2023, 39(2):1-7,15. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211203001 CSTR:
摘要:为探究多种因素作用下红黏土路堤填挖交界段工后沉降变形规律,对红黏土路堤填挖交界段工后沉降变形进行数值模拟,分析不同分层台阶厚度、分层台阶宽度、含水率等因素对红黏土路堤填挖交界段顶面工后沉降变形的影响规律。研究结果表明:各因素对路堤填挖交界段顶面工后沉降变形的影响程度为:分层台阶厚度>含水率>分层台阶宽度。分层台阶厚度与顶面工后沉降变形峰值呈正相关;含水率越大,路堤顶面工后沉降变形峰值越大;随着分层台阶宽度的增加,路堤顶面工后沉降变形峰值基本一致;路堤工后整体变形峰值出现在填方段的中部,工后整体变形峰值与分层台阶厚度呈正相关。该结论可为红黏土路堤施工与变形控制提供参考。
2023, 39(2):8-15. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211227001 CSTR:
摘要:针对高模量沥青混凝土(HMAC)在重复重载作用下出现的车辙及低温开裂等问题,用两种沥青胶结料(高黏度沥青、30#硬质沥青)和两种细集料(石英砂、金刚砂)制作3种级配(EME-14、AC-13、SMA-10)的超高模量沥青混凝土(UHMAC)进行试验,研究不同沥青胶结料和细集料及掺量对UHMAC的影响。试验结果表明:高黏度沥青胶结料可进一步提高UHMAC的高温抗车辙性能,且其低温抗开裂性较30#硬质沥青胶结料的更好;以金刚砂为细集料的UHMAC耐高温性好,金刚砂对UHMAC动态模量的良性影响大于石英砂的;最优配比的UHMAC的动态模量可达28 956 MPa,为规范要求的2.07倍,且其高温性能、低温性能和抗水损性能均较优异。
2023, 39(2):16-22. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20220530001 CSTR:
摘要:为了探究炭质泥岩粗粒土的强度特性及微观结构变化特征,该文通过开展压汞试验和电镜扫描试验,对不同荷载作用下的炭质泥岩粗粒土微观结构进行分析。研究结果表明:炭质泥岩粗粒土在不同荷载作用下的微观结构变化主要体现在颗粒排列方式,随着围压的增加,其颗粒排列状态由疏松向密实转变,孔隙体积呈先降低后上升趋势,孔隙多为开放型和半封闭型。相同级配的炭质泥岩粗粒土随着围压的增大,孔隙圆形度先增大后减小,分形维数则先减小后增加,对应的孔隙形态面积减小;4种试样在不同围压下的丰度均为0.46~0.51,试样孔隙呈扁圆形态。该研究成果可为炭质泥岩粗粒土路基强度控制提供参考。
2023, 39(2):23-30. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211018001 CSTR:
摘要:为评价中面层沥青混合料的低温性能,对7种AC-20沥青混合料进行M2F梯形梁动态模量试验、小梁低温弯曲试验和中梁线收缩系数试验,分析复模量、相位角、最大弯拉应变、应变能密度和线收缩系数5个试验指标的评价结果及相关性,选出最优的低温性能评价指标。研究结果表明:采用不同的试验方法及评价指标分析各沥青混合料低温性能,结果存在明显差异。在评价指标方面:在-10 ℃下的相位角是M2F梯形梁动态模量试验的最佳评价指标,最大弯拉应变是小梁低温弯曲试验的最适宜指标,线收缩系数是评价沥青混合料低温性能较为合适的指标。在各沥青混合料低温性能优劣方面:SBS改性沥青混合料的低温性能最优,橡胶沥青和抗车辙剂改性沥青混合料的较为接近,高标号沥青混合料的低温性能比低标号沥青混合料的更好。适当提高粗集料含量可提升沥青混合料的低温性能,热再生沥青混合料的低温性能相对较差。
2023, 39(2):31-40,48. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210922001 CSTR:
