• 2023年第39卷第3期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 路堤衡重式挡墙体外扶壁加固结构数值模拟

      2023, 39(3):1-9. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220922001

      摘要 (91) HTML (0) PDF 1.80 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究既有路堤衡重式挡墙体外扶壁的加固技术,根据正交试验设计原理和单因素敏感性分析,采用Geostudio和FLAC3D软件,建立某实际工程挡墙边坡数值模型,对旧护栏立柱钢管加筋的体外混凝土扶壁加固挡墙结构进行模拟,分析挡墙墙身最大剪应力、最大拉应力和边坡稳定安全系数随扶壁加固结构设计参数改变的变化规律。研究结果表明:极端降雨工况下,既有挡墙的最大剪应力和最大拉应力超出了浆砌片石墙身强度设计要求,是墙身产生竖向开裂和局部鼓胀病害的主要原因;体外扶壁加固后,挡墙最大剪应力和最大拉应力显著降低,边坡稳定安全系数明显提高;扶壁的间距、厚度、高度及钢管的长度、间距等参数优化后,各验算指标均满足设计要求。该研究结果为类似重式挡墙加固工程提供参考。

    • 基于RSM的粉煤灰地聚合物注浆材料优化设计

      2023, 39(3):10-17,45. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211102001

      摘要 (79) HTML (0) PDF 1.58 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效解决粉煤灰基地聚合物注浆材料(FGGM)的配比优化问题,提出了基于响应面法(RSM)对FGGM体系的试验设计。通过创建二次多项式预测模型和方差分析,探究了矿渣含量A、水玻璃浓度B和水胶比C三因素的作用及其之间的交互作用对FGGM流动性和28 d抗压强度的影响规律。研究结果表明:水胶比对FGGM流动性影响极其显著,对流动性影响的强弱顺序依次为水胶比>水玻璃浓度>矿渣含量;28 d抗压强度影响的强弱顺序为矿渣含量>水胶比>水玻璃浓度。利用RSM分析得到FGGM的最优配合比为:A为28.8%,B为1.37 mol/kg,C为0.56,其流动性与28 d抗压强度均满足注浆性能要求,且实际值与预测值的相对误差均在合理范围内,证明了RSM能有效优化配比,并具有较好的预测能力。

    • 飞灰替代矿粉沥青胶浆及混合料的性能研究

      2023, 39(3):18-25. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220911001

      摘要 (89) HTML (0) PDF 1.50 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:将垃圾焚烧后得到的废弃物飞灰用于沥青道路工程中,可促进资源的合理化利用及绿色交通的发展。为研究飞灰沥青胶浆及混合料的性能,将飞灰掺加至基质沥青中,分别制备不同粉胶比、飞灰掺量的沥青胶浆,研究其流变性能,并验证混合料的路用性能。试验结果表明:飞灰能提升沥青胶浆的高温性能,但对低温性能影响不明显。飞灰显著提升沥青混合料的抗永久变形性能,但影响其低温抗裂性,降低水稳定性,试验结果均满足规范要求。沥青流变性能和混合料路用性能试验验证了飞灰部分替代矿粉的可行性,建议飞灰替代掺量为25%~50%。

    • 基于路面不平整度的车辆动荷载影响分析

      2023, 39(3):26-37. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211220001

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.56 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨在路面不平整度激励条件下对多轴重载车辆产生动荷载的影响,该研究从路表纵断面的波形状态入手,采用带有平衡悬架结构的三轴和四轴重载车辆模型,建立车辆振动模型的运动微分方程,采用动荷载均方根和动荷系数来分析不同路面工况和行驶工况对车辆动荷载的影响。研究结果表明:当车速在某范围内时,车辆系统的固有振动频率会接近路面不平整度的激励频率,导致动荷载达到最大。动荷系数一般在空载时最大,满载时次之,超载时最小,并应考虑车辆静荷载和动荷载的联合作用对路面结构的影响。车辆越重,其振动频率与路面不平整度激振频率越接近,产生共振的速度越小。对于这两种车型,其产生动荷载的最不利路面波长分别为9 m和12 m。该研究成果可为动载作用下路面结构响应研究提供参考。

