• 2022年第38卷第1期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 群钉连接组合轨道梁刚度调整系数研究

      2022, 38(1):1-7.

      摘要 (143) HTML (0) PDF 1.58 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对预应力混凝土轨道梁线形精度控制难度大,全钢结构轨道梁运营噪声振动等问题,研发了新型群钉连接装配式钢-混凝土组合轨道梁,下部钢梁和上部混凝土板分开预制,通过群钉装配形成组合梁。按1:3几何缩尺比,制作了试验梁模型,对装配前后的钢梁、组合梁固有频率、荷载-挠度曲线、截面高度-应变曲线进行了有限元计算和实测试验,并与界面无滑移钢-混凝土组合等效刚度理论结果进行了对比,获取了不同工况下的刚度调整系数,并验证了其准确性和适用性。研究结果表明:实测荷载-刚度调整系数曲线呈非线性;随试验荷载的增大,刚度调整系数先增大后减小;钢混组合截面不完全符合平截面假定,大幅荷载下混凝土板非线性特性更为明显;基于刚度调整系数对理论值和有限元计算值分别进行修正,得到群钉连接组合梁频率与实测值的误差为 2.2%~4.0%,应力误差为 8.0%~23.8%,在实际工程中,采用该系数可指导并简化该类结构的计算和设计。

    • 混凝土相场断裂模拟——影响裂纹宽度的因素

      2022, 38(1):8-14.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 1.46 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土的断裂特性对工程安全起着关键作用。相场断裂法能方便地模拟出裂纹的动态扩展过程,利用 UEL和UMAT子程序,实现混凝土相场断裂的Abaqus二次开发,分析了单元尺寸和长度尺度参数对三点弯曲混凝土梁裂纹扩展宽度的影响。研究结果表明:当单元尺寸足够小时,裂纹宽度将不再受单元尺寸的影响,裂纹宽度随长度尺度参数减小而减小。

    • 粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响

      2022, 38(1):15-20.

      摘要 (49) HTML (0) PDF 1.29 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响,基于数字图像处理技术,采用等效椭圆法评价粗集料的棱角性对石灰岩碎石与破碎鹅卵石的棱角性进行了对比分析,且对不同棱角性集料的工况组合水泥稳定碎石的强度性能进行了室内正交试验。研究结果表明:不考虑水泥因素的影响,无侧限抗压强度与棱角性正性相关;替换率相同条件下,19.0~26.5 mm的棱角性对无侧限抗压强度的影响小于9.5~19.0 mm的;棱角明显的粗集料和浑圆状的粗集料进行组合,可以提高水泥稳定碎石基层的劈裂强度。

    • >桥梁与隧道工程
    • 碳纤维加固二次受力混凝土梁理论计算方法

      2022, 38(1):21-26.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 1.40 M (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据。按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式。采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方程进行处理,应用于不同荷载等级下加固梁的挠度控制验算,规避参数取值问题带来的求解误差。针对不同预载幅值下4根碳纤维网格加固梁进行了抗弯试验,将理论计算值与试验值进行对比。研究结果表明:碳纤维网格加固梁理论计算值和试验值较为吻合,相关计算方法对指导实际工程设计具有一定参考价值。

    • 圆形地连墙空间效应影响因素分析

      2022, 38(1):27-36.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 1.95 M (124) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对圆形地连墙的空间受力特点,通过理论分析和数值计算,研究了圆形地连墙空间效应的影响因素和影响规律,将圆柱壳有矩理论应用到圆形地连墙中,得到了圆形地连墙内力和变形的解析解。通过Midas GTS 软件建立了圆形地连墙计算模型;通过改变开挖半径、墙体厚度、嵌固深度、内衬厚度和土层参数等因素,对其受力及变形规律进行分析。研究结果表明:开挖半径及墙厚对空间效应影响较大,嵌固深度、内衬厚度和土层的影响均较小,可为类似工程研究提供借鉴。

    • 浅埋小净距隧道围岩压力的极限分析

      2022, 38(1):37-42.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.06 M (132) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于 Mohr-Coulomb强度准则,利用极限分析上限定理,推导出浅埋小净距隧道围岩压力计算新公式。 采用 MATLAB数值模拟软件中的 fmincon函数进行最优化计算,求解该破坏模式下围岩压力的上限解,并将该计算值与规范法计算结果进行了对比。研究结果表明:该计算值与规范法计算结果比较接近,验证了该计算方法可行;随着系数 m的增大,浅埋小净距隧道两侧破坏土体的范围逐渐增大,围岩压力也逐渐增大且增长率呈递减的趋势。

    • 混杂纤维超高性能混凝土断裂性能研究

      2022, 38(1):43-54.

