• 2020年第2期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 基于静态图像法的镍铁渣粒度分析及剪切试验

      2020(2):1-6.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 3.56 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用静态图像法和筛分法,分析了镍铁渣的级配特征。结合 Udden-Wentworth 粒度划分方法和 Folk-Ward 图解法,计算了镍铁渣粒径中值、平均粒径、标准偏差、偏度和峰度。计算结果表明:与筛分法相比,静态图像 法所测得的粗颗粒含量大于筛分法所测的,并且细颗粒含量会偏小,计算得到中值和平均粒径偏粗,分选偏好, 偏度偏正,峰度偏尖锐。基于 Φ 建立的镍铁渣的粒度频率累计曲线能更好反映镍铁渣的粒径分布特征,利用大型 直剪仪进行了镍铁渣的重复直剪试验,并对比了剪切前、后的颗粒级配,以期为镍铁渣等一些工业废渣的再利用 提供借鉴。

    • 全强风化边坡破坏机理及加固措施研究

      2020(2):7-15.

      摘要 (10) HTML (0) PDF 27.79 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对热带雨林地区降雨量大、降雨集中的气候特点和风化作用强烈、风化程度深的岩性特征,以小磨高 速公路 K110+410 全强风化岩质边坡为例,利用工程地质方法,确定了上、下强风化岩层渗透性差异造成的不整 合接触面为边坡滑动控制的地质模型;利用有限元强度折减法,模拟了边坡的开挖过程,分析剪应变增量云图, 揭示并确定了边坡的变形破坏机制;开挖是边坡失稳的主要因素,降雨加剧了边坡的变形破坏。对于被动加固, 主动加固相具有设计参数高,变形可控,环境扰动小及加固工程量相对较小等优点;经过对加固边坡工后 2 个雨 季的安全监测,证明了抗滑桩+锚杆组合加固的可靠性,研究结果可为热带雨林区类似全强风化边坡防治提供技 术支撑。

    • 地铁隧道施工钢板超前支护应用分析

      2020(2):16-21.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 2.67 M (28) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在富水软弱地层中采用浅埋暗挖法修筑隧道过程中易发生变形过大、失稳等问题,以长沙地铁 5 号 线工程为依托,在隧道断面外轮廓线布置正、反向邻接的拉森钢板进行水平方向的超前支护试验研究,并通过 ABAQUS 有限元软件对钢板加固段支护效果进行模拟分析。研究结果表明:该方法有效地提高了隧道初期支护结 构的抗变形能力,增强了隧道开挖时掌子面的稳定性,从而有效减少了地表和管线的沉降变形,具有良好的超前 支护效果。

    • 求解推移式滑坡的一种改进条分方法

      2020(2):22-28.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 6.72 M (101) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统条分法在推移式滑坡的边坡稳定性分析计算中存在的不足,基于推移式滑坡的破坏机制,对 传统的条分法模型进行了改进,建立了一种简便的适应推移式滑坡的边坡稳定性分析模型,定义了其安全系数, 并推导出了相应的稳定性安全系数计算公式,开发出了推移式滑坡的边坡稳定性分析软件。该软件能准确识别推 移式滑坡形式、滑坡的最薄弱条块或条块群,工程师们可针对薄弱部位采取更合理、准确及经济的加固措施。通 过计算案例的对比与分析,考虑推移破坏模式下,其所得的安全系数通常较传统法小。因此,对于推移式滑坡在 评估和加固时,推荐采用推移式计算方法得到安全系数。

    • 降雨条件下含裂隙坡积土边坡的渗流特性研究

      2020(2):29-34.

