• 2024年第40卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >高性能材料与工程结构
    • 微生物诱导碳酸钙沉淀技术对花岗岩残积土渗透性的影响规律研究

      2024, 40(3):1-8,107. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202303142024061981

      摘要 (58) HTML (0) PDF 1.38 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:用花岗岩残积土填筑的路基具有水稳性差、渗透系数大、易受降雨冲刷等特点。为探讨微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术对花岗岩残积土渗透系数的影响规律及作用机理,测定MICP固化前后重塑花岗岩残积土试样的渗透系数,并对固化前后的试样进行碳酸钙质量分数测定、核磁共振扫描、电镜扫描以及X射线衍射分析。结果表明:1) MICP技术能使花岗岩残积土试样的渗透系数降低两个数量级,且在试验范围内,将各因素按照对渗透系数的影响程度从大到小排列,依次为:胶结液浓度、固化次数、灌注液量。同时,最佳固化条件为灌注液量40 mL、胶结液浓度1.0 mol/L、固化16次。2) 固化产生的沉淀填充在花岗岩残积土孔隙中,致使孔隙间的连通性变差,孔隙率下降。总体上,越靠近注入端碳酸钙的质量分数越大,固化效果越好。3) 簇状的方解石碳酸钙有效胶结了原本松散的土颗粒,堵塞了土颗粒孔隙间的渗流通道,降低了试样的渗透系数。

    • 花岗岩洞渣在抗渗混凝土中的应用性能研究

      2024, 40(3):9-16. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202305222024061989

      摘要 (31) HTML (0) PDF 1.45 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对隧道开挖过程中产生的大量废弃洞渣进行固废利用,以无岳高速WYTJ-07标段隧道施工项目为依托,用其产生的变质花岗岩配制机制碎石、机制砂;开展花岗岩抗渗混凝土配合比试验,揭示花岗岩洞渣对抗渗混凝土性能的影响规律,获得了C30P10花岗岩抗渗混凝土的最优配合比。试验结果表明:通过分析花岗岩洞渣的力学性能及岩石成分,判定该隧道花岗岩洞渣能满足要求,可以用来配制抗渗混凝土;根据不同配合比混凝土的坍落度、28 d抗压强度、抗渗等级,发现降低水胶比以及增大外加剂掺量能有效提高花岗岩抗渗混凝土的工作性能;当水灰比为0.43、外加剂掺量为1.1%时,C30P10花岗岩抗渗混凝土的性能满足要求,且最为经济。

    • 悬臂拼装施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

      2024, 40(3):17-26. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202305142024061964

      摘要 (33) HTML (0) PDF 1.84 M (271) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示预制节段箱梁桥预应力相关参数对悬臂拼装阶段和合龙阶段箱梁横截面应力及施工期线形的影响,选取某工程一联三跨预制节段箱梁桥,针对悬臂拼装阶段和合龙阶段不同预应力参数取值对桥梁受力状态及变形特征的影响进行数值模拟。研究结果表明:预制节段箱梁桥顶板钢束最优张拉控制应力为预应力钢束抗拉强度标准值的0.70~0.75倍,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.000 98 m2(7?15.2 mm)。顶板单侧钢束组预应力合力作用线与顶板中轴线之间的距离,即顶板预应力合力偏心距宜取箱梁宽度的0.22~0.26倍。合龙阶段采用先张拉底板、腹板通长钢束,再张拉中、边跨局部钢束的方式可使桥梁在不同张拉阶段之间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间结构的安全控制。

    • 三轴加载条件下路基软土微观结构演化研究

      2024, 40(3):27-34. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202302142024061970

