• 2021年第37卷第1期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 炭质泥岩路堑边坡湿化变形模拟分析

      2021, 37(1):1-6. CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.41 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究炭质泥岩路堑边坡湿化前、后的变形规律,通过三轴压缩试验确定邓肯?张 EB 模型的参数,并利 用 FLAC3D软件模拟了不同坡高、坡比的炭质泥岩路堑边坡的湿化变形。研究结果表明:坡比为 1︰1.5、坡高为 16 m 的二级炭质泥岩路堑边坡的干态、湿态的最大水平位移、竖向位移均发生在一级、二级边坡坡顶。湿化后的 最大水平位移、竖直位移均增大;在坡比相同时,随着坡高增加,边坡水平和竖直方向的湿化变形均增大,竖直 方向湿化变形约为水平方向湿化变形的 5~10 倍;在坡高相同时,对于坡比的增加,边坡水平与竖直方向的湿化 变形规律不明显。

    • 改性预崩解炭质泥岩强度特性及微观机理分析

      2021, 37(1):13-18. CSTR:

      摘要 (92) HTML (0) PDF 1.67 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水泥和粉煤灰对预崩解炭质泥岩进行改性处理,以期实现炭质泥岩填料在工程实际中的有效应用。 通过对不同水泥和粉煤灰组合、不同养护龄期下改性预崩解炭质泥岩进行无侧限抗压强度试验,分析了水泥和粉 煤灰改良预崩解炭质泥岩的力学性能,并结合 X 射线衍射和电镜扫描试验揭示其改性机理。研究结果表明: 9% 水泥+10%粉煤灰组合改性预崩解炭质泥岩时,的其无侧限抗压强度最大,7、14 和 28 d 的强度分别为 2.39、2.68、 2.94 MPa。从 X 射线衍射和扫描电子显微镜试验结果表明,随着养护龄期的增加,改性预崩解炭质泥岩内部孔隙 被水化产物填充,结构逐渐密实,导致其强度持续提高

    • 根系分布对膨胀土干缩开裂影响试验研究

      2021, 37(1):19-25. CSTR:

      摘要 (61) HTML (0) PDF 2.46 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究植被对膨胀土的改良作用,采用细麻绳模拟了不同根系直径和根系排列分布的土体干缩开裂试验, 分析了土体中的水平根系、竖向根系、斜向根系、混合根系及不同根系直径对抑制膨胀土干缩开裂的作用机理。 研究结果表明:4 种不同根系的排列方式对干缩开裂抑制作用从大到小依次为混合排列根系的、水平根系的、倾 斜根系的、竖向根系的。根系直径的增加对干缩开裂的抑制作用呈先增后降趋势,加筋直径为 2 mm 时,其表面 裂隙率为 1.6%,抗开裂效果最好,而直径分别为 1、3、4 mm 组的最终裂隙率分别达到 2.6%、3.4%和 4.06%。 该结果可为膨胀土边坡生态加筋护坡等相关研究提供借鉴。

    • >桥梁与隧道工程
    • 轻量化 STC-钢组合桥面板静力性能研究

      2021, 37(1):26-33. CSTR:

      摘要 (52) HTML (0) PDF 2.23 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高密配筋 STC?钢组合桥面板的经济性及施工的便捷性,研究了 STC 层钢筋间距对 STC?钢组合桥 面板弯拉静力性能的影响,提出轻量化 STC?钢组合桥面板。以佛山某大桥为工程背景,设计制作了一片含两段 不同配筋率的 STC?钢组合桥面板条带模型。通过静力破坏试验,研究了组合桥面结构在负弯矩作用下 STC 铺装 层的受力性能。研究结果表明:钢筋直径为 10 mm,间距为 80 mm 的轻量化 STC?钢组合桥面板,STC 层的名义 弯拉开裂强度达到 24.66 MPa,满足实际工程设计荷载作用下的强度要求;组合桥面 STC 层的名义弯拉强度随着 截面配筋率增大而提高,当截面配筋率提高 1 倍时,弯拉开裂强度可提高 47.11%~50.61%;根据荷载?挠度曲线, 轻量化 STC?钢组合桥面板的受力过程可分为线弹性阶段、裂纹发展阶段、屈服阶段和破坏阶段;不同配筋率的 STC 层对正交异性钢桥面板刚度补强效果一致,在达到极限承载力之前,组合桥面板中两侧刚度相差不大,在满 足实际工程需求的同时适当增大 STC 层钢筋间距,可方便施工、降低造价成本。