摘要:生态防护技术具有固土护坡、生态绿化的双重效果,在公路边坡的防护中被广泛应用。为探究生态防护的作用机理、技术方法及评价体系,该研究在现有成果的基础上,总结了生态防护在发展过程中的关键问题。分析了不同的生态防护机理、作用效应及影响因素,介绍了各种生态防护技术并进行了归纳,形成了生态防护技术体系,对关键技术进行了讨论与展望。根据现有评价体系中存在的问题,提出了生态防护评价指标体系以及方法的发展方向。
2023, 39(2):41-48. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210917001 CSTR:
摘要:为研究挡墙后有限土体的主动土压力计算方法,先将小主应力迹线的形状由圆弧形简化为倾斜的直线;然后,将挡墙后土体划分为若干个倾斜直线形薄层单元;再针对挡墙后成层填土的极限平衡条件,提出一种有限土体挡墙主动土压力的计算方法,并给出了主动土压力合力及其作用点高度的理论表达式;最后,将该方法应用于某工程实例,通过比较该方法的计算结果与其他算法的计算结果及试验值的异同,验证该方法的正确性与合理性。
2023, 39(2):49-54. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20230403001 CSTR:
摘要:为有效解决岩溶地区浅埋隧道的变形问题,依托贵州省某岩溶地区浅埋隧道工程实例,考虑采用注浆充填和支护加固手段等进行处治,运用MIDAS/GTS有限元软件进行岩溶隧道的围岩变形和支护结构受力分析,并针对该岩溶隧道提出相应的处治措施。研究结果表明:① 超前小导管和超前大管棚支护均能有效减小岩溶地区隧道的应力和变形,但超前大管棚的作用效果更明显;② 溶洞充填程度越高,隧道变形控制效果越好,完全充填对于控制隧道变形十分重要,故应保障注浆整体质量,以有效控制隧道变形;③ 综合考虑数值分析结果和工程条件,提出具体的处治方案。以注浆充填隧道下方的溶洞,并结合超前小导管和超前大管棚方法对隧道进行加固处理。
2023, 39(2):55-61. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210525001 CSTR:
摘要:针对采用高性能钢筋混凝土对排水主渠砌体拱涵结构进行非开挖加固时关于承载力的计算问题,提出了拱腹加固砌体的拱涵、拱顶和拱趾的正截面承载力计算公式。依据拱腹加固砌体的拱涵受力特点,提出了内力计算简图。研究结果表明:采用拱腹高性能钢筋混凝土进行非开挖加固修复,可有效阻止塑性铰的出现;当砌体拱涵拱腹采用增大截面法加固时,计算简图可采用无铰拱计算,并通过实例进行验证,发现本方法的计算结果与试验数据吻合良好,可为类似砖砌体排水拱涵加固设计提供借鉴。
2023, 39(2):62-70,79. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20210831001 CSTR:
摘要:该研究基于二维雷诺平均 SST k-ω模型和三维大涡模型,对高宽比为1∶4的矩形柱涡激振动进行数值模拟,并从能量和流场的角度对其涡振机理进行对比和分析。先通过结合动网格技术的数值模拟方法,自编译UDF函数并将其嵌入Fluent软件,求解出矩形柱的振动响应;再将得到的结果与风洞试验的结果进行对比和分析;最后,从能量和流场的角度解释二维、三维数值模拟结果差异的原因。研究结果表明:二维、三维模型的数值模拟方法均能准确捕捉到矩形柱的涡激振动区间。其中,二维模型的幅值偏大。三维模型能更准确地捕捉到涡振振幅,三维与二维矩形柱模型在旋涡大小、结构形式和相位上的不同,使三维模型的升力整体小于二维模型的。但由于二维模型压力系数的均方差整体大于三维模型的,故可推测二维模型的输入能量大于三维的。这也是二维模型的振幅偏大的原因。该研究结果可以为类似桥梁断面的涡振数值计算提供参考。
2023, 39(2):71-79. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20210907001 CSTR:
