2023, 39(4):1-8. DOI: 10.116544/j.cnki.cn43-1494/u.20230410001 CSTR:
摘要:旧水泥混凝土路面共振碎石化施工中的振动会影响邻近结构物的服役安全,为分析其振动传播特性及安全控制范围,针对某实际工程进行现场共振破碎振动试验,采集不同测线和不同测点处的振动加速度和振动速度的时程数据,并应用快速傅里叶变换对相应的振动响应进行频谱分析,建立振动峰值沿地表横向和地层竖向传播的衰减模型。研究结果表明:共振破碎振动具有频率高、振幅低的特点,其振动主频为46~50 Hz;振动峰值随横向距离增大呈指数衰减,随竖向深度增大呈反S形曲线衰减;根据建筑物振动安全控制标准,提出了共振破碎振动对邻近结构物影响的地表横向安全距离和地层竖向安全深度分别不小于6.1 m和1.3 m的结论,该研究可为旧水泥混凝土路面共振碎石化施工的安全范围控制提供参考。
2023, 39(4):9-16. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023070223081975 CSTR:
摘要:针对目前规范中的路面损坏状况指数PCI存在部分地区不适用、难以指导养护决策等问题,该研究通过调研广东省公路沥青路面的损坏状况,基于湿热地区公路沥青路面病害特征,提出路面损坏状况综合指数IPCI,n,其包括横向裂缝状况指数IPCI,t、纵向裂缝状况指数IPCI,l、坑槽修补状况指数IPCI,p和其余破损状况指数IPCI,a;建立基于不同沥青路面基层类型的横向裂缝评价模型和基于不同成因的纵向裂缝评价模型;分项指标权重采用包含动态客观权重和病害属性权重的组合权重,并将这两种权重视为被加权项,采用熵权理论计算组合权重;最后基于实际项目,对比IPCI,n和PCI的评价结果,分析规范指标和IPCI,n推荐养护措施与实际养护措施的差别。研究结果表明:IPCI,n评定结果符合实际路况,其养护方案制定效率更高,针对性更强。
2023, 39(4):17-23,46. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023070723081975 CSTR:
摘要:为探究降雨入渗对黄土拓宽路基造成与一般路基的变形差异,该研究以典型黄土路基及其拓宽路基为研究对象,建立离心试验模型,研究在降雨入渗条件下典型黄土路基及其拓宽路基的变形情况,同时监测这两种路基内部含水率及土压力的变化情况。研究结果表明:在降雨入渗作用下,典型黄土路基顶面中心位置的沉降变形最大,而拓宽路基路肩位置的沉降变形最大,随着降雨量的增加,变形增加幅度逐渐变小;拓宽路基坡脚位置与地基均出现隆起变形,路基边坡中部位置内陷;路基内部含水率存在动态平衡过程,影响路基整体变形。
2023, 39(4):24-31. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023070123081981 CSTR:
摘要:为研究潮湿环境下沥青路面反射裂缝和唧浆的注浆修复效果,优化双组分聚氨酯的耐水性能,利用模拟裂缝试件的力学试验表征不同界面条件下注浆效果的差异,并结合实体工程验证耐水型聚氨酯注浆材料的有效性。研究结果表明:干燥裂缝界面更容易提升注浆材料的注浆效果,湿润裂缝界面的强度恢复率很低;利用 ALT潜固化剂,可以改善湿润界面条件下注浆试件的强度恢复率,在ALT添加3%时,能达到良好的强度恢复率,可有效改善潮湿环境下注浆材料对裂缝的界面黏结效果。反射裂缝处治后的路面弯沉全部接近于无病害路段,弯沉较病害路段降幅28%;唧浆处治后的路面回弹模量增幅为23%。因此,该注浆处治技术有效降低了路面弯沉,提高了路面回弹模量,恢复了路面的结构稳定性。沥青路面反射裂缝和唧浆的修复工作应尽量避开雨季,让裂缝处于干燥环境,保障注浆效果。路面结构内部潮湿时,应积极采用耐水型聚氨酯注浆材料。
2023, 39(4):32-38. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023060223081988 CSTR:
摘要:为探究改性乳化沥青混合料的性能,设计不同配合比的乳化沥青胶浆,研究不同粉胶比、水泥替代率、养护时间对乳化沥青胶浆黏度特性的影响,分析不同胶浆乳化沥青混合料的初始强度,并测试不同温度、湿度、风力等环境条件下乳化沥青混合料的马歇尔稳定度。研究结果表明:粉胶比越大,水泥替代率越高,乳化沥青胶浆的黏度越大;当粉胶比为1.0且水泥替代率不超过50%时,乳化沥青胶浆的马歇尔初始稳定度为3.32 kN。温度越高,湿度越小,风力越大,越有利于加速乳化沥青破乳,促进乳化沥青混合料强度的形成与发展;随着养护时间的延长,乳化沥青混合料的马歇尔强度增大,该强度发展呈前期增长较快、后续逐渐减缓甚至趋于平稳的规律。
2023, 39(4):39-46. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022012923081978 CSTR:
摘要:为研究生物再生剂对老化沥青-集料之间相互作用的影响,基于分子动力学,分别建立基于干燥和潮湿两种工况的生物油再生沥青-弱碱性集料的界面模型,分析沥青组分在集料表面的空间分布,并计算其界面处的相互作用能。研究结果表明:3种再生剂中,腰果壳油解除沥青质分子团聚的效果最好。3种再生剂均会削弱老化沥青和集料之间的范德瓦尔斯力,腰果壳油和妥尔油通过在集料表面形成氢键,提高老化沥青的黏附性,降低老化沥青的湿度敏感性。选择沥青再生剂时,应考虑集料和再生剂之间的氢键作用,该作用有助于提高再生沥青和集料的黏附性。
2023, 39(4):47-53. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021092623081974 CSTR:
摘要:针对在湿化作用下红黏土路基的稳定性及耐久性服役问题,该研究采用在红黏土中掺入建筑废弃物进行物理改良的方法来确定建筑废弃物在不同掺入率下混合土样的基本物理性能指标。并通过回弹模量试验、破坏强度试验、永久变形试验定性与定量地分析建筑废弃物掺入率及初始含水率对混合土样力学性能的耦合影响。研究结果表明:当建筑废弃物掺入率相同时,回弹模量、破坏强度随着初始含水率的增加而减小,永久变形值随着初始含水率的增加而增大;当初始含水率相同时,回弹模量、破坏强度随着建筑废弃物掺入率的增加先增加后减小,且其在掺入率为10%时达到峰值,永久变形值随着建筑废弃物掺入率的增加先减小后增大,且在掺砂比例为10%时达到谷值。基于试验结果建立永久变形预估模型,以期为改良建筑废弃物-红黏土在路基建设中的实际应用提供参考。
2023, 39(4):54-61,79. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022010723081963 CSTR:
摘要:为研究纳米增韧剂对碳纤维增强复合材料(CFRP)板及其浸渍胶的改善效果,制备不同纳米增韧剂的浸渍胶和CFRP板,测试浸渍胶的黏度与力学性能及CFRP板的拉伸强度。研究结果表明:随着纳米增韧剂的掺入,浸渍胶黏度上升,CFRP板及浸渍胶的力学性能得到显著改善,其改善效果与纳米增韧剂的种类和掺量相关,其中,掺入质量分数为0.4%的纳米SiO2增韧剂的CFRP板的拉伸性能最好。
2023, 39(4):62-69. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021100723081969 CSTR:
摘要:为研究合龙顶推对大跨径连续刚构桥力学性能与位移的影响,以湖南省湘西州一座大跨径连续刚构桥工程为背景,以顶推力系数为待求变量,以墩底截面应力为约束条件,以墩顶水平位移平方和最小化为目标,确定该连续刚构桥的合龙顶推力。采用Midas Civil有限元软件分别建立在无顶推合龙与顶推合龙两种方案下的连续刚构桥的数值模型,分析和对比分别采用这两种合龙方案,在恒载作用下10 a后该桥主梁应力、竖向位移、墩顶水平位移、墩底应力的变化。本研究还分析了合龙温差对该桥墩顶水平位移的影响,并分析和推导了顶推力与合龙温差的关系。研究结果表明:顶推合龙方案能有效地改善桥梁因混凝土收缩徐变引起的跨中下挠,减小墩顶处的纵桥向水平偏位,改善墩底处的应力状态,且其对主梁应力影响较小。
2023, 39(4):70-79. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021042923081996 CSTR:
摘要:城市道路的下穿改造工程经常需要开挖深基坑,而深基坑的开挖存在较明显的空间效应。为深入研究深基坑开挖的空间效应对工程围护结构及周边环境的影响,以深圳市公常路下穿改造工程K2+000~K2+120段为工程背景,开展现场监测和数值模拟研究。采用Midas GTS有限元软件,对其开挖过程进行模拟,通过参数分析,探讨超载、围护桩桩径以及钢支撑预加力等因素对深基坑围护结构受力及变形的影响。研究结果表明:基坑周边超载增大将导致围护桩变形与周边地表沉降的显著增大;周边超载的变化将影响基坑受力、变形及周边地表沉降。当围护桩桩径大于0.8 m时,其对围护结构弯矩的空间效应影响显著。通过对钢支撑施加预加力,可调节围护结构弯矩,减小桩体位移,控制周边地表沉降值。在该工程中,钢支撑预加力对基坑的空间效应影响甚微。该研究可为类似基坑工程的设计与施工提供参考。
2023, 39(4):80-87. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211104001 CSTR:
摘要:为研究斜拉桥合龙时各因素对桥梁线形和应力变化的影响,分别以某宽幅斜拉桥边跨和主跨合龙为工程背景,并采用BDCMS软件,分别建立有限元模型,针对索力、温度和荷载等因素对合龙桥梁线形和应力的影响进行分析。研究结果表明:温度和荷载均对合龙桥梁线形和应力有较大的影响,但对索力变化的影响相对较小。通过对该桥边跨和主跨合龙参数的监测和分析,选取22点至第二天8点为合龙时间段及相应的合龙口宽度等现场因素对钢箱梁合龙段进行配切计算,该施工方案提高了该桥现场合龙的施工精度和质量,可为类似工程施工提供借鉴。
