• 2024年第40卷第1期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 成核剂改性沥青的制备及性能评价

      2024, 40(1):1-8,27. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022120724021965

      摘要 (60) HTML (0) PDF 1.41 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了扩大沥青改性剂的使用范围,并改善现有技术中存在的问题。采用NAB、NAP两种成核剂来制备不同掺量的改性沥青。通过三大指标试验、DSR试验、紫外老化试验、长期老化试验和BBR试验,研究成核剂改性沥青的基本性能、高温流变性能、紫外老化性能、长期压力老化性能和低温流变性能。研究结果表明:成核剂改性沥青软化点提高12.93%,针入度下降21.60%;成核剂改性沥青高温抗车辙性能较好;其紫外老化指数和长期老化指数远低于基质沥青的,具有较明显的抗老化性能;成核剂改性沥青的低温蠕变劲度模量减小,蠕变速率增大,低温流变性能得到明显改善。成核剂改性沥青明显提高了基质沥青的高温流变性能、抗老化性能和低温流变性能,推荐成核剂最佳掺量为1.0%~2.0%。

    • 钢纤维对细再生混凝土力学性能的影响研究

      2024, 40(1):9-15. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022031624021970

      摘要 (58) HTML (0) PDF 1.68 M (388) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究细再生集料(FRAP)替代天然细集料(NFA)的可能性。配置1%钢纤维掺量下不同FRAP含量(0%、25%、50%、75%、100%)的水泥混凝土,并测定成型后试件的抗压强度、拉伸特性、应力-应变特性和耐久性能。研究结果表明:以FRAP替代NFA会导致细再生集料水泥混凝的土力学强度降低;加入1%钢纤维,可以显著提高细再生集料水泥混凝土劈裂抗拉强度和抗弯强度,峰值应力增加约15%,峰值应变增加50%,韧性及延展性提高约5倍;以FRAP替代NFA的最佳含量为50%左右。

    • 强夯加固粉土地基的竖向附加动应力传递特性

      2024, 40(1):16-27. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023020324021997

      摘要 (33) HTML (0) PDF 3.05 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:强夯法在各类地基处理项目中得到了广泛应用,但其加固机理仍落后于实践,特别是强夯引起的地基内部竖向附加动应力传递特性。鉴于此,先基于Boussinesq应力解和动量定理推导强夯竖向附加动应力和附加剪应力拟静力解。然后,以新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市机场北区扩建项目为工程背景,运用夯锤速度法,模拟1 000~4 000 kN·m能级间强夯引起的动力波传播过程、竖向附加动应力传递特性和夯后土体位移场。最后,将拟静力解与动力数值解的计算结果进行对比分析。研究结果表明:强夯引起的动力波传播呈半圆弧形,竖向附加动应力传递呈半椭圆形。动力波的传播距离决定了强夯影响范围,竖向附加动应力显著区边界决定了强夯有效加固区。由拟静力解得到的竖向附加动应力相比数值解沿深度方向的衰减更快。该研究结果可为强夯法地基处理工程提供重要参考。

    • 基于LS-GEP的堆石体填充泥浆特性智能预测

      2024, 40(1):28-35. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022092224021973

      摘要 (25) HTML (0) PDF 1.19 M (124) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确预测采用堆石体法填筑公路路基的填充泥浆强度和流动性,通过在传统GEP算法中引入最小二乘拟合,建立LS-GEP高效函数挖掘模型。通过分析大粒径填料填充泥浆的关键特性和影响因素,提出了灰土比、水土比和塑固比三个关键参数。通过30组不同配合比的泥浆性能试验,获取了学习样本,并利用LS-GEP高效函数挖掘模型,提出填充泥浆强度和流动性的预测公式。研究结果表明:这两个预测公式均是准确可靠的,可为填充泥浆配合比设计提供有效指导。在延庆至崇礼高速公路河北段的实际工程中,应用了泥浆特性智能预测公式,快速确定了泥浆配合比。在施工过程中,泥浆的各项性能指标均达到了预期效果,施工后采用堆石体法的大粒径填料填筑的台背路基性能良好。台背路基过渡段没有产生明显沉降,有效解决了桥头跳车问题。

    • 洞渣花岗岩混凝土配合比设计优化研究

      2024, 40(1):36-44. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022093024021992

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.23 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究隧道洞渣以不同强度等级花岗岩为骨料的混凝土最优配合比,以无岳高速WYTJ-07标段的隧道为例,研究其在开挖过程中产生的变质花岗岩洞渣,并将其加工成机制碎石和机制砂。通过改变花岗岩混凝土的水胶比和减水剂的掺量,进行两因素三水平的全面试验,优化洞渣花岗岩混凝土配合比。研究结果表明:无岳隧道洞渣中的变质花岗岩可以用于混凝土的配制;对于C15、C20、C25、C30、C40、C50的花岗岩混凝土,最优的水胶比分别为0.54、0.50、0.47、0.43、0.39、0.33,且减水剂掺量不低于1.0%。