摘要:土木工程常采用碳纤维增强复合材料(CFRP)对钢结构进行加固,但加固后产生的缺陷会影响CFRP-钢结构的力学性能。因此,如何快速、准确地检测与识别CFRP-钢结构中存在的各种缺陷具有重大的实际工程意义。在对比傅里叶快速变换和小波包分析法后,该研究采用小波包分析方法处理钢结构试件的超声A扫信号。该方法能更好地提取回波信号特征,有效识别工程中最常见的夹杂、分层与钢板开裂3种缺陷。先对超声信号进行小波包分析;再提取近似系数节点与细节系数节点的8个特征值来构建特征向量;然后,利用所得特征向量分别采用梯度下降法、准牛顿法与共轭梯度法3种算法训练神经网络;最后,利用这些神经网络对3种缺陷进行智能识别并优选出识别精度最高的神经网络。研究结果表明:通过共轭梯度算法训练的BP神经网络模型的识别精度最高,可达93.75%。
2023, 39(2):80-86,104. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20220119001 CSTR:
摘要:为研究超高性能混凝土(UHPC)中大直径栓钉剪力连接件的静力性能,采用混凝土材料的损伤塑性模型,通过有限元数值模拟方法,对10组不同参数的栓钉剪力连接件的静力性能进行了对比和分析。研究参数包括栓钉直径、栓钉的长径比、混凝土强度和混凝土板的厚度。研究结果表明:装配大直径栓钉的普通钢混组合试件的混凝土板在测试中出现了大面积损伤,而装配大直径栓钉的UHPC板在测试中出现损伤的区域则较小;在UHPC板中,栓钉直径为30 mm的抗剪强度比栓钉直径为22 mm的抗剪强度高出约40%。栓钉长径比对试件静力性能的影响比混凝土板厚度对试件静力性能的影响更小。在参与测试的不同长径比的大直径短栓钉剪力连接件中,长径比为2.3的大直径短栓钉剪力连接件的抗剪性能最好。
2023, 39(2):87-94. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211129001 CSTR:
摘要:为研究在RB模式下挡土墙的主动土压力解的问题,假定滑裂面为曲线滑裂面,提出在RB模式下主动土压力的计算方法,采用水平分层的方法推导出主动土压力的微分方程,并用有限差分法对其进行求解,并将计算结果与相关试验结果进行对比,验证该方法的准确性。还讨论了主动土的压力分布、合力大小及合力作用点位置对墙顶位移的影响。研究结果表明:这三者均与墙顶位移之间存在负相关关系。
2023, 39(2):95-104. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211030001 CSTR:
摘要:研究中小城市综合交通网络的评价体系,为中小城市综合交通网络的合理规划提供理论依据。该研究从规模、结构、服务水平和布局4个层面进行评价,采用相关系数法筛选出符合中小城市交通发展特征的指标,建立综合评价指标体系。基于模糊综合评价法和直线型无量纲法,对定性和定量指标进行量化处理。为了提高赋权的准确性,考虑多位决策者的评价意见,采取贝叶斯BWM进行组合赋权,最后结合价值分析法和灰色关联分析法计算综合评价值。研究结果表明:本研究提出的综合评价体系能够全面评价中小城市的综合交通网络,对当前各交通模式中存在的问题进行讨论,并基于此提出未来交通规划的相关建议。
2023, 39(2):105-113. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.2021023001 CSTR:
摘要:为更好地预测边坡沉降,考虑边坡整体变化趋势,采用多变量的优化MGM(1,n)模型,对边坡相关的各监测点的沉降变形进行了预测。该研究先以平均相对残差为指标筛选初值,引入背景值系数重构背景值计算公式;再据此建立改进的双值MGM(1,n)优化模型;最后,以中山西环高速公路A段的边坡工程为实例,分别建立传统MGM(1,n)模型、GM(1,1) 模型和优化MGM(1,n)模型,并对所测数据进行建模预测和比较分析。研究结果表明:在3种优化模型中,优化MGM(1,n)模型的预测精度最高。该模型在边坡沉降预测方面具有一定的应用前景,可为类似工程和研究提供参考。