      摘要 (39) HTML (0) PDF 2.88 M (81) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明超高性能混凝土(UHPC)的断裂性能与机理,以合成纤维替代率为变量,通过三点弯曲断裂试验,以聚乙烯醇纤维(PVA)、聚丙烯纤维(PP)替代部分钢纤维对UHPC断裂性能的影响进行研究,并使用修正后的双 K 断裂韧度与断裂能的计算公式,分别计算了不同纤维含量的 UHPC 断裂性能指标。研究结果表明: 合成纤维(PVA或PP纤维)替代部分钢纤维后,荷载-裂缝口张开位移曲线会出现“二次硬化”现象,荷载-位移曲线的下降段会出现明显波动;PVA纤维替代部分钢纤维后,可有效提高 UHPC的起裂韧度与延性,同时亦会造成黏聚韧度与纤维桥接韧度的下降,以致失稳韧度的下降;PP纤维替代部分钢纤维后,会导致UHPC起裂韧度小幅下降,失稳韧度与断裂能明显下降;PVA纤维与PP纤维各半,共同替代30%的钢纤维后,能综合提高 UHPC的断裂力学性能,是最理想的钢纤维替代方案。

    • 基于Hoek-Brown准则岩溶区地下硐室开挖跨度研究

      2022, 38(1):55-62.

      摘要 (43) HTML (0) PDF 2.30 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究岩溶地区深埋地下硐室围岩稳定性,基于极限分析上限定理构建顶部存在溶洞的深埋矩形硐室塌落破坏机制,将广义Hoek-Brown破坏准则引入上限计算的虚功率方程中,通过变分计算,得到了硐室顶部围岩塌落曲线解析方程与隧道极限开挖跨度的解析解,并进行了参数的影响性分析。以乐百高速公路五指山隧道为工程背景,采用数值模拟技术模拟了隧道顶部围岩的塌落范围,并将所得结果与本研究计算得到的上限解进行对比。研究结果表明:硐室顶部围岩塌落范围与极限开挖宽度受到围岩参数的影响,极限开挖跨度随地质强度指标的增大而增大,数值解与上限解吻合。

    • 大理某大跨度贯木拱桥仿真分析

      2022, 38(1):63-69.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.61 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:新建的大理某大跨度人行木桥为采用传统榫卯节点连接的三跨贯木拱结构体系,为验证该拱桥的结构安全性和舒适性,利用SAP2000有限元软件对该结构进行了模态分析、静力分析,对最不利荷载组合情况下的主要受压构件进行验算。研究结果表明:在地震荷载和风荷载作用下,人行桥具有良好舒适性,避开了人行荷载谐波的基频范围,不易发生明显的人致共振现象。风荷载不是控制结构安全性的主要因素。加支撑后的拱桥整体强度应力处于安全状态,最大应力发生在拱脚附近区域。最不利荷载组合作用下,主要构件承载能力满足要求。本工程的设计可供同类工程参考。

    • 盾构参数对复合地层损失率和地表沉降的影响

      2022, 38(1):70-78.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 1.59 M (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究土压平衡式盾构机穿越复合地层过程中,不同盾构掘进参数对地表沉降值和地层损失率的影响, 依托湖南商学院站至白鸽咀站区间盾构工程已有的施工沉降监测数据,利用Peck公式反推得到盾构施工在此类地层条件下的地层损失率,并通过三维有限元数值模拟分析了盾构各参数对地表沉降值和地层损失率的影响程度。研究结果表明:在掘进推力增大时,沉降槽宽度减小,沉降值增大,地层损失率增大;在土舱压力增大时, 沉降槽宽度减小,沉降值增大不明显;在注浆压力增大时,沉降槽宽度减小,沉降值也减小,地层损失率减小。 在盾构穿越上软下硬复合地层条件下,进行了盾构掘进参数对地层损失率和地表沉降的影响敏感度的排序,以期为此类地层盾构掘进施工的变形控制提供参考。