    • 掺加黏土的固废基泡沫轻质土强度和耐久性研究

      2024, 40(1):45-51,59. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022112324021977

      摘要 (61) HTML (0) PDF 986.07 K (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小工程造价和环境污染等问题,采用电石渣、石膏和矿渣固废全部替代水泥制备了泡沫轻质土,研究黏土掺量对固废泡沫轻质土耐久性的影响。研究结果表明:当黏土掺量由0%提高到45%时,试样7 d的抗压强度由2.16 MPa 降至0.58 MPa,28 d劈裂抗拉强度由0.73 MPa降至0.18 MPa;干湿循环10次后,当黏土掺量分别为0%、25%和35%时,试样抗压强度分别为2.06、1.28和0.62 MPa;当黏土掺量为45%时,冻融循环10次后的试样被完全破坏。养护前7 d,所有试样收缩应变增幅较大,应变范围为1 523×10-6~1 932×10-6。黏土掺量为25%~35%时,相较于黏土掺量为45%的泡沫轻质土收缩性的改善更明显。该研究建议泡沫轻质土作为路床填料时,黏土掺量小于25%,路堤填料黏土掺量小于35%。

    • >桥梁与隧道工程
    • 腹板对扁平多室箱梁抗扭性能的优化分析

      2024, 40(1):52-59. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022021924021961

      摘要 (49) HTML (0) PDF 1.11 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析偏载作用下腹板参数对扁平多室箱梁抗扭性能的影响,以临海市临海大桥主梁为工程背景,利用ANSYS有限元软件分别建立不同截面形式的扁平多室箱梁有限元模型,研究在偏载作用下,扁平多室箱梁在不同中腹板间距和中腹板厚度下截面竖向位移与扭转畸变角的变化规律,并评估不同截面形式对箱梁抗扭性能的影响。研究结果表明:在偏载作用下,带有横隔板的箱梁以产生截面整体扭转为主;腹板参数对箱梁抗扭性能有较大影响,合理调节中腹板间距和厚度均可提高箱梁抗扭刚度。中腹板间距d=10.0 m的箱梁截面抗扭刚度较d=0.0 m的提升了15.7%;中腹板厚度t3=0.0 m的箱梁截面抗扭刚度较t3=0.60 m的提升38.2%。同时,腹板数量的增加可以改善箱梁的抗弯性能,提高箱梁顶底板之间的联系,从而提升箱梁整体稳定性。该结论可为类似箱梁截面设计提供理论参考。

    • 大幅变宽连续箱梁桥受弯性能研究

      2024, 40(1):60-67. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021112224021989

      摘要 (40) HTML (0) PDF 1.72 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究大幅变宽度连续箱梁桥的宽跨比对其力学特性的影响,以湖南省长益高速公路互通匝道变宽预应力混凝土连续梁桥为工程背景,分别建立梁格模型与单梁模型,对其弯矩、挠度及应力进行分析。研究结果表明:在仅考虑自重与二期荷载作用下,随着宽跨比的增加,各纵梁沿横截面承担的弯矩逐渐趋于均匀,各纵梁承担的应力相对平均偏差增大,空间效应明显;与增加箱室宽度而变宽的主梁相比,通过增加箱室数量而变宽的主梁的挠度与弯矩分布更加均匀。

    • 单索面曲线人行桥人致振动及减振控制

      2024, 40(1):68-78. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2021121923021995

      摘要 (23) HTML (0) PDF 1.26 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:单索面曲线人行桥自振频率若处在行人步频范围,则人与桥梁容易发生共振。依据德国人行桥设计指南EN03规范,考虑人群驻足效应,对某人行桥进行人致振动及舒适度分析。研究结果表明:人群驻足效应会使桥梁结构的自振频率减小,该桥模态5与模态6的竖向频率为1.25 ~2.30 Hz,需进行竖向人致振动加速度响应分析;考虑人群驻足效应前,模态5与模态6对应的行人舒适度级别分别为CL4和CL3,需进行减振控制;在设置TMD装置后,模态5与模态6在各工况下的行人舒适度均满足能达到德国人行桥设计指南EN03规范舒适度CL1等级要求。

    • 宽幅箱梁0号块混凝土浇筑方式对水化热影响研究

      2024, 40(1):79-89,126. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022030124021969