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.76 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从宏、微观角度研究受力全过程中土的微观结构演化及损伤机制,对武汉地区路基软土开展了一系列K0(静止土压力系数)固结不排水三轴剪切试验、扫描电子显微镜试验和压汞试验。基于分维理论和图像处理技术,对微观结构参数进行了分析。研究结果表明:武汉地区路基软土的孔隙具有多重分形特征,并据此确定微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙的孔径分界点分别为0.03、0.50和7.00 μm。其中孔径为0.50~7.00 μm的孔隙整体上具有更强的自相似性,将其定义为特征区间,该区间的表面分形维数随着应变的增加而减小。软土损伤在微观上表现为团聚体解体,并伴随着孔径分布与孔隙形态的演变,孔隙面积比与孔隙形状系数随着应变的增加分别非线性增大和非线性减小。微观结构演化全过程可分为结构微调、损伤发展和结构破坏3个阶段。提出的微观结构因子能够有效揭示软土宏观力学性质的变化。

    • 隧道衬砌结构不规则空洞正演模拟与时频分析

      2024, 40(3):35-47. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032824061968

      摘要 (27) HTML (0) PDF 2.19 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效识别隧道衬砌结构各种形状的空洞,采用时域有限差分法进行正演模拟,分别分析空洞形状、充填介质和埋深对探地雷达电磁反射波成像效果和时频特征的影响,并通过室内模型试验进行验证。研究结果表明:空洞反射波的响应特征均表现为开口向下的抛物线。随着空洞上部边界由直线逐渐过渡至圆弧形或尖角形,正演模拟图中反射波的次数减少,反射信号减弱,且连续小波变换时频图中的能量值也越来越小。空洞埋深越浅,空洞充填介质的介电常数越大,则所得模拟图像的信号越强。该研究成果可为隧道衬砌结构内空洞周围的病害发育预测和判断提供参考。

    • 叠合梁斜拉桥合龙段湿接缝应力优化分析

      2024, 40(3):48-55. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202203122024061980

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.72 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:大跨径混合式叠合梁斜拉桥在中跨合龙段钢梁合龙后,为保证其在桥面板湿接缝浇筑过程中各构件的受力能满足规范要求,且能达到理想成桥状态,以盐坪坝长江大桥为研究对象进行研究。考虑到该桥的结构受力与施工特点,对桥梁合龙过程中桥面板湿接缝浇筑进行了有限元分析。针对该桥的最后一个标准段与合龙段,对比了4种不同施工方案的优劣性,这些方案主要围绕湿接缝浇筑等强、桥面吊机的拆除及预应力穿束这3个关键施工工序展开。同时探究了桥面吊机站位对中跨合龙段及其邻近节段桥面板应力的影响。研究结果表明:桥面吊机影响区域湿接缝与合龙段湿接缝一同浇筑的施工方案所产生的桥面板拉应力最小;在合龙段湿接缝单独浇筑完成后,按照先张拉预应力后拆除吊机的施工顺序可降低桥面板开裂的风险;通过合理布置桥面吊机的站位,可使原本超限的桥面板湿接缝拉应力降低至规范要求的范围内。

    • 钢箱拱桥斜拉扣挂施工法拆索工序研究

      2024, 40(3):56-64. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202203022024061998

      摘要 (21) HTML (0) PDF 1.47 M (123) 评论 (0) 收藏

      摘要:斜拉扣挂体系钢箱拱桥拱肋合龙后需进行拆索工作,拆索时桥梁各构件均会产生应力变化从而影响结构安全性。为探究钢箱拱桥合理的拆索顺序及拆索时可能出现的极限不对称状态,以车田江大桥为实际工程背景,建立有限元模型,分别模拟四种拆索方案对拱肋应力及位移的影响。发现当从拱顶向拱脚依次拆索时,扣索索力的增幅最小;相反,若从拱脚向拱顶依次拆索,则会导致拱肋的竖向位移和应力极值达到最大。因此,从拱顶向拱脚依次拆索的方案最符合实际施工需求。采用Midas/Civil软件对几种极限不对称拆索状态进行模拟,结果表明:扣索、背索的拆除应尽量同步进行,以确保结构稳定。同时,两岸的拆索进度差异以及左右两幅的拆索进度差异都应控制在1束索以内,以减小对桥梁结构的不利影响。

    • 基于三轴试验的水泥土抗剪强度参数分析

      2024, 40(3):65-73. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202311202024061989

