• 2022年第2期文章目次
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    • >道路与铁路工程
    • 基于贝雷法参数与CEI的沥青混合料级配优化

      2022, 38(2):1-6.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 917.06 K (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究矿料级配变化对沥青混合料压实特性的影响,对8种沥青混合料级配进行旋转压实试验。采用偏最小二乘法分析贝雷法参数对密实能指数CEI和CEI96的影响,优化LC-16的级配。研究结果表明:贝雷法参数 CA值对密实能指数影响最大,LC-16E的密实能指数CEI与CEI96的推荐值分别为22.86和220.42,经过26次旋转压实后的平均空隙率为 3.888%,由斜率法可得出 LC-16E的平均斜率为 0.372,该级配优化的路用性能满足规范要求。

    • 再生SBS改性沥青的蠕变与松弛性能研究

      2022, 38(2):7-12,53.

      摘要 (41) HTML (0) PDF 2.45 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析不同掺量再生剂与 SBS改性沥青对再生沥青的高温蠕变和低温松弛等性能的影响,进行了沥青的针入度、软化点、延度、多重应力蠕变恢复(MSCR)与沥青弯曲蠕变试验(BBR)。试验结果表明:随着再生剂和 SBS改性沥青掺量的增加,再生沥青的针入度和延度会逐渐升高,而软化点则会逐渐降低。当再生剂掺量为4%,SBS改性沥青掺量为70%时,再生沥青的针入度、软化点、延度均与SBS改性沥青接近。掺入再生剂和 SBS改性沥青后,再生沥青的不可恢复蠕变柔量增大,而蠕变恢复率和松弛速率均降低。掺入再生剂和 SBS 改性沥青既能改善再生沥青的低温松弛性能,也能损害高温蠕变性能。

    • 基于层次可拓集的公路边坡稳定性评估

      2022, 38(2):13-19.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 994.88 K (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析公路边坡稳定性评估的影响因素,确定稳定性等级,基于结合层次分析法和可拓集理论,构建了基于层次可拓集的边坡稳定性评估模型,建立多层次评估指标体系,计算了各评估指标的权重和各层指标的综合关联度,并对评估指标进行了排序。依据该模型对广连高速路基某段岩质路堑高边坡施工稳定性进行了评估,研究结果表明:该边坡稳定性综合关联度分别为-0.447 9、-0.188 0、-0.013 1、-0.014 3 和-0.339 8, 稳定性评估的级别特征值为3.315 4,评估结果为Ⅲ级,偏向为Ⅳ级,与现场勘测报告一致。该模型可为公路边坡稳定性评估和施工方案的编制提供参考。

    • 大厚度水泥稳定碎石基层施工技术研究

      2022, 38(2):20-24,32.

      摘要 (42) HTML (0) PDF 1.39 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究大厚度水泥稳定碎石基层施工技术,依托广东省开阳高速月山连接线工程,在修筑试验路段上采用5种不同碾压工艺,检测路段压实度、平整度和弯沉指标,并通过钻芯取样试验,实测不同碾压组合的基层无侧限抗压强度。试验结果表明:采用碾压工艺四(使用39 t振动压路机,碾压3遍)可以实现大厚度水泥稳定碎石基层一次性摊铺后压实的最佳效果,该研究可为类似工程的施工工艺和施工质量控制提供参考。