      摘要 (33) HTML (0) PDF 2.22 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对0号块大体积混凝土因水化热引起的早龄期开裂问题,以预应力混凝土箱梁部分斜拉桥广西壮族自治区培森柳江特大桥0号块工程为背景,基于ABAQUS有限元软件,建立了三维有限元模型,分析水化模型与浇筑次数对混凝土温度和最大主应力的影响。研究结果表明:相比于一次浇筑的方式,使用分层浇筑可使混凝土峰值温度降低11.8%;相比指数型模型,双曲线模型和复合指数型模型可使混凝土峰值温度分别降低13.7%和10.8%;考虑早龄期弹性模量和抗拉强度的影响,第一主应力最大位置依次出现在新旧混凝土交接处、中腹板导角处和人孔导角处;相比于一次浇筑的方式,分层浇筑的新旧混凝土交接处、中腹板导角处和人孔导角处第一主应力分别降低的2.0%、36.7%和39.8%;考虑不同水化模型的影响,在新旧混凝土交接处和中腹板导角处,第一主应力峰值与该时刻水化热量之间近似呈线性关系。

    • 铰缝损伤及铺装层对空心板桥横向刚度的影响

      2024, 40(1):90-98. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022041824021997

      摘要 (24) HTML (0) PDF 1.45 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:铰缝损伤是空心板桥梁较易出现的病害。为研究铺装层在铰缝损伤后对空心板桥梁横向刚度的影响,根据铰接板法理论,采用梁格法和Midas civil软件建立其有限元模型,对铰缝损伤后空心板桥梁的横向受力性能进行计算分析。研究结果表明:铺装层在空心板桥梁铰缝损伤后可起荷载横向传递的作用,提高了桥梁的横向受力性能,并且在多铰缝出现损伤时,提升效果更为明显;同时当铺装层厚度为10~20 cm时,铺装层厚度越大,桥梁的横向刚度越大,但对结构横向刚度的提升效果并不明显。

    • 风化岩土质的地铁基坑开挖仿真研究

      2024, 40(1):99-106. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023051224021982

      摘要 (24) HTML (0) PDF 1.16 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究风化岩土质深基坑在开挖过程中的变形演化规律,以长沙市某地铁深基坑工程为依托,用PLAXIS 3D软件建立三维数值模型,分析基坑开挖深度、载荷位置、载荷大小对深基坑开挖过程变形的影响规律。研究结果表明:风化岩土质地铁基坑在开挖过程中,其形变主要发生在土层。当载荷20 kN/m2且距离基坑为5 m时,围护桩的最大偏移0.72 mm;当载荷达到60 kN/m2时,地表的最大沉降为70.90 mm。该结果可为类似风化岩土质基坑设计提供参考。

    • >交通规划与智能交通
    • 信控交叉口借道左转设计的延误优化研究

      2024, 40(1):107-115. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022071924021980

      摘要 (50) HTML (0) PDF 1.24 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确分析交叉口借道左转设计的左转延误,针对现有的延误模型的不足,建立一个合适的延误优化模型,并提升其设置的科学性。先对逆向车道长度进行优化;再通过分析左转车辆的累计到达驶离曲线,以左转总延误最小为优化目标,建立一种新的考虑预信号延误的优化模型;最后,以长沙市芙蓉中路一个交叉口为实例,进行验证,分析左转到达流率对借道左转设计延误的影响及逆向车道长度对左转车均延误的影响。研究结果表明:左转流率越大,越能充分发挥借道左转设计的优势,该模型的左转延误下降可达59.21%;当左转流量偏低时,预信号位置的延误占比较大,随着左转流量的增大,传统车道和逆向车道的延误占比逐步增加。该研究可以准确评价借道左转设计的实用性和优劣程度,对借道左转设计的推广与应用具有重要意义。

    • 基于三维宏观基本图的城市机非混行交通研究

      2024, 40(1):116-126. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022120424021987

      摘要 (67) HTML (0) PDF 1.80 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决城市交通中机动车与非机动车混合行驶造成的交通拥堵,提出一种三维宏观基本图的理论分析方法,探究机动车与非机动车混行交通流的微观运行特征和宏观演化规律,揭示在非机动车干扰下交通拥堵的形成、传播和消散机理。先分别建立描述非机动车流的元胞自动机模型和机动车流的元胞传输模型,并借助非机动车越线次数函数将两个模型耦合;然后,在Simulink仿真平台上,运行该耦合模型以求得路网的三维宏观基本图,并以此分析非机动车驶入流量与路网平均流量、冲突次数三者间的相互关系;最后,提出提高路网硬隔离占比和加大非机动车道宽度的两种方法,借助三维宏观基本图来验证其缓解交通拥堵的效果。研究结果表明:三维宏观基本图的分析方法可量化机动车和非机动车冲突的影响,指导混行交通拥堵的治理,该结论为改善中国城市交通出行秩序和出行环境提供了参考。

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