超高层建筑外幕墙围护结构的骨架等粗糙条构件，会改变建筑表面绕流形态，从而对风效应产生影响，但目前我国建筑结构荷载规范中尚缺乏相关规定。文中以某典型超高层建筑项目为研究对象，对建筑模型表面设置粗糙条与去除粗糙条两种工况进行刚性模型同步测压试验对比研究，通过分析建筑模型表面风压系数、基底倾覆弯矩和体型系数等风荷载特性的变化，以研究建筑表面粗糙条对超高层建筑结构风荷载的影响规律。研究表明：设置粗糙条对建筑表面极值正压影响不大，但会显著降低建筑表面极值负压绝对值、最大降幅约39.8%，将显著影响建筑角区及侧风面，使建筑侧风面的平均和脉动风压系数显著减小、最大减幅分别为24%和30%，整体上，设置粗糙条有利于建筑围护结构的抗风设计。设置粗糙条会影响结构整体风荷载，在0°正吹风向角下，粗糙条会使建筑沿层高分段风荷载体型系数略微增大、最大增幅约为8%，使塔楼基底绕X轴的倾覆剪力和倾覆弯矩略微增大、增幅分别为4.9%和6.0%；设置粗糙条对建筑顶部峰值加速度极值出现的风向角有影响，且可降低峰值加速度幅值，降幅约为7.91%。

为研究广府古建筑木结构的抗震性能及加固方法，采用菠萝格木材，设计并制作了两榀不同结构形式的典型广府木祠堂箍头榫框架，提出并制作了用于木结构榫卯节点加固的雀替型阻尼器，对雀替型阻尼器加固前后的木框架进行低周往复荷载试验，研究结构的抗震性能及阻尼器的加固效果。研究结果表明：阻尼器可以弥补初次加载产生的损伤，在转角不大时给残损的榫卯节点提供较高的初始刚度，并在榫卯节点自身开始闭合时与之协同受力，提高节点刚度、极限承载能力和耗能能力，使得加固试件的极限承载能力高于未加固试件；未加固试件经过加载，出现了榫卯脱离、榫卯局部压屈现象，加固试件的破坏形式主要为榫卯脱离、榫卯局部压屈和竖向顺纹劈裂裂缝；各节点的滞回曲线呈现明显的“捏缩”现象，榫卯节点强度退化系数均大于0.83，在循环荷载作用下表现出稳定的承载性能，随节点转角的增大，各节点的环线刚度、等效粘滞阻尼系数呈现逐渐减小并趋于稳定的趋势；边跨框架试件节点的等效粘滞阻尼系数逐渐稳定于0.1~0.2，而中跨框架试件节点的等效粘滞阻尼系数逐渐稳定于0.05~0.1，且经过阻尼器加固，边跨框架与中跨框架试件的总滞回耗能分别提高了67%和19%。

在保证对结构变形、抗震性能改进效果的情况下，采用分段摇摆墙的形式可有效降低摇摆墙自身的内力需求，并且该形式具有制作更简单、运输更便利、安装更简易的优势。为了分析摇摆墙采用分段形式后对摇摆墙内力的改进效果，文中结合分段摇摆墙的特征及与整段摇摆墙不同的边界条件，推导了铰接分段摇摆墙-框架结构的位移和摇摆墙内力的简化计算公式，并进一步开展了摇摆墙刚度比和摇摆墙分段数目对摇摆墙内力的影响效果分析，且与整段摇摆墙的相应情况进行了对比。研究结果表明：将摇摆墙分段可以大幅降低摇摆墙的内力峰值、缩小内力值的变化区间，在均匀荷载作用时各分段摇摆墙的弯矩和剪力分布规律类似，且整段摇摆墙的弯矩峰值是分段摇摆墙的m²倍、整段摇摆墙的剪力峰值是分段摇摆墙的m倍，而在倒三角形荷载作用下时，上段分段摇摆墙的弯矩和剪力比下段分段摇摆墙的大；刚度比在1.0~5.0这一适当的区间内变化时，刚度比对摇摆墙内力的影响效果明显，且影响程度随摇摆墙刚度比增大呈先增大后减小的规律，但当摇摆墙刚度比在此适当区间之外（无论取值过大还是过小），摇摆墙内力改变情况则对刚度比变化变得不敏感，此时刚度比对摇摆墙内力的改善效果不佳；分段摇摆墙内力幅值的降低幅度会随着分段数目的增加而减小，在采用分段摇摆墙时分段数目不宜过多。除此之外，通过分析还可得，刚度比与分段数目这两个参数对摇摆墙内力的影响效果相对独立，影响效应不耦合。