      摘要 (39) HTML (0) PDF 1.09 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有文献中关于水泥土三轴抗剪强度参数的研究总体上较少,而黏聚力和内摩擦角对水泥土边坡稳定分析至关重要这一问题,采用室内三轴剪切试验,对胶凝材料的总掺量、龄期、围压和粉煤灰掺量等因素及其对三轴抗剪强度参数的影响进行分析。研究结果表明:黏聚力随着龄期的增加而增加,且二者之间大致为线性关系;总掺量越大,相同龄期下的黏聚力也越大。内摩擦角总体上随着龄期的增大而减小,且龄期越小,内摩擦角减小得越快;总体上总掺量越大,相同龄期下的内摩擦角越小。黏聚力随着粉煤灰掺量的增加而增加,内摩擦角与粉煤灰掺量之间无明显的关系。黏聚力增量、内摩擦角增量与龄期之间均无明显的关系。当总掺量较小时,黏聚力增量随着粉煤灰掺量的增大而增大;当总掺量较大时,黏聚力增量随着粉煤灰掺量的增加先增大再减小。该研究成果可为珠三角软土区水泥土的设计与施工提供试验依据。

    • >交通基础设施安全
    • 衬砌结构异形富水微裂缝模型试验与量化识别

      2024, 40(3):74-81. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022030724061968

      摘要 (21) HTML (0) PDF 1.51 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨准确识别隧道衬砌结构中异形富水微裂缝的方法,用探地雷达和F-K偏移法针对4种异形富水微裂缝模型进行检测试验及对雷达检测的特征信号进行偏移归位,再用波形分析法和小波变换模极大值法对裂缝模型的位置和形态进行识别。研究结果表明:异形富水微裂缝模型的雷达响应图像很难被直接识别,通过F-K偏移归位处理后,可识别裂缝模型的形态。小波变换模极大值法比波形分析法能更精确地实现异形富水微裂缝模型的量化识别;微裂缝模型的二维轮廓重构图能够较好地拟合实体模型的形状。该结果可为隧道衬砌结构异形富水微裂缝的识别提供借鉴。

    • 地下管廊深基坑回填土层沉降特征研究

      2024, 40(3):82-90. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202304172024061978

      摘要 (21) HTML (0) PDF 2.28 M (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究城市地下综合管廊回填后路面的沉降规律,依托雄安新区某管廊工程,运用现场回填土层沉降变形物联网智能监测与数值模拟计算方法,建立了综合管廊基坑回填施工过程的力学计算模型,对不同工况下的路面沉降与管廊结构的应力、应变情况进行分析。研究结果表明:1) 回填土体的累积沉降量及各土层间的沉降差随着回填土层厚度的增大而增大。2) 在阶梯法回填施工中,施工回填段数越多,路面沉降量及不均匀沉降程度越小,管廊结构变形越大。3) 施工后的路面沉降量随着压实度的增大而显著减小。相关模拟方法与研究成果可为类似综合管廊回填工程的方案设计提供参考依据。

    • 穿越断层破碎带隧道超前注浆加固效果分析

      2024, 40(3):91-99. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202304262024061974

      摘要 (24) HTML (0) PDF 2.06 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究断层破碎带超前注浆加固机理,以阳宗隧道穿越多条断层破碎带实际工程为依托,运用FLAC3D软件建立穿越断层破碎带三维数值模型,研究不同厚度、不同注浆范围的超前小导管注浆加固对断层破碎带围岩的控制效果。研究结果表明:1) 注浆加固层厚度的增大对隧道竖向位移,尤其是对隧道拱顶沉降的控制效果明显,对隧道围岩水平位移的控制亦有效果,但效果稍差。当采用1.5 m注浆加固层厚度时,隧道拱顶最大沉降和围岩最大水平位移分别降低了26.96%、16.03%。2) 随着超前小导管注浆范围的扩大,隧道围岩水平位移的控制效果明显变得更好,竖向位移的控制效果变化不大。当采用150°的注浆范围时,隧道拱顶最大沉降和围岩最大水平位移分别降低了26.62%、22.80%。3) 采用超前小导管注浆加固,增强了断层破碎带围岩的强度,控制了软弱围岩的变形量,使围岩整体稳定性得到有效提高。该研究成果为隧道现场施工提供了依据,对类似隧道施工具有一定的借鉴意义。