    • 降雨入渗-膨胀土-刚柔复合挡墙数值模拟

      2023, 39(3):38-45. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210929001

      摘要 (45) HTML (0) PDF 1.13 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同降雨条件下膨胀土地区墙背侧向压力的变化情况,以及EPS垫层模量对刚柔复合挡墙应力应变的影响,采用GeoStudio及FLAC3D软件,通过多场耦合的膨胀本构模型,对降雨条件下膨胀土堑坡刚柔复合挡墙结构进行了数值模拟。研究结果表明:① 随着降雨的入渗,墙背侧向压力显著增大;在停雨期,更深处土层的墙背侧向压力更大,而面层的则呈减小趋势。② 与刚性挡墙相比,刚柔复合挡墙的墙背侧向土压力和挡墙的水平位移明显减小,且随着EPS垫层模量的减小,其压缩量增大,EPS垫层的减压效果显著提升。③ 要根据实际工程对EPS垫层模量进行合理取值。

    • 偏高岭土地聚物对红黏土力学性能的影响

      2023, 39(3):46-51. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220119001

      摘要 (59) HTML (0) PDF 1.17 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强红黏土力学性能,利用偏高岭土对红黏土进行改良。针对偏高岭土地聚物改良红黏土进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,分析碱激发剂模数、地聚物掺量对改良红黏土的无侧限抗压强度及渗透系数的影响,并进行最佳碱激发剂模数的改良红黏土的干湿循环试验,研究不同干湿循环次数对偏高岭土地聚物改良红黏土损伤规律。试验结果表明:改良红黏土无侧限抗压强度随碱激发剂模数的增大呈先增大后减小的趋势,当碱激发剂模数为1.2时,无侧限抗压强度最高;地聚物掺量越大,改良红黏土无侧限抗压强度越大;偏高岭土地聚物还可有效改善红黏土的渗透性,当碱激发剂模数为1.2时,改良红黏土的渗透系数为最小;干湿循环次数越多,改良红黏土的无侧限抗压强度越小,经过12次干湿循环试验后,改良红黏土无侧限抗压强度降低了20.7%。

    • 土层对土岩双元地层深基坑变形影响效应研究

      2023, 39(3):52-59. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211227001

      摘要 (45) HTML (0) PDF 1.51 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究土岩双元地层中土层力学参数及其空间分布特征对深基坑施工变形规律的影响,采用ABAQUS有限元软件,建立土岩双元地层深基坑三维施工力学模型,考虑土层力学参数及土岩结合面倾斜角等因素,分析多种工况的土岩双元地层深基坑施工诱发变形的规律。研究结果表明:① 土体的弹性模量越大,桩身的侧移就越小,桩身侧移曲线由单调递减变为先增后减的“鱼腹状”,最大侧移点也由桩顶不断下移;② 土体的黏聚力越大,土体和桩体的侧移就越小;黏聚力在一定的安全范围内对土体的侧移影响较小;③ 土岩结合面结构对支护结构变形有重要影响,其倾斜角度可以改变桩侧所受到的侧向土压力。当土岩结合面斜向抗滑桩身一侧时,侧向土压力会增大,导致桩身位移和土体侧移加大,但土岩结合面对岩层及岩层部位的桩体影响不大。

    • >桥梁与隧道工程
    • 基于MSR算法的公路隧道围岩分级方法

      2023, 39(3):60-66,97. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202107230001

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1.12 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道围岩分级是隧道设计与施工的基础,直接影响隧道安全与运行。为实现对隧道围岩进行快速、准确地分级,基于机器学习中softmax回归线性分类模型,构建多分类softmax回归分级方法(MSR)。首先,综合考虑岩石坚硬程度、岩体完整程度、结构面产状、地下水状况、节理风化状况及初始地应力状态6项分级指标,并对其进行量化;其次,采用argmax函数作为决策函数,建立多分类器;然后,给定专家修正训练样本,利用python语言编写程序,学习最优判别函数,同时比较不同学习率下模型的精度;最后,导入测试集数据,经过模型自动演算,得出合理的围岩分级结果。结合那丘隧道BQ法对围岩进行分级。研究结果表明:① 该算法具有可行性和较高的准确率,证实了将机器学习应用到隧道工程中可以提高工程施工效率;② 与二分类器相比,多分类器能更好地解决围岩分级问题;③ 当学习率为0.01时,模型的分类性能最佳。