钢筋混凝土（RC）刚架拱桥常见的加固方法大多属于局部加强而非整体改造，因此对于改善结构受力性能的作用极其有限，难以满足我国现阶段公路交通荷载日益增大的需求。针对以上问题，文中首先提出了一种新型加固方法——板桁组合加固法，该加固方法在主梁两侧架设钢桁架，通过植筋、焊接、铺设钢筋网和浇筑混凝土等措施使钢桁架与主梁牢固连接，形成板桁组合结构，从而使结构受力从主梁受力体系转变成板桁组合受力体系，实现对结构受力的优化；然后，利用该方法对某刚架拱桥进行加固改造，通过有限元仿真模拟与桥梁动载试验，对该新型加固方法的有效性和实用性进行验证。结果表明：加固后结构自振频率有效提高；竖向刚度和承载力显著增大；结构一阶面内竖弯频率理论值较加固前提高80.5%，公路-I级荷载作用下加固后结构下挠值较加固前减小56.8%，混凝土构件应力水平较加固前减小10.9%~69.8%；该加固方法对结构的动力特性具有改善作用，加固后结构的竖向振动效应小于加固前且实测冲击系数远小于现行规范值，结构动力性能良好。

文中针对现有钢轨检测技术不足的问题，提出了基于空气耦合导波的钢轨非接触式无损检测方法，建立了可模拟空气耦合导波激励与接收全过程的声固耦合仿真模型，并基于声学理论对仿真模型进行了验证。首先，通过该数值模型模拟分析了轨底不同损伤程度对接收导波信号的影响；然后，考虑空气耦合导波受高强度随机白噪声的影响，提出了基于激励信号中心频率小波系数的损伤评估方法。结果表明：根据Snell定律及声学理论，钢轨空气耦合导波检测的最优激励角与接收角为6.6°；钢轨空气耦合接收导波具有波形稳定、能量集中及抗干扰能力强的特点；无论损伤程度大小及所处空间位置如何，接收到声压时域信号波包中心到达时间均基本一致；不同损伤程度对应损伤指数范围有明显差异；基于激励信号中心频率的小波系数法简单可行，准确度高，适用于已知窄带导波信号的损伤信息提取，在接收信号受噪声污染严重的情况下仍能够有效识别出钢轨损伤；基于空气耦合导波进行钢轨损伤识别具有可行性。

过多的水盐含量是季冻区盐渍土产生变形的根本原因，而电渗可以通过驱动盐离子加速土体的排水固结，同时也会导致阴极土体含水率过大，进而产生严重冻胀变形。本文采用自制装置进行电渗联合氯化钙的室内试验，研究不同氯化钙含量（质量分数为0、5%、10%、15%的氯化钙溶液）对硫酸钠盐渍土变形的影响，结果表明：电渗联合氯化钙可以增大硫酸钠盐渍土的电导率，进而加速土中水的排出，相较于仅电渗处理，土体最终电渗排水量增加35%以上；硫酸钠盐渍土中过量的Na⁺和SO₄^2-在电场力的驱动下分别向阴阳两极迁移，大部分随电渗水流排出，从而降低土体中含盐量，减小低温下土体冻胀盐胀变形；在电场力作用下，Ca²⁺迁移到阴极并与水解产生的OH^-结合形成Ca（OH）₂胶结物，大大增强土颗粒间的粘结力，而多余的Ca²⁺与可溶性硅酸盐发生反应形成水合硅酸钙（C-S-H），并沉积在土颗粒表面，增加土颗粒间的摩擦力，有效降低阴极土体的冻胀变形；经电渗-氯化钙处理后的硫酸钠盐渍土，微观结构更加密实，抵抗冻胀盐胀变形能力显著增强，其中以质量分数10%的氯化钙溶液的加固效果为最佳，相较于仅作电渗处理土体，最终排水量提高了近70%，阴极土体抗剪强度增大了27.1 kPa，冻胀变形量降低了65.1%，而当试验用氯化钙溶液中氯化钙质量分数超过10%后，由于渗流通道的淤堵和电极腐蚀，导致最终排水量和土体抗剪强度有所降低，土体变形量增大。