    • 邻近边坡偏压深基坑开挖效应分析

      2021, 37(1):34-41. CSTR:

      摘要 (66) HTML (0) PDF 2.02 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托长沙地铁 6 号线望岳路站深基坑工程,探究了邻近边坡偏压地铁车站基坑开挖的变形特性与受力特 点,采用 Midas/GTS 对基坑分层开挖与支护进行了数值模拟,分析了地连墙位移、内支撑轴力、地表沉降等,并 将数值模拟值与工程实际监测数据进行对比,分析了支护结构变形特性的影响因素。研究结果表明:偏压作用下, 基坑两侧围护结构变形明显不同,非偏压侧的桩身水平位移大于偏压侧的;偏压与非偏压的两侧地表沉降具有明 显的空间效应,偏压侧的坑周地表最大沉降量大于非偏压侧的;工程边坡侧增设大直径钻孔灌注围护桩、多道钢 角撑数量,能有效控制边坡侧基坑变形;数值模拟值与实际监测结果一致,可为地铁车站深基坑工程的设计与施 工提供借鉴。

    • 基于改进 BP 算法的混凝土热学参数反演与预测

      2021, 37(1):42-50. CSTR:

      摘要 (72) HTML (0) PDF 1.97 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对实验室测得混凝土热学参数结果的随机性和施工现场环境的差异性,提出了基于改进 BP 算法的大 体积混凝土热学参数反分析方法。以太洪长江大桥南岸隧道锚大体积混凝土施工为工程实例,反演了绝热温升、 反应速率、导热系数及表面散热系数,采用反演分析得到热学参数进行温度场预测并用于指导施工。研究结果表 明:采用均匀设计方法确定热学参数减少了样本数据,采用附加动量法改进的 BP 算法,提高了学习效率,避免 算法陷入局部极小值。

    • 风屏障对平层公铁桥上列车防风效果分析

      2021, 37(1):51-59. CSTR:

      摘要 (244) HTML (0) PDF 3.15 M (1012) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨风屏障的防风效果,对侧风作用下平层公铁桥梁?列车?风屏障系统气动特性进行了风洞试验研究, 针对两类风屏障的不同透风率和高度对不同风偏角下桥上中间列车的三分力系数进行测试,研究了风屏障在不同 风偏角下的倾覆力矩系数的折减系数。研究结果表明:风屏障在桥面上安装位置不同,对列车气动力特性影响有 明显区别;设置风屏障能够有效减小作用在车辆上的三分力系数,给桥上列车提供更有利的行驶环境;风屏障的 透风率比高度对列车气动特性的影响要大。无风屏障作用时,侧风下单车上游时列车的倾覆力矩系数最大,受风 荷载影响最显著。由于上游车的挡风作用,双车交会时下游列车三分力系数较小,受风屏障和风偏角影响也较小。 风偏角在 0°~15°时,风屏障透风率和高度对风屏障防风效果影响不明显;风偏角 60°≤β≤90°时,设置风屏障 A 的风速折减率要大于设置风屏障 B 的,防风效果更佳。

    • 长大隧道双侧壁导坑法施工通风优化研究

      2021, 37(1):60-68. CSTR:

      摘要 (65) HTML (0) PDF 3.31 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对长大隧道施工中爆破生成的 CO 对施工产生的不良影响。本研究在双侧壁导坑法施工中,采用压入 式通风,测试在长大隧道中的通风效果,利用 Fluent 流体力学软件对不同导坑、台阶长度与风筒位置的隧道通风 模型进行数值模拟,分析了其流场特性与 CO 气体扩散规律。研究结果表明:隧道内导坑和台阶的存在,会影响 射流发展;导坑和台阶工作面前方有涡流区形成,会影响通风效果;相同风筒布置条件下,随着导坑和台阶长度 的增加,涡流区范围越明显,CO 气体越难排出;隧道导坑和台阶长度相同的条件下,风筒布置于隧道拱顶时, CO 气体的排放效果最好。该结果可为采用双侧壁导坑法施工的长大隧道通风提供参考依据。

