  
    以上海交通大学工程训练中心运动控制实验室自行研制的小型四旋翼无人直升机为研究对象,搭建了姿态控制实验系统.根据牛顿欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的动力学模型,首次将自适应逆控制(AIC)方法运用于小型四旋翼直升机控制系统中,实现了小型四旋翼直升机的姿态稳定控制.仿真结果和实际飞行实验表明,AIC方法在小型四旋翼直升机姿态控制中具有很好的实时性和鲁棒性.
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    快速高效的碰撞检测算法
    印桂生1, 王海玲1, 2, 张菁1, 倪军2, 王建3
    2012,46 (06):  962-966. 
    摘要 ( 4380 )  
    为了提高碰撞检测算法的效率,提出了一种快速高效的碰撞检测方法.利用Morton码存储物体信息,给出一种改进的图层级结构,可快速分割物体空间,减少物体对相交检测;利用图形处理器(GPU)的并行处理特性进行物体包围盒层级树构建、树遍历,不仅可以快速处理碰撞检测中的事务,还可节省存储空间.实验表明,该方法能够快速构建物体层级结构,并能进行高效的碰撞检测计算.
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    一种基于时间窗的自动导引车动态路径规划方法
    胡彬a, 王冰a, 王春香b, 杨明a
    2012,46 (06):  967-971. 
    摘要 ( 3251 )  
    针对多自动引导车(Automatic Guided Vehicle,AGV)在柔性制造系统中的路径规划问题,提出一种基于时间窗的动态路径规划算法,能有效地避免车—车冲突、碰撞等问题,并且得到的路径是时间最优的.在备选路径上,通过时间窗的初始化、时间窗的更新、以及时间窗的排布,可以实现多辆车同时运行,相互之间不产生冲突碰撞.仿真实验和真车实验表明,该算法用在AGV路径规划上,能实现多车之间的无冲突、时间最优的路径规划功能.
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    集成三维力传感器的微夹持器设计与试验
    虞启凯1, 2, 游有鹏1, 韩江义3
    2012,46 (06):  972-976. 
    摘要 ( 2692 )  
    设计了一种集成三维力传感器微夹持器,通过压电陶瓷堆驱动和柔性铰链放大来实现夹持动作.微夹持器的弹性体为2个L型结构,对L型结构进行了优化设计和受力仿真分析,在2个L型结构的相应敏感部位分别粘贴3组应变片对空间三维力进行测量.通过试验验证了微夹持器的合理性和实用性.
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    鱼雷形水下机器人非线性航迹跟踪控制
    苏玉民1, 曹建1, 徐锋2, 张国成1
    2012,46 (06):  977-983. 
    摘要 ( 2863 )  
    研究了欠驱动自主式水下机器人路径跟踪问题.在SerretFrenet移动坐标系下,基于虚拟目标机器人建立了路径跟踪误差动力学方程.在此基础上,结合水下机器人动力学方程,设计了基于Lyapunov稳定性理论和反步法技术的控制器.仿真结果表明,提出的非线性反馈控制律能够保证路径跟踪误差快速收敛到零,使机器人沿着参考路径航行.
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    柔性微热剪切应力传感器阵列
    王文君, 刘武, 张卫平, 陈文元, 杨春生, 崔峰, 吴校生
    2012,46 (06):  984-988. 
    摘要 ( 2917 )  
    设计了一种基于微机电系统的、制备在柔性聚酰亚胺衬底上的双热线结构微型热剪切应力传感器阵列,可用于复杂形状物体表面所受剪切应力的矢量化测量.基于传感器的原理,用Comsol软件对传感器进行了温度场和流场的仿真,说明了传感器制作工艺流程,用硅橡胶与聚酰亚胺在酒精中浸泡后易于剥离的特点实现柔性传感器脱膜.对传感器实物进行了温度电阻系数和响应频率的测试.实验结果表明,设计的工艺路线简单,结构参数合理,可以实现所需柔性传感器阵列.
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    基于译文特征的中英文跨语种抄袭识别
    袁松翔, 刘功申
    2012,46 (06):  989-993. 
    摘要 ( 2694 )  
    针对科技类学术论文的跨语种反抄袭识别问题,以中英跨语种抄袭的识别为目标展开了研究,用于探讨进行跨语种抄袭识别的方法.通过挖掘中文译文的内在规律找到了一组可以表明译文风格的译文特征,并通过这些译文特征和决策树算法识别出存在抄袭嫌疑的科技论文.试验系统开放测试的准确率和召回率分别到达了88.68%和79.17%. 
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    结合定性知识的定量贝叶斯模型外推方法
    郑凯, 胡洁, 彭颖红, 詹振飞, 戚进
    2012,46 (06):  994-998. 
    摘要 ( 2723 )  
    针对新设计域中试验数据有限而难以进行模型验证的问题,提出了定性知识与定量贝叶斯推理相结合的模型外推方法.其中,量化方法用于将领域专家意见等定性知识转化为先验概率;贝叶斯网络及限定抽样范围的蒙特卡罗方法用于定量推理,并通过贝叶斯区间假设检验的贝叶斯可信度提供模型外推结果.对Sandia国家实验室某静态力学结构的研究表明,该方法能有效实现新设计域不确定性系统的模型可信度外推.
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    其他
    地铁车站深基坑半逆作法施工的环境变形控制分析
    田军
    2012,46 (06):  999-1004. 
    摘要 ( 3445 )  
    针对紧邻多栋7层建筑和高架地铁车站的深基坑工程,提出了地铁车站基坑半逆作施工方法并分析了环境变形控制效果.根据地铁车站的特点和周围环境控制要求,通过对比分析确定了结合临时支撑和逆作中板的半逆作施工方法,综合顺作法和逆作法的优点.对紧邻浅基础7层建筑和高架地铁车站沉降监测的结果表明:高架车站和多层建筑的沉降与差异沉降均在控制要求以内,距离基坑仅0.4 m的建筑物最大沉降小于10 mm.在逆作中板制作完成后,各测点的沉降曲线趋于平缓,即半逆作法可有效控制基坑施工后期深部开挖引起的环境变形.该方法在保证施工效率的基础上,将基坑周围变形控制在有效范围内.
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