我国湿热地区气候特殊，医院通过空调系统进行通风导致其运行能耗巨大。医院住院部的大部分公共空间在合理分类和布局的情况下，可以并且有必要通过自然通风的手段和方法来满足使用者的热舒适要求，改善建筑内部空气质量，同时有效节能降耗。天井是湿热地区建筑常见的气候适应空间，文中以我国湿热地区代表性城市广州（23.1°N，113.3°E）作为研究地点，以复廊式住院楼为研究对象，通过设计医院住院楼模型的CFD模拟实验、分析湿热地区全年适宜自然通风的时段，探究天井空间的设计要素对复廊式住院楼护理单元公共空间自然通风性能的影响。结果表明：医院复廊式住院楼设计中，相较与无天井布局，天井空间可以有效改善复廊式住院楼护理单元公共空间自然通风性能；通过设置合理的天井的平面形式、位置和高度，可以使医院复廊式住院楼各层护理单元公共空间获得满足人体舒适的自然通风；合理设置住院楼建筑首层的进风口位置，可增大全年自然通风潜力，以广州地区为例，该区域除南向外，东南、东北和北向都有较高频率的自然风，因此，除在建筑首层南向外，还宜在东南、东北和北向设置部分进风口，以增大全年自然通风潜力。

文中选取莫扎特第四十交响乐多通道录音信号作为声源干信号，以天津文化中心音乐厅为例，通过建筑声学模拟软件ODEON进行声场模拟，将乐队按照乐器划分为49个点声源并分别对应各个乐器的指向性，在观众席设置5个典型接收点位置，分别计算每个声源点至接收点的双耳脉冲响应，再与每个声源点对应的乐器干信号进行卷积，将卷积得到的49个听音信号同步播放合成乐队多声源可听化信号。同时按照传统点声源的可听化方法，在交响乐队中心位置设置一个点声源，计算点声源至接收点的双耳脉冲响应，再与乐队49个干信号进行卷积同步播放得到交响乐单声源可听化信号。视觉方面首先在Sketch up中建立音乐厅的三维真实模型并给各个界面赋予真实材质，将Sketch up的视觉模型输出至VR虚拟现实模拟软件SimLab Composer，调整灯光、材质、环境等参数，对调整好信息参数的虚拟模型进行渲染以获得更好的沉浸感，通过HTC VIVE Cosmos眼镜输出VR虚拟场景，模拟厅堂的三维视觉。在建筑声学视听实验时分别对比多声源与单声源卷积的可听化信号分别在有无VR视觉信号的条件下混响感与ASW（感知声源宽度）这两个建筑声学空间感音质指标的主观评价差别。实验结果表明：采用多声源卷积的可听化信号可以显著提升听音的混响感和ASW；不同接收点位置的改善程度不同；由于单声源与多声源的可听化信号音质差异较为明显，实验过程中听音实验人员更多关注空间感音质的提升，加入VR视觉信号对可听化信号听音主观评价结果无显著提升。

为实现急弯路段的追尾碰撞风险主动防控，提出了一种基于多源数据融合的追尾冲突动态预测方法。首先，基于无人机、毫米波雷达等采集的车辆运行数据，提出了适用于急弯路段交通流特征的追尾冲突判别模型及冲突等级阈值划分标准，分析了急弯路段的追尾冲突空间分布特征。然后，筛选车型、大车比率、断面速度差等13个交通流特征指标作为输入变量，以粒子群算法为基础，分别构建了其与BP神经网络、随机森林、支持向量机算法的追尾冲突动态组合预测模型，并根据混淆矩阵和曲线下面积评估各模型的预测性能，利用黑箱解释方法分析冲突发生概率的显著性影响因素及影响程度。结果表明：相较于平直或一般弯道路段，急弯路段的追尾冲突TTC （Time to Collision）值更小，出弯缓和曲线段冲突更为严重，且弯道内侧碰撞风险最高；粒子群-随机森林模型的追尾冲突预测性能最佳，灵敏度达90.70%；急弯路段追尾冲突受车辆平均车头间距的影响程度最大，当平均车头间距为25 m左右时，冲突发生概率最小，向心加速度均值、速度均值等因素亦对其有显著影响。