      摘要 (6) HTML (0) PDF 15.36 M (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究降雨条件下裂隙对坡积土边坡渗流特性的影响规律,采用 Geo-studio 软件中的 SEEP/W 模块, 分析了降雨条件下不同裂隙分布对坡积土边坡的体积含水率、孔隙水压力及暂态饱和区等渗流特征的影响规律。 研究结果表明:降雨引起边坡表面体积含水率迅速增大;随着降雨的持续,湿润锋逐渐下移,且裂隙的存在对边 坡的含水率分布造成了显著影响;裂隙的存在使边坡内部形成快速入渗通道,导致含裂隙边坡的孔压变化幅度大 于无裂隙边坡的;在含有裂隙的边坡中,裂隙底端易形成暂态饱和区,随着降雨的持续,该饱和区会逐渐扩大、 下移直至与地下水连通,造成地下水位升高。

    • 偏高岭土地聚物配合比对力学性能的影响研究

      2020(2):35-39.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 1.28 M (33) 评论 (0) 收藏

      摘要:为设计偏高岭土地聚物最佳配合比,研究原料各组分对于地聚物抗压强度的影响,分析了 SiO2与 Al2O3、 Na2O 与 Al2O3 和 H2O 与 Al2O3 的摩尔比对偏高岭土地聚物 7 d 抗压强度的影响规律,归纳出经验性摩尔配比。研 究结果表明:当 SiO2 与 Al2O3 的摩尔比在 4 附近、Na2O 与 Al2O3 的摩尔比为 1 时,偏高岭土地聚物的 7 d 抗压强 度最高(超过 65 MPa),而 H2O 与 Al2O3的摩尔比对地聚物 7 d 抗压强度的影响作用不显著;SiO2 与 Al2O3、Na2O 与 Al2O3 和 H2O 与 Al2O3 的摩尔比三者对于偏高岭土地聚物 7 d 抗压强度的影响程度依次下降。

    • 贵州省某复合式山体滑坡主要成因分析

      2020(2):40-44.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 6.26 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州省某典型滑坡为研究对象,对该滑坡发生的具体成因进行了调查。采用 yaahp 计算软件和层次分 析法,对可能导致山体滑坡的成因进行了量化分析,查明了导致滑坡产生的主要成因和影响因素。研究结果表明: 该滑坡为复合式滑坡,其主要成因是降雨的影响。该结果可为此类滑坡的鉴定提供借鉴。

    • >桥梁与隧道工程
    • 纳米材料胶粘剂胶体拉伸性能与微观结构

      2020(2):45-51.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 9.27 M (61) 评论 (0) 收藏

      摘要:为制备出常温固化的环氧树脂结构胶粘剂,通过超声波细胞粉碎仪对羧基功能化碳纳米管(TNMC1)、羟 基功能化碳纳米管(TNMH1)和氧化石墨烯(TNGO-10)3 种纳米材料分别进行分散处理,制备了纳米材料增强环氧 胶粘剂,测试了胶粘剂常温固化胶体的拉伸曲线。利用扫描电子显微镜,获取了拉伸断面形貌,分析了掺入纳米 材料后的增强增韧机制。研究结果表明:掺入微量的纳米材料能显著提高胶粘剂的拉伸性能。当 TNGO-10 掺量 为 0.1%时,加入了 TNGO-10 的胶粘剂的拉伸强度达到最大,较纯胶粘剂提高了 42.64%;当分别加入 TNMC1 和 TNMH1 掺量为 0.2%时,相应胶粘剂的拉伸强度达到最大,分别较纯胶粘剂提升了 55.32%,38.08%;同时加入为 0.05%的 TNMH1 和 0.05%的 TNGO-10 时,其拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量较纯胶粘剂分别提高了 56.41%, 43.67%和 19.5%,充分发挥了一维和二维 2种纳米材料的协同效应。胶体拉伸断面 SEM分析表明,TNMC1,TNMH1 和 TNGO-10 的掺入能提高其断面的粗糙度,表面活性化的纳米材料与胶粘剂形成了紧密结合的界面,导致纳米 材料周围的基体具有更明显的塑性变形。裂纹在遇到纳米材料时,需要绕过或者剪断纳米材料方能扩展,形成了 二级裂纹,消耗了更多的断裂能。加入纳米材料后,胶粘剂拉伸试件的断裂形式由脆性断裂转变为韧性断裂,材 料的强度与韧性显著提高。

    • 基于等效初始裂纹尺寸的吊杆疲劳寿命预测

      2020(2):52-57.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 2.20 M (31) 评论 (0) 收藏