    • 大跨径混合式叠合梁斜拉桥合龙方案研究

      2023, 39(3):67-73. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210908001

      摘要 (49) HTML (0) PDF 1.72 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证大跨径混合式叠合梁斜拉桥在中跨合龙过程中各构件的受力可以满足规范要求,以及成桥之后能达到理想成桥状态,以宜宾盐坪坝长江大桥为研究对象,考虑该桥的结构受力与施工特点,对桥梁合龙过程进行有限元分析,并分析在中跨合龙过程中的温度和合龙段主纵梁吊装方案对结构受力及成桥状态的影响。研究结果表明:温度主要影响合龙口的宽度和成桥后的塔偏,合龙段主纵梁的吊装方案主要影响合龙过程中的桥面板应力和成桥后的梁位移。该研究结果确保了该桥成功完成精准合龙,节约了施工成本,也为同类桥梁的合龙施工提供了参考。

    • 盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

      2023, 39(3):74-83. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20230425001

      摘要 (66) HTML (0) PDF 1.78 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明:桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min 时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min 时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20 、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min ,刀盘转速应不应超过1.0 r/min ;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1~5 mm/min,刀盘转速为0.5~1.0 r/min 。

    • 转体桥球铰倾覆力矩及摩擦系数计算优化

      2023, 39(3):84-89,117. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211120001

      摘要 (48) HTML (0) PDF 1.23 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁转体施工技术是桥梁施工中的重要方法,由于桥梁转体时吨位较大,其摩擦力的计算尤为重要。为解决常规计算方法计算出的球铰摩擦系数与现场试验结果有较大差异的问题。该研究基于接触理论建立球铰接触面应力分布有限元模型,先采用称重试验获得竖向摩阻力矩,再通过计算竖向摩阻力矩求解摩擦系数。将模拟结果与常规方法的计算结果及现场实际牵引力反算的实际值进行对比分析。研究结果表明:在计算球铰面表面应力及预测球铰静摩擦系数时,本研究提出的改进优化计算较常规计算方法更有优势,可为桥梁转体施工摩擦系数的计算提供参考。

    • 切缝间距对环向切缝管气隙聚能效应的影响

      2023, 39(3):90-97. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211105001

      摘要 (43) HTML (0) PDF 3.42 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究切缝间距对环向切缝管气隙聚能效应的影响,利用ANSYS/LS数值仿真软件建立5种不同切缝间距的聚能爆破模型,并用钢板试验对模拟结果进行验证。研究结果表明:切缝间距是影响环向切缝管气隙聚能射流形成和作用效果的主要参数之一。若环向切缝间距过小,初始裂纹会过于密集,且会消耗气体射流在岩石上的能量;若环向切缝间距过大,环向切缝变宽,则导致能量不集中;当环向切缝间距为4 cm时,数值模拟结果和钢板试验结果均表明该工况的平均刻痕深度最大,爆破效果最好。

    • >交通规划与智能交通
    • 面向人车路环境的视频检测技术应用研究

      2023, 39(3):98-109. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20210907001

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.02 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面了解视频检测算法在道路智能交通系统中的应用,深入探索该技术在未来的发展趋势,利用关键词进行分析,从检测对象的角度将该类算法分为路与环境、车、道路参与者三类,并对其进行对比、分析、归纳,总结其在道路交通不同应用场景中的应用现状;分类对比不同对象检测所采用的核心图像处理算法。从算法、检测对象、应用场景三个方面系统地分析和总结了视频检测技术的发展趋势和关键技术难点。研究结果表明:视频检测技术在道路智能交通系统中发挥了重要作用,应用广泛。未来其将有望在深度学习算法、复杂背景、多样化对象等方向深度发展。

    • 基于异步优势强化学习的交通信号控制策略

      2023, 39(3):110-117. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220314001

      摘要 (64) HTML (0) PDF 1.20 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决交通信号控制中的信号灯配时调度不合理、路口拥堵等问题,提出一种基于行动者-评论家算法的城市智能交通控制算法。该算法是一种基于异步优势的算法,可对交通状态特征进行抽象表征,并以多线程并行实现对交通状态的精确感知。该算法还参考了强化学习算法,能在最短时间内不断迭代优化其内部参数,得到交通信号控制的最优方案。为验证该算法的有效性,采用交通仿真软件SUMO,对该算法和其他3种典型的交通信号控制算法进行模拟仿真,并对仿真结果进行比较和分析。研究结果表明:与这3类典型算法中效果最好的Q-learning算法相比,该算法的交叉口车辆平均延误时间减少了14.1%,平均队列长度缩短了13.1%,平均等待时间减少了13.5%。该交通信号控制算法能有效地改善城市道路拥堵,提高道路交叉口的通行效率。

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