    • >桥梁与隧道工程
    • 湿热对胶黏剂及CFRP-钢接头力学性能的影响

      2022, 38(2):25-32.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 1.90 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索湿热耦合作用对胶粘CFRP加固钢结构界面耐久性的影响,基于团队研制的纳米材料增韧环氧胶黏剂,对胶黏剂胶体及CFRP-钢双搭接接头在20、55、70 ℃水环境下进行了30、60 d的加速老化试验,测试胶黏剂胶体浸泡后的动态力学性能、拉伸性能和CFRP-钢双搭接试件浸泡后的力学性能,并与未浸泡试件的试验结果进行比较,分析湿热温度和浸泡时间对胶黏剂及CFRP-钢双搭接接头力学性能的影响规律。研究结果表明: 20℃的水浴浸泡下,胶黏剂的拉伸强度与玻璃化转变温度随浸泡时间呈下降趋势,浸泡 60 d的拉伸强度与玻璃转化温度分别下降 16.3%、7.6 ℃;55、70 ℃水浴浸泡 30 d,胶体拉伸强度变化较小,玻璃转化温度升高 11.5 ℃;70℃水浴浸泡60 d,拉伸强度下降27.8%。经20、55、70 ℃水浴浸泡30 d后,CFRP-钢双搭接接头极限荷载较初始值分别下降了2.13%、8.13%、11.83%。接头强度的退化原因主要是湿热老化,其降低了CFRP板/胶层界面及钢/胶层界面的黏结强度。

    • 基于三维激光扫描的吊索钢丝锈蚀形貌分析

      2022, 38(2):33-39,61.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 2.42 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究桥梁高强钢丝锈蚀对吊索性能退化的影响,以一座服役 14 a的拱桥吊索为研究对象,进行了吊索高强钢丝酸性盐雾快速锈蚀试验,得到了 6种不同锈蚀程度的钢丝样本。采用三维激光扫描(3D 激光扫描)技术,研究了锈蚀钢丝表面均匀锈蚀和坑蚀的特点,并引入点蚀系数,分析吊索高强钢丝局部锈蚀参数的概率分布特征。研究结果表明:钢丝平均质量损失率与时间呈幂函数关系;经检验,钢丝点蚀系数α和β均服从对数正态分布;随着锈蚀程度的加剧,钢丝锈蚀特征趋向于均匀锈蚀特征。

    • 索损伤对非对称独塔斜拉桥动力特性的影响

      2022, 38(2):40-44,101.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.92 M (116) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同拉索损伤情况对非对称独塔斜拉桥动力特性的影响,以某预应力混凝土独塔斜拉桥为工程背景,建立该桥的有限元分析模型,通过减少拉索弹性模量,设置ANSYS生死单元命令,分别模拟全桥拉索均匀损伤和局部拉索断裂损伤,并对损伤后的桥梁进行动力特性分析。研究结果表明:桥梁自振频率变化率与拉索均匀损伤程度有明显的线性关系;主跨区拉索损伤对桥梁自振频率的影响普遍大于边跨区拉索损伤的;长索损伤对一阶塔横弯频率影响最大,中长索损伤对一阶梁竖弯频率影响也较大。

    • 大跨悬拼钢筋混凝土拱桥施工索力计算分析

      2022, 38(2):45-53.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 1.28 M (124) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免大跨悬臂拼装钢筋混凝土拱桥施工过程中主拱圈出现较大的拉应力,以净跨径195 m的牛路河特大桥为依托,推导出一种施工索力优化的计算方法。在桥梁结构中,通过 Midas/Civil软件进行正装分析,提取施工过程中的应力影响矩阵。根据拱肋关键截面的应力控制条件,正装计算确定扣索力的可行域,选取可行域上、下限的平均值作为扣索力初值来计算,确定最优施工扣索力。基于水平力相等的原则,确定锚索力。研究结果表明:扣索施工索力值较为均匀,拱肋施工过程中截面拉应力不超过 1.5 MPa,压应力不超过 7.0 MPa,混凝土拱桥施工过程中扣、锚索只需张拉一次就可计算出截面应力,提高了工作效率,可为类似工程施工提供借鉴。