      摘要:在环境侵蚀和反复车辆荷载的长期作用下,大跨桥梁吊杆的疲劳损伤突出。为准确评估平行钢丝吊杆的 服役状况,根据不同应力比作用下高强钢丝疲劳裂纹扩展的试验结果,拟合得到了高强钢丝疲劳裂纹增长模型参 数与应力比的关系表达式。将局部锈蚀引起的应力集中效应融入应力强度因子模型中,对疲劳裂纹增长分析模型 由等效初始裂纹尺寸至临界裂纹长度进行了积分,从而预测单根钢丝的疲劳寿命。考虑吊杆钢丝断裂的关联性及 钢丝断裂后吊杆应力的重分布,实现了整个桥梁吊杆的疲劳寿命评估,分析了断丝率、车载频率和锈坑增长速率 对吊杆寿命的影响。研究结果表明:可为服役大跨桥梁吊杆的安全性评价和运营维护提供参考。

    • 全曲线波形板-UHPC 组合桥面板优化设计

      2020(2):58-65.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 15.65 M (41) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高正交异性钢桥面板疲劳性能,提出了一种全曲线截面形式的波形板-UHPC 组合桥面板结构,研究 了各截面设计参数对结构疲劳性能的影响。基于响应面法,优化了结构设计参数,并对优化后的结构的疲劳性能 进行了数值分析。研究结果表明:横向投影长度、纵向投影长度及曲线次数都是影响结构力学性能的重要结构设 计参数,增加纵向投影长度会明显增加结构自重和刚度,增加曲线次数会增加弯折处的应力集中程度;响应面法 建立的回归模型拟合程度较好,实验值与响应面法预测值之间的误差为 0.236%,优化后的设计参数较为理想;相 比传统正交异性板,优化后组合桥面板结构的疲劳性能明显提高,顶板焊趾处疲劳寿命提高了 4.9 倍,横隔板焊 趾处接近无限疲劳寿命。

    • 基于应力幅差的非对称吊杆破损安全性能分析

      2020(2):66-72.

      摘要 (7) HTML (0) PDF 2.00 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高拱桥吊杆的安全性能,基于破损安全双吊杆理论(即对双吊杆采用不同面积比,并设定截面积较 小的为主承重吊杆 F 杆,截面积较大的为安全吊杆 S 杆),提出一种通过改变双吊杆应力幅差从而实现吊杆先、 后破坏断裂的设计方法(即在 S 杆下方增设不同刚度的橡胶垫块)。以云南省某下承式拱桥为例,通过有限元软件, 模拟分析双吊杆在不同的面积比和橡胶垫块刚度下该设计方法是否能达到破损安全的目的。研究结果表明:该设 计方法有效。适当增加 S 杆的面积比,有利于 F 杆破断瞬间 S 杆的安全性;且合理地调整与 S 杆串联的橡胶垫块 的刚度,有利于提高吊杆的破损安全性能。

    • 饱和状态下混凝土中氯离子扩散试验研究

      2020(2):73-78.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 2.85 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究饱和状态下混凝土中氯离子的分布和扩散规律,先将普通混凝土与高性能混凝土进行标准养护, 然后将这批试件放置于充满 NaCl 溶液的氯盐槽内进行氯盐侵蚀试验,得出了氯盐侵蚀环境下混凝土中氯离子的 质量分数。并用 Matlab 画出相应的氯离子扩散规律图形,用所得的试验值与模型值进行了对比分析。研究结果表 明:在侵蚀深度处于 2.5~17.5 mm 情况下,NC30 的氯离子浓度比 NC40 和 NC50 的分别高 51.0%和 63.1%,HPC30 的氯离子浓度比 HPC40,HPC50 和 HPC60 的分别高 25.2%,47.4%和 51.6%。当水胶比相等时,NC30 的氯离子浓度 比 HPC30 的高 51.6%,NC40 的氯离子浓度比 HPC40 的高 43.0%,NC50 的氯离子浓度比 HPC50 的高 54.8%。水 胶比对混凝土氯离子扩散的影响会随着强度等级的提高而增大。在一定范围内,掺合料的添加优于降低水灰比对 混凝土中氯离子扩散的影响。

