• 2023年第39卷第1期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 膨胀土微波干燥曲线特性研究

      2023, 39(1):1-6,25. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210601001 CSTR:

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.10 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究利用进气值与残余含水量之间的内在关系,依据土壤热力学和微波干燥的均匀脱湿特性,推导膨胀土的微波干燥动力学模型,揭示该过程中膨胀土含水量与微波干燥时间的对数关系,并对高岭土与钙基蒙脱石的混合料进行试验研究。试验结果表明:微波干燥动力学模型能较好地呈现膨胀土的微波干燥过程,且膨胀土的微波干燥曲线特征参数与其比表面积之间存在内在关系。

    • 复合地基加固的半分离式路堤沉降特性研究

      2023, 39(1):7-16. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211112001 CSTR:

      摘要 (43) HTML (0) PDF 1.34 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析软土地基上半分离式路堤的沉降特性,本研究依托实际工程,结合现场试验结果,建立数值模型,分析不同工程因素对半分离式路堤沉降特性的影响。研究结果表明:半分离式路堤顶面沉降形状为不对称的“碗盆状”曲线,最大沉降点偏向路堤边缘,工后的差异沉降值较整体式路堤的小;分幅距离、分幅高度及路面荷载大小是影响半分离式路堤沉降的主要因素,土工格栅模量对工后最大沉降点的位置有明显影响,合理的桩距设置对于高填方路基的地基沉降稳定有重要作用。

    • 钢渣沥青混合料的路用性能及体积稳定性研究

      2023, 39(1):17-25. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210409001 CSTR:

      摘要 (128) HTML (0) PDF 3.92 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢渣粗集料对沥青混合料的路用性能和体积稳定性的影响,分别用石灰岩和不同膨胀性的两种钢渣为粗集料,设计配合比为AC-13C型的沥青混合料。通过浸水马歇尔、动稳定性、冻融劈裂、间接拉伸和体积稳定性试验,研究钢渣对沥青混合料性能的影响,并采用X-射线衍射、扫描电子显微镜分析其机理。研究结果表明:两种钢渣沥青混合料的路用性能均好于石灰岩沥青混合料的;两种钢渣的沥青混合料的间接拉伸疲劳性能分别为石灰岩沥青混合料的1.36倍和2.16倍,用钢渣2为粗集料的沥青混合料比用钢渣1为粗集料的沥青混合料更稳定。虽然钢渣沥青混合料的体积稳定性降低,但是两种钢渣沥青混合料的72 h浸水马歇尔稳定度分别是石灰岩沥青混合料的1.25倍和1.52倍。

    • 基于门控深度循环信念网络的边坡沉降预测

      2023, 39(1):26-34,41. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210521001 CSTR:

      摘要 (32) HTML (0) PDF 1.21 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究针对现有边坡沉降预测模型精度低、无法有效反映沉降值蕴含的时序信息等问题,提出基于门控深度循环信念网络(GDRBN)的边坡沉降混合预测模型。为提高训练效率,引入自适应学习率,并以广佛肇高速公路二期工程为实例,建立多种边坡沉降预测模型,并进行计算比较。研究结果表明:基于GDRBN的边坡预测模型的预测精度比GM、BP、RNN、DBN预测模型的分别提高了69%、54%、38%、26%,可为边坡预测提供更准确的计算方法。

    • 基于XRD分析的钢渣填料沥青混合料水稳定性研究

      2023, 39(1):35-41. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210907001 CSTR:

      摘要 (44) HTML (0) PDF 1.44 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢渣矿物成分对沥青混合料性能的影响,本研究采用不同种钢渣,分别按0%、30%、60%和100%的掺量及陈化前后30%的两种K钢渣进行沥青混合料的水稳定性测试,并采用XRD进行成分分析。研究结果表明:相比于普通石灰岩矿粉及水泥,不同钢渣的硅酸盐矿物及CaO等活性成分含量差异较大,且其对沥青混合料性能的提升存在较大差异。马歇尔稳定度及劈裂强度提升28.0%~40.0%;K钢渣随掺量增加,活性成分含量提高,对混合料性能提升也略有提高,马歇尔稳定度及劈裂强度提升38.0%~40.0%;钢渣陈化后活性矿物成分减少,对沥青混合料的提升效果减弱;水稳定性随活性成分增多有所降低;K钢渣在30%掺量时,水稳定性及劈裂强度性能提升最显著。

    • >桥梁与隧道工程
    • 陡坡桥梁桩基水平承载特性分析

      2023, 39(1):42-51. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211101001 CSTR:

      摘要 (53) HTML (0) PDF 2.23 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以某陡坡桥梁桩基为研究对象,建立了倾斜荷载作用下桩基的有限元模型,分析了荷载加载顺序、荷载类型、桩身弹模和土体主要力学特性等因素对陡坡桥梁桩基水平承载特性的影响规律。研究结果表明:施加竖向荷载会增加桩顶水平位移和桩基内力,竖向荷载对桩顶水平位移的作用机理应同时考虑“P-△”效应和桩周侧向的土压力效应。本研究提出了坡顶荷载-桩身最大弯矩关系的三阶段特征,揭示了土体黏聚力、内摩擦角和弹性模量均与桩顶水平位移呈递减关系。该研究成果可为山区陡坡桥梁的设计与施工提供参考。

    • 考虑剪切变形和二阶效应的变截面构件的计算

      2023, 39(1):52-58. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210607001 CSTR:

      摘要 (36) HTML (0) PDF 991.42 K (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:同时考虑剪切变形和二阶效应来解析计算杆件的临界力,是求解变系数临界微分方程的难题。本研究采用有限元法推导了变截面单元刚度矩阵。采用三次Hermite插值函数和三次拉格朗日插值函数来计算单元内的弯曲变形和惯性矩变化。采用线性插值函数来计算单元内的剪切变形和截面面积变化。利用最小势能原理对总势能进行变分,系统给出了计入弯曲变形、剪切变形以及轴力二阶效应的变截面构件单元刚度矩阵。最后,用自编的有限元程序对算例进行验证。研究结果表明:本算法的计算精度较高,还可分析二阶位移放大系数以及变截面门式刚架立柱之间的支援作用。

    • 降雨条件下隧道与堆积层边坡相互作用机理研究

      2023, 39(1):59-67. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210429001 CSTR:

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.69 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:堆积层边坡具有结构松散、渗透性强和易受施工扰动等特点。隧道开挖与降雨入渗均可导致堆积层坡体产生挤压变形,使隧道支护结构因围岩压力增加发生变形和开裂,影响其安全。本研究以湖南省某山岭隧道工程为背景,采用有限元数值方法,分析在不同工况下堆积层边坡与平行穿越隧道之间的相互作用和堆积层坡体的变形机理,探讨在降雨入渗条件下,隧道穿越堆积层边坡时,隧道支护结构和堆积层坡体受力变形的时空变化特征。研究结果表明:降雨入渗使堆积层坡体及平行坡向穿越坡体的隧道衬砌结构的应力和变形增大。其中,堆积层坡体前缘和坡面位置受施工扰动和降雨入渗作用的影响最明显,位于堆积层内部的隧道衬砌结构拱顶处的受力变形比其拱腰处的受力变形更大,降雨强度的增大会显著提高该影响效应,且降雨诱发的隧道拱顶位移变形具有一定的时间滞后性。

    • 偏压小净距隧道开挖方式优化的研究

      2023, 39(1):68-75,99. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210308001 CSTR:

      摘要 (29) HTML (0) PDF 1.47 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同开挖方式对偏压小净距隧道的影响。本研究以重庆杨家坪隧道工程为依托,运用Midas GTS NX软件对其建立有限元模型,研究偏压小净距隧道的不同开挖方式在中岩墙加固前后对围岩应力、拱顶沉降和仰拱隆起等方面的影响。研究结果表明:对小净距隧道的中岩墙进行注浆加固,提高了土体强度,避免了中岩墙错动。在小净距隧道中岩墙开挖的各种方法中,采用CD法开挖的水平位移、拱顶下沉和仰拱隆起均优于CRD法和环形开挖留核心土法的。采取CD法开挖偏压小净距隧道可有效减小后行洞开挖对先行洞的影响。

    • BIM技术在混凝土施工温控监测中的应用研究

      2023, 39(1):76-82. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210704001 CSTR:

      摘要 (82) HTML (0) PDF 1.17 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究针对大体积混凝土施工温控过程中监测数据不直观、理论计算与施工监控脱节等问题,提出了基于BIM技术的在大体积混凝土施工的温控动态控制方法。在Revit平台上,建立某船闸混凝土施工温控监测模型,结合Revit和数据库,以二次开发的形式实现监测信息与模型集成,同时将BIM模型导入有限元软件,进行大体积混凝土温控过程的仿真模拟。研究结果表明:将BIM应用于施工温控监测,提高了对监测信息的可视化管理与分析能力,并为温控仿真数据与实际工程监测数据之间的反馈提供了途径,可更好地指导大体积混凝土施工的温控。

    • 盾构上跨复合岩土层既有隧道管片力学分析

      2023, 39(1):83-90,99. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210106001 CSTR:

      摘要 (47) HTML (0) PDF 1.47 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,地铁隧道采用盾构法施工趋于常态化,但传统荷载体系在复合岩土层中盾构隧道上跨既有隧道管片的受力计算中还存在一定局限性。为解决该问题,本研究通过修正惯用法与梁-弹簧模型的优缺点,提出了关于盾构上跨复合岩土层既有隧道管片的荷载体系与计算方法,并依托长沙地铁4号线圭塘站区间隧道工程,采用有限元模型对比分析了梁-弹簧模型与本方法结果。研究结果表明:穿越盾构后,既有隧道竖向位移趋势明显,盾构隧道管片位移引起拱顶与拱底的地层被动抗力不可忽略。梁-弹簧模型夸大了盾构隧道拱底处的主动土压力,未考虑到下部岩层对盾构隧道管片切向变形抑制较弱,且其对切向弹簧的设置不合理。本方法更符合复合岩土层中盾构隧道上跨既有隧道管片的受力情况,该结论可为类似工程提供参考。

    • >交通规划与智能交通
    • 城市主干道短距离交叉口信号优化控制

      2023, 39(1):91-99. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210916001 CSTR:

      摘要 (80) HTML (0) PDF 1.18 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市主干道短距离交叉口受进口道长度的限制,交通流量较大,极易发生排队溢出,影响上游路口的车辆通行。为解决该问题,本研究先从交通流运行和交通波传播的角度,分析短距离进口道内车辆的到达-排队-驶离过程,提出滞留排队的概念,得到最长排队长度和滞留排队长度的计算公式。再据此和车辆到达驶离图得到短距离进口道单位周期延误的计算方法,修正交叉口车均延误公式。然后,以交叉口车均延误最小化为目标,以短距离车道的最长排队长度不得超过路段长度和禁止车辆二次排队为约束条件,建立短距离交叉口信号控制的优化模型,并运用遗传算法对其进行求解。最后,以长沙市的芙蓉路-城南路交叉口为例,利用Vissim 4.3软件进行信号优化前后的仿真验证。研究结果表明:与优化前的信号控制方案相比,优化后的信号控制方案的短距离进口道平均排队长度降低了36.9% ,最长排队长度减少了42.3%,交叉口车均停车次数减少了21.2%,通过车辆数增加了19.8%,车均延误减少了25.8%,这些结果均说明该方案能有效地防止短距离进口道的排队溢出,大幅提高短距离交叉口的通行能力与运行效率。

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