    • 既有桥桩对盾构引起地表沉降槽的变形影响

      2022, 38(1):79-87.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 2.05 M (89) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对预测盾构开挖引起的地表沉降槽变形曲线,通常采用Peck公式或其修正公式,但该公式没有考虑邻近桥桩刚度对地表沉降槽变形的影响。采用Midas GTS NX建立三维有限元模型,分析不同桩径和桩-隧道间距对地表沉降槽曲线的影响,提出一种适用于预测盾构近距离侧穿桥桩时地表沉降槽的偏态分布曲线。以长沙地铁 5号线圭塘站至高桥南站区间为工程背景,将有限元计算结果和现场实测值与偏态分布曲线值进行对比分析。研究结果表明:当L/D<1.8时,地表沉降槽变形曲线会呈现明显偏态分布,整体地表变形会在桩基附近出现 “绕桩”现象。采用偏态分布曲线可以较好地预测邻近桥桩影响下盾构开挖引起的地表沉降槽变形,可为此类工况修建盾构隧道提供参考。

    • 基坑开挖对既有地铁隧道变形的影响研究

      2022, 38(1):88-96.

      摘要 (25) HTML (0) PDF 2.38 M (83) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究基坑开挖对下穿既有地铁隧道变形的影响,考虑土体的小应变刚度,建立了有限元模型,模拟了基坑开挖过程,研究竖向开挖卸荷对下覆隧道变形的影响规律,分析不同开挖深度时下覆隧道的变形特性和变形影响区域,对比了不同基坑土体加固措施对隧道变形的控制效果。研究结果表明:竖向卸载主要引起隧道的竖向变形,坑底隆起,隧道竖向变形和影响区范围随着开挖深度的降低而减小,建议基坑土体加固平面上选择满堂加固,竖向上选择回掺式加固,基坑土体加固强度宜为0.5~1.5 MPa。

    • 钢-UHPC桥面板湿接缝负弯矩试验研究

      2022, 38(1):97-107.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 3.06 M (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:某斜拉桥的次边跨和中跨的桥面板采用8 mm平钢板+15 cm UHPC层+PBL剪力键的新型组合体系。桥面板预制段 UHPC依靠阶梯式燕尾榫湿接缝连接。为研究该组合桥面板湿接缝的负弯矩静力性能,制作足尺模型试件进行试验。通过施加荷载,测量各级荷载下桥面板试件的位移、应变,并观测裂缝,获得荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂纹发展规律和破坏形态。研究结果表明:阶梯式燕尾榫湿接头接缝处的抗裂能力、承载能力与湿接头非接缝处性能大体相当,开裂后其刚度逐渐退化;裂纹宽度0.2 mm时,荷载关系从线性变为非线性;到达极限荷载后,桥面板仍保持良好的延性;PBL剪力键能确保钢与UHPC形成整体,保证两者共同变形; 桥面板裂纹主要集中在现浇段,多而密;跨中截面处钢筋和混凝土的应变均大于其他部位的,试件破坏以跨中裂纹宽度急剧增加为标志。

    • >港口航道与海岸工程
    • 珠海金湾海上风电单桩基础局部冲刷试验研究

      2022, 38(1):108-114.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 1.82 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对珠海金湾局部冲刷深度难以用现有经验公式进行预测的问题,本研究通过建立正态物理模型,研究风电场风机基础建设后的海床局部冲刷情况。研究结果表明:波流共同作用时的冲刷深度小于纯流作用时的, 在该海况下波浪具有回填作用;冲刷坑主要围绕在桩基周围,最大冲刷深度出现在基础迎水面和两侧,背水面冲刷坑略浅,尾流区有淤积;冲刷达到稳定后,柱基前后冲坑坡度约为1:10~1:1,且桩前的冲刷坡度大于桩后的;受尾涡脱落的影响,桩基侧后方海床冲刷较明显,冲刷显著区与主流方向的夹角在30°~66°之间。

    • >交通规划与智能交通
    • 基于集对分析的响应型接驳公交服务质量评价

      2022, 38(1):115-122.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.11 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对响应型接驳公交服务质量评价研究不足的问题,设计了一种综合评价方法。通过响应型接驳公交与其他公交模式的比较分析,并参考其他公交模式系统评价的研究成果,考虑响应性、方便性、可靠性、高效性、协调性5个因素,构建了响应型接驳公交服务质量评价的指标体系,并进行了量化分析。将集对分析引入服务质量评价中,构建了基于集对分析的服务质量综合评价模型,其中指标值与评价等级间的关联程度、差异度系数、权重系数分别采用四元联系数、灰色关联法、熵值修正G1法来确定。研究结果表明:试验案例验证了评价方法的有效性,优化目标导致运行方案及其服务质量发生了显著变化,可为响应型接驳公交的运营管理提供决策依据。

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