    • 山区低等级公路桥梁疲劳荷载谱研究

      2020(2):79-84.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 2.42 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对山区低等级公路桥梁的疲劳损伤问题。利用动态称重系统,统计了云南省道 S306 峨德河桥连续 29 d 的车辆信息,通过聚类分析法对车辆的车型和车重的分布特性进行了分析,基于损伤积聚理论和等效损伤原理制 定了山区低等级公路专用疲劳车辆荷载谱,并将其简化后得出标准疲劳车。研究结果表明:山区低等级公路上, 33 种车分成 5 类,以二轴车为主且车重服从对数正态分布,其它车型的车重服从三维高斯混合分布。标准疲劳 车采用加载贡献最大的四轴车和六轴车车型,两者的加载贡献值为 61.31%

    • 岩溶—侵蚀环境盾构隧道管片耐久性及防护

      2020(2):85-91.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 13.82 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑衡阳合江套隧道所处的岩溶地质条件和地下水侵蚀环境,利用 COMSOL Multiphysics 软件,对隧道 钢筋混凝土结构的耐久性开展了分析。根据分析结果,制定了相应的耐久性防护措施。研究结果表明:合江套隧 道管片结构存在腐蚀风险,且随着初始孔隙度的变化会呈现不同的腐蚀形式,设计的硅烷喷涂与防水橡胶双重密 封的措施能有效防止管片与地下水接触,提高其耐久性能。

    • 基于离散元法的道砟胶固化道床力学特性模拟

      2020(2):92-97.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 9.39 M (102) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对有砟轨道稳定性差的问题。在铁路的养护维修工作中,对道砟进行胶固化处理,形成了一种较稳定 的新型道床形式-胶固化道床。根据道砟胶固化道床的特点,分别选择了道砟颗粒级配和聚氨酯粘结剂中 A 组多 异氰酸酯、B 组聚合物多元醇的使用配比作为变量,对 2 种不同级配和 3 种不同配比的道砟胶固化道床的力学特 性进行了研究;采用三视图立体重建的方法对道砟颗粒的几何形状进行基础重建,获得了较为真实的道砟颗粒结 构;在离散元仿真计算中,通过粘结模型建立的道砟胶固化道床模型进行仿真模拟。研究结果表明:在道砟胶固 化道床中,采用宽级配和 A:B=3:2 的道砟胶配比更有利于提高道床的力学特性。

    • 湘府路高架桥桩基沉降计算及影响因素分析

      2020(2):98-103.

      摘要 (7) HTML (0) PDF 3.08 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据竖向荷载作用下的桩-土相互作用机理,并考虑桩侧土体应力-应变的非线性特征,建立了基桩沉降 的简化计算模型,计算了基桩沉降的理论值。以湘府路高架桥 ZX49R 墩中的基桩为工程实例,通过对比分析基 桩沉降实测值和计算值,验证了用荷载传递法计算基桩沉降的合理性,探讨了桩径和桩长对基桩沉降的影响。研 究结果表明:当其他条件相同时,基桩沉降随桩径和桩长的增大均呈非线性减小趋势,随桩顶竖向荷载的增加呈 非线性增大趋势。增大桩径和桩长均能在一定程度上减小基桩竖向受荷沉降,但当其增大到一定程度后,桩径和 桩长已不再是控制桩顶沉降的关键参数,以期为桩基工程的设计提供参考。

    • 40 t 无砟重载铁路隧底结构设计参数研究

      2020(2):104-110.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 8.53 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对隧底围岩损伤的数值模拟,因采用理想状态下的弹塑性模型仅对强度参数进行折减,而循环荷载作 用下围岩的累积损伤及隧底积水的反复冲刷作用均未考虑在内,使得计算结果与现场实测值相差较大的问题。本 研究基于隧底围岩的累积损伤机理与隧底混凝土结构的损伤塑性特性,利用 ABAQUS 有限元软件建立隧道-围岩 耦合二维计算模型,对重载列车荷载作用下,单线无砟隧道隧底衬砌结构的主要设计参数进行分析。研究结果表 明:随着列车轴重的增加,隧道底部围岩逐渐出现损伤,当轴重为 40 t 时,隧底结构出现明显的损伤效果;改变 矢跨比对仰拱竖向位移影响不大,当矢跨比大于 1:7,仰拱结构拉应力增大趋势变缓;改变填充厚度对仰拱竖向 位移影响不大,当填充层厚度大于 1.1 m 时,这种减小的趋势逐渐变缓。

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