    • 圆弧形挡土墙整体土压力计算

      2021, 37(1):69-74. CSTR:

      摘要 (125) HTML (0) PDF 937.59 K (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对计算挡土墙土压力时,因挡土墙转角处与长直墙的土压力不同,其转角处需用圆弧形挡土墙的土压 力进行单独计算的问题。本研究提出将圆弧形挡土墙作为整体进行土压力计算的方法,基于库仑土压力理论和极 限平衡理论,计算了挡土墙墙后滑动土体的破裂角,并用微积分计算沿墙身对称线上土压力的合力。同时考虑了 墙背与墙后填土之间的摩擦力。研究结果表明:圆弧形挡土墙主动土压力及破裂角会随着墙土摩擦角的增大而减 小。该计算方法可为挡土墙实际工程压力计算提供借鉴。

    • 非等桩径荤素桩组合咬合桩受力计算模型研究

      2021, 37(1):75-81. CSTR:

      摘要 (101) HTML (0) PDF 1.79 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对咬合桩等效成地下连续墙的理论计算模型中的不足,本研究考虑钻孔咬合桩中荤素桩之间桩径相对 大小的影响及素混凝土桩的刚度折减效应,推导出修正后的等效刚度的咬合桩受力与形变理论计算模型。依托深 圳市城市轨道交通 12 号线太子湾站主体围护结构咬合桩工程,采用 Midas/GTS NX 有限元软件建立了数值模拟, 分析了基坑开挖全过程围护结构的受力机理与变形规律,验证理论计算模型。研究结果表明:随着基坑开挖,围 护结构最大水平位移最终收敛于 10 mm 左右。开挖工况下,围护结构的内力与变形增长较快,尤其第三层土开挖 完成后结构内力迅速增长。验证了该理论模型能够有效预测基坑施工过程中钻孔咬合桩的内力与位移发展规律, 可为围护结构的合理设计与安全施工提供理论指导。

    • 浅埋偏压双孔隧道开挖顺序优化研究

      2021, 37(1):82-88. CSTR:

      摘要 (101) HTML (0) PDF 2.03 M (749) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究先行洞优先原则与 CRD 法开挖顺序相结合对浅埋偏压双洞隧道围岩的影响,提出合理的隧道开 挖顺序。以重庆某隧道工程为依托,采用 Midas/GTS 软件建立了二维有限元隧道模型,分析了右洞先行且先开挖 右侧、右洞先行且先开挖左侧、左洞先行且先开挖右侧、左洞先行且先开挖左侧等 4 种不同开挖方案的主应力分 布情况。研究结果表明:采用右洞先行且先开挖左侧的开挖顺序时隧道围岩的位移和应力最小,该开挖方案最佳, 以期为类似隧道施工提供借鉴。

    • 异步悬浇施工中波形钢腹板局部变形研究

      2021, 37(1):89-94. CSTR:

      摘要 (69) HTML (0) PDF 1.44 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确计算波形钢腹板连续刚构桥在异步悬浇施工过程中的局部变形。通过有限元软件 Midas/FEA 建立 了板壳单元模型,研究了波形钢腹板在荷载作用下的局部变形,对比现场实测数据,分析了计算值与实测值的误 差变化规律。研究结果表明:异步施工过程中的波形钢腹板局部变形主要来源于荷载的影响,根据误差变化规律 拟合出挠度关系式,对施工中的波形钢腹板局部变形值进行修正,以保证成桥线形达到设计要求。

    • >交通规划与智能交通
    • 数据驱动的收费站运行参数预测及车道配置

      2021, 37(1):95-103. CSTR:

      摘要 (60) HTML (0) PDF 2.21 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化电子不停车收费系统(ETC)推广期间收费站车道配置。依据数据驱动,提出了预测指定日期 ETC 和人工半自动收费车道(MTC)小时最高流量的方法。结合排队论和驾驶员在收费站选择车道的行为,提出了收费 站车道资源配置的优化,并以上海市 112 个收费站实际数据为例进行验证。研究结果表明:所提出的预测收费站 日流量、小时最高流量及 ETC 流量占比趋势等方法可行,可为收费站车道资源配置提供借鉴。

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