合理设置隧道交通标志能够在一定程度上缓解隧道特殊环境引发的“时空隧道效应”。文中研究了高速公路隧道内部交通标志（限速标志、出口预告标志）对驾驶行为的影响特性，首先选取特长隧道作为实验路段，通过驾驶模拟实验测试获取驾驶人细粒度微观行为数据，然后再考虑随机效应影响的条件下构建线性混合效应模型，揭示了隧道内部交通标志对驾驶行为的影响特征及作用机理。结果表明：不同影响区段内交通标志对驾驶行为的作用存在差异；在隧道内部设置限速标志能够一定程度上降低事故风险的发生概率，限速标志的重复设置一定程度上能提高驾驶人的操控能力；在隧道内部设置限速标志及出口距离预告标志有助于改善驾驶人空间控制能力、提高驾驶舒适度，其中，在距离隧道出口约小于1 km的影响区段内设置隧道出口距离预告标志有助于提高驾驶人的行车舒适性，在距离隧道出口2 km和1.5 km的影响区段内设置预告标志能在提高车辆控制能力的同时使驾驶人具有更高的行驶车速；此外，隧道交通标志作用下的驾驶行为受驾驶人性别、年龄、驾驶经验等特征属性影响，男性驾驶人的驾驶风险更低。

区域高速公路网收费站数量众多，每日产生海量收费数据，但由于设备、网络等因素，部分站点数据传输存在延迟现象，在此情况下已传输的数据往往不能满足实时流量预测的要求。为了实现实时交通数据补全和动态交通流量预测，文中首先提出了一种基于自监督学习的用于高速公路交通流量数据缺失补全的方法，该方法采用了基于注意力机制的时间序列模型（Seq2Seq-Att）；然后使用自监督学习方式对模型进行训练；最后，以广东省高速公路网的80个收费站为例，验证方法的可靠性。结果表明：文中的数据补全方法能够灵活捕捉交通数据中的缺失情况，并根据数据自身的内在关联性，给出合理的补全值；该方法总体优于其他方法，且在不同缺失率下都有较好表现，总体MAPE约为17.7%、WMAPE为12.8%；在高缺失率情况下，该方法相比于其他补全方法有明显的优势。交通量预测结果表明，使用该方法补全的数据进行交通流预测的预测精度接近使用完整数据的情况。

高速铁路中间站的股道规模是影响线路通过能力和运输效率的重要因素；由于在高速铁路的规划阶段，很难对线路的远期客流情况进行预估，因此在运营一段时间后，往往需要通过修建侧轨或站台的方式，对线路沿线的中间站的轨道规模进行更新配置。对于高速铁路来说，其线路上运行的列车均为动车组列车，列车的追踪间隔短，发车密度大，在中间站的停站时间不能过长，一般都以快进快出的运营模式进行运营；同时高铁修建和运营具有高成本属性。文中以改建施工成本和总旅行时间作为评价目标，以列车时刻表与中间站股道数量的耦合关系为约束，构建了综合优化模型。在将约束线性化的基础上，借助商业优化软件GAMS和其集成的CPLEX求解器对模型进行了求解。算例结果表明：将中间站的股道规模配置情况和列车时刻表进行综合优化，一方面能够在时刻表中较好地确定列车越行和折返的站点，另一方面能够在最低施工成本的情况下最大限度地满足未来客流的需求。

基于混凝土材料的动力损伤特性，建立了其弹塑性损伤本构模型，将该模型应用于强震区某大断面隧道工程，分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律，探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明：地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似，但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈；水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤，且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处；围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响，V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍；隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响，随着地震波强度增大，应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势，动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展；在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。

为实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算，首先提出了近邻列表法与改进的窗搜索法两种接触计算方法；然后，使用4种（AC13、AC16、OGFC13及SMA13）沥青混合料对比了两种新方法与遍历法、窗搜索法及iPas软件在计算精度与效率方面的差异，采用虚拟试件研究了可实现计算速度与精度均衡的图像分辨率范围；最后，就高通量计算方法的适用性进行了验证。结果表明：近邻列表法可避免遍历法不可能发生接触集料对的冗余接触计算，改进的窗搜索法通过形态学膨胀处理即可完成传统窗搜索法环扫一周的目的；近邻列表法、遍历法、窗搜索法、改进的窗搜索法及iPas软件尽管计算原理存在差异但具有一致的精度；不同计算方法的计算效率排序为近邻列表法>遍历法>改进的窗搜索法>iPas软件>窗搜索法；图像分辨率的降低会提高接触计算的速度但是会降低接触点计算结果的准确性，综合考虑精度与效率的要求，图像分辨率范围处于0.05~0.075 mm/pixel时可实现计算速度与精度的均衡；近邻列表法能有效地实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算。