2023, 39(4):88-97,104. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021081523081997 CSTR:
摘要:针对软弱围岩浅埋偏压隧道围岩的稳定性和开挖方案选取问题,以湖南省安慈高速公路的樟树垭连拱隧道为工程背景,采用Midas GTS NX有限元软件,分别对其采用中导洞-单侧导坑法和三导洞法的施工过程进行数值模拟,分析和对比在这两种开挖方案下围岩应力与变形、支护结构应力及中隔墙应力的分布情况。研究结果表明:这两种开挖方案均能满足施工的安全要求。综合该隧道的实际情况,三导洞法能较好地控制隧道的拱顶沉降变形;采用中导洞-单侧导坑法进行开挖的围岩应力情况则更好,该法不仅能更好地保证隧道收敛,还能更有效地减少在浅埋侧开挖过程中深埋侧中隔墙墙腰开裂现象的发生,且其浅埋侧无需内支撑施工,可加速支护结构闭合,加快施工进度。因此,中导洞-单侧导坑法是更适合该隧道的施工方案。该研究结果可为其他类似工程提供参考。
2023, 39(4):98-104. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023033023081987 CSTR:
摘要:为研究桩锚支护的结构稳定性,基于极限分析上限理论,将桩身与其周围填土作为一个整体进行研究,考虑土体分层、黏聚力、锚索拉力及填土与桩身和桩底的摩擦作用等因素的影响,建立桩锚支护结构稳定性理论模型,推导出基于极限分析上限法的桩锚支护结构稳定性系数计算公式,并通过相关工程实例,验证该方法的合理性。在此基础上,讨论锚固力F、桩径D以及嵌固段长度H2对桩锚支护结构稳定性系数Fs的影响规律。研究结果表明:通过增大锚固力、桩径以及嵌固段长度来增大桩锚支护结构稳定性系数。其中,嵌固段长度对稳定性系数的影响较为明显,该成果可为相关工程提供参考。
2023, 39(4):105-113. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032408239771 CSTR:
摘要:为研究不同荷载形式和栓钉布置对简支组合梁的滑移和挠度的影响,采用ANSYS软件,建立有限元模型,分析栓钉均匀布置的有限元模拟结果与解析公式计算结果的吻合程度,并研究不同栓钉布置及施加不同荷载对简支组合梁滑移和挠度的影响。研究结果表明:当剪力图面积大小相同且施加荷载为对称集中荷载时,组合梁的滑移和挠度最大,跨中为集中荷载时的滑移和挠度最小。在多数荷载工况下,为保证组合梁整体栓钉个数不变,采用分段布置栓钉可以大幅度减小组合梁的最大滑移和跨中挠度。在对称集中荷载作用下,组合梁所产生的滑移和挠度最大。组合梁的ANSYS有限元模型的模拟结果与解析公式计算结果相比,模拟结果的精度更高,该研究可为类似工程计算提供借鉴。
2023, 39(4):114-120. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022031123081998 CSTR:
摘要:突发事件救援的紧迫性凸显了及时、合理地向灾区分发应急物资的重要性,应急物资配送中心车辆的调度方案成为应急物流的关键。该研究考虑在交通路网行程时间不确定的情况下,以车辆调度方案的最大后悔值(鲁棒成本)最小化为目标,建立应急救援车辆调度优化模型,并设计Benders分解算法来求解该模型。该算法先将模型分解为主模型和子模型,再加入Benders最优割约束,不断迭代,直到得到最优解。研究结果表明:该模型能以最小的鲁棒成本实现应急物资配送中心车辆的合理调度,满足车辆最大救援时限、受灾点需求优先级等要求。与其他模型相比,该模型得到的车辆行程安排更合理。该研究可为应急物流决策方案提供参考。
2023, 39(4):121-130. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022071723081982 CSTR:
摘要:为探讨不同规模城市在城市发展阶段、空间形态、出行特征差异性下的合理化交通模式选择问题,以广州市和汕头市的调查数据为基础,研究这两座城市在社会经济发展、职住聚散、交通出行特征和交通出行模式等方面的差异性,并基于不同交通出行模式特征及适用条件和城市发展战略,提出大、中型城市交通模式差异化的选择方法。研究结果表明:大城市应采取“去中心化”方式发展,其中心城区应强化公交都市模式的建设,其外围城区应由均衡发展模式向公交主导模式进行转变,其外围非城市地区则应注重个体出行与公共交通的均衡发展,适应差异化的交通需求。中等城市的中心城区应从以小灵快交通为主导的模式向以公共交通为主导的模式转变,引导该地区居民形成公交出行的习惯,适应其中心城区高质量发展与建设的趋势,其外围地区则应构建与其短距离出行、均值化密度相适应的以个体交通为主导或均衡发展的模式。该研究成果可为大、中型城市的交通模式的构建和选择提供参考。