    • 盾构隧道重叠下穿地铁隧道施工变形规律研究

      2022, 38(2):54-61.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 1.71 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究近接重叠下穿既有隧道的盾构施工对地表和既有隧道的影响,以长沙地铁3号线下穿地铁1号线的盾构隧道工程为依托,采用Midas/GTS NX软件建立三维模型,考虑土仓压力、注浆压力、注浆量和掘进速度影响下,探究新建隧道施工对地表沉降和既有隧道位移的影响。研究结果表明:土仓压力增大会减少地表沉降量,且掌子面前、后各3.5倍隧道洞径区间内完成了90%的竖向变形;增大注浆压力和注浆量均可减少既有隧道的竖向位移,但注浆量对既有隧道竖向变形的控制作用较注浆压力的大,当研究区间的注浆压力和注浆量分别提高了 1.5倍、0.6倍时,既有隧道竖向变形分别降低了 0.5、0.9 mm;盾构掘进速度增大,地层所受扰动增大, 地表最大沉降量和既有隧道最大竖向位移也增大。研究成果可为类似工程施工提供技术指导。

    • CFRP板加固混凝土结构不同方法的黏结性能比较

      2022, 38(2):62-67.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 1.52 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:为比较水平嵌贴CFRP板与表面黏贴、表层嵌贴CFRP板加固混凝土结构的界面黏结性能,采用单剪拔出试验,分析各试件的黏结承载力、破坏模式、CFRP 应变分布及加载端部滑移。试验结果表明:水平嵌贴 CFRP板加固法的界面黏结性能比表面黏贴 CFRP板加固法的好,比表层嵌贴 CFRP板加固法的差,但其平均黏结承载力能达到表层嵌贴CFRP板加固法的79%,处于较好水平。

    • 基于位移反演的隧道初期支护可靠度分析

      2022, 38(2):68-74,108.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 2.14 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究龄期变化和围岩应力释放对隧道初期支护强度和可靠度的影响。采用白阳山非机动车隧道的数据,对其支护可靠度进行计算及对比分析。先考虑实际隧道开挖过程中应力释放和混凝土硬化的影响,根据现场监控量测数据,基于BP神经网络算法进行反演,得到围岩力学参数和开挖过程中隧道监测点的位移量,并将反演计算得到的位移值与现场实测值进行对比验证,并据此对围岩应力变化情况进行分析。再根据衬砌极限抗拉与抗压方程,计算得到隧道开挖过程中隧道初期支护可靠度的变化规律。研究结果表明:衬砌应力增长主要发生在施加完成后的初始阶段,完成施加衬砌 2~7 d后可靠度最低,该期间衬砌最有可能遭到破坏,且最小可靠度出现在拱腰位置;如果考虑应力释放及混凝土硬化过程的影响,衬砌可靠度会更低。该分析结果可为隧道安全施工提供借鉴。

    • 风屏障对桥梁及列车的气动特性影响研究

      2022, 38(2):75-81.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.15 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究平层公铁两用桥的风屏障在不同透风率和高度下对高速列车及桥梁气动力特性的影响,对列车桥梁-风屏障三维模型进行了全结构网格划分,并与风洞试验结果进行比较,验证了数值模拟方法的可靠性。研究不同透风率和风屏障高度下高速列车及桥梁气动力系数的变化规律。通过数据包络法(DEA方法)对三分力系数进行了效率评估,给出了风屏障参数最佳取值。研究结果表明:高透风率的风屏障虽高度增加,但防风效果仍不佳;风屏障可有效降低桥上列车的气动力系数,同时增大了桥梁的阻力系数;采用风屏障时,应综合考虑车桥整体的气动性能;针对本研究的平层公铁两用桥梁,当风屏障高度为3.5 m,透风率为20%时,车桥系统整体的气动性能最佳,效率最高。

    • 玄武岩地聚物砂浆的碱硅反应

      2022, 38(2):82-86.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.20 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:碱骨料反应是土木工程行业常见危害之一,为推进地聚物的应用,需要研究掺玄武岩骨料的碱激发偏高岭土基地聚物砂浆在高温、高碱环境下的碱骨料反应及其变形行为。研究掺两种不同粒径玄武岩骨料的偏高岭土基地聚物砂浆在80℃、2 mol/L的NaOH溶液中养护14 d后的变形行为,采用XRF、XRD、SEM等手段分析原料和产物的组成及微观结构。研究结果表明:玄武岩在地聚物中会发生碱硅反应,但地聚物碱硅反应不具有可持续性;地聚物浆体部分最终会形成沸石结构,其特殊的笼式结构能够吸附和固溶大量有害碱,能让地聚物材料有效地避免碱骨料反应的危害。

    • 基于IDA法的多跨连续刚构桥易损性分析

      2022, 38(2):87-94.

      摘要 (46) HTML (0) PDF 1.62 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析西南地区某高墩多跨连续刚构桥的地震易损性,采用 Midas Civil 软件建立有限元模型,使用 IDA法,以位移延性比作为地震损伤指标,对桥梁的5个双肢薄壁墩进行易损性分析,并用一阶界限法对全桥进行易损性分析。研究结果表明:该桥受横向地震作用比顺桥向地震作用时的损伤概率更高;多跨连续刚构桥的桥墩对称布置,高度相同时,易损性相近;对称布置的墩越高,受到顺桥向地震作用时的损伤概率越低,而受到横桥向地震作用的损伤区别不明显,该研究可为地震时桥梁损伤状态评估提供借鉴。

    • 基于GESO的钢筋混凝土梁拓扑优化方法研究

      2022, 38(2):95-101.

      摘要 (45) HTML (0) PDF 1.34 M (123) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服仅将钢筋混凝土作为单一材质进行拓扑优化的弊端,提出了GESO算法对分离式钢筋混凝土模型进行拓扑优化,并对拓扑解进行了简化,分别验证了二维矩形梁与三维T梁的钢筋布置方案。研究结果表明:与经典ESO算法相比,GESO算法效率更高,删除率、对称性及美观性均更优;基于GESO算法的二维矩形梁与三维T梁初始拓扑优化构型,经简化后可得到钢筋布置形式,优化后的矩形梁和T梁的位移、应力变化幅度较小; 但不同荷载、位移边界条件下,拓扑优化后的钢筋布置形式存在显著差异,实际配筋设计中应考虑结构受荷形式与边界情况,获得配筋设计的最优方案。

    • >交通规划与智能交通
    • 基于ARIMA-LSTM的货运量组合预测方法研究

      2022, 38(2):102-108.

      摘要 (39) HTML (0) PDF 1.25 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对仅考虑单一线性或非线性的货运量预测方法的不足,基于 ARIMA 和 LSTM 循环神经网络预测模型,提出ARIMA-LSTM 4种组合预测模型,实现综合考虑线性与非线性特征的货运量预测。研究结果表明:任意一种ARIMA-LSTM的组合模型的货运量预测精度均优于单一模型的,由误差倒数确定权重系数的并联组合模型预测精度最优,该模型相比于ARIMA,均方根误差降低40.66%,平均绝对误差降低29.76%,平均绝对百分比误差降低51.45%;相比于LSTM,均方根误差降低13.67%,平均绝对误差降低10.75%,平均绝对百分比误差降低36.32%,该研究可为货运量预测提供有效依据。

    • 基于匹配性最优的过江通道入口匝道控制方法

      2022, 38(2):109-116.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.12 M (131) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化过江通道入口匝道交通组织,运用双层规划模型计算最佳入口匝道分流比例,上层规划目标为路网匹配性最大,并采用粒子群算法求解;下层模型为用户均衡模型,采用F-W算法求解。以长沙市湘府路大桥为例,从行程时间、畅通性、路段交通状态和交叉口交通状态评价过江通道与疏解路网的匹配性,给出不同交通需求下的匝道交通分流方案。研究结果表明:基于匹配性最优的过江通道入口匝道控制方法可以有效缓解局部拥堵,可操作性强。

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