    • 钢混组合结构大直径栓钉的群钉效应研究

      2024, 40(3):100-107. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202302152024061970

      摘要 (31) HTML (0) PDF 1.48 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入研究群钉效应对大直径栓钉抗剪性能的影响,通过对以往试验数据进行有限元分析,探讨了群钉效应影响下大直径栓钉抗剪强度与抗剪刚度降低的现象,并根据计算结果提出了大直径栓钉极限抗剪强度与抗剪刚度的拟合公式。计算结果表明:大直径栓钉的间距越小群钉效应越明显,与单钉相比群钉抗剪强度与抗剪刚度均有明显的下降;在群钉情形下,弹性阶段的剪力不均匀系数呈马蹄形分布,塑性阶段的剪力不均匀系数呈斜线状分布,但栓钉间距过小时剪力不均匀系数呈月牙形分布;栓钉处于弹性阶段时,内侧栓钉的根部剪力比单钉根部剪力小,外侧栓钉的根部剪力一般比单钉根部剪力小,但栓钉间距较大时,外侧栓钉的根部剪力会超过单钉根部剪力;栓钉处于塑性阶段时,内侧栓钉有效抗剪高度比单钉的高,外侧栓钉有效抗剪高度比单钉的低;大直径栓钉的间距与直径之比小于3.33时群钉效应明显,高于8.33时群钉效应几乎消失。

    • 桥塔风效应对异形斜拉桥抖振响应的影响

      2024, 40(3):108-116. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202203122024061971

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.62 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:异形斜拉桥桥塔刚度小,受力情况复杂,主梁和桥塔的气动耦合现象强。目前关于桥塔风效应对桥梁风致抖振响应的研究大多是基于普通多塔斜拉桥和悬索桥的,针对异形斜拉桥桥塔风效应的影响鲜有研究。分别利用风洞试验及数值模拟的方法得到了某异形斜拉桥主梁及桥塔截面的三分力系数,以及主梁、桥塔的脉动风速时程,并基于准定常理论得到气动自激力的时域化模型。在此基础上,分别研究了自激力及桥塔风效应对该桥抖振响应的影响。研究表明:主梁竖向位移受桥塔风效应影响较小,但桥塔横向位移响应及主梁横向、扭转位移响应受桥塔风效应影响较大,且桥塔横向位移响应增大幅度较为明显;自激力会使该桥主梁位移响应略微减小,但影响很小。

    • >交叉科学与工程
    • 基于PSO-RF混合算法的盾构参数预测研究

      2024, 40(3):117-127. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022072524061979

      摘要 (25) HTML (0) PDF 1.33 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:复合地层是盾构隧道施工过程中常见的地层类型,但关于复合地层盾构掘进参数的研究相对较少。为研究不同盾构参数间的相关性,依托长沙轨道交通6号线湖白区间隧道工程,利用随机森林算法(random forest,RF)构建了盾构掘进参数预测模型,结合数理统计和基于随机森林算法(RF)的PSO-RF混合算法模型对盾构掘进参数进行预测,并对预测结果进行误差验证。研究结果表明:将盾构隧道区间的地层物理参数与盾构掘进参数分别作为输入参数和输出参数,导入PSO-RF混合算法模型中进行训练学习,结果显示5种盾构参数预测值与实际值之间的平均绝对百分比误差大多在20%以内,即预测结果达到了泛化能力与预测能力的验证要求。

    • 墩身偏位原因及纠偏加固方案数值模拟研究

      2024, 40(3):128-134. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202204062024061975

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.83 M (151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究某大桥墩身偏位的原因,在原位勘察结果的基础上,分析研究了导致墩身发生偏位的影响因素,这些因素包括桩底下卧软弱破碎带、桩侧及桩底岩层软化、桩侧钻孔、桩侧及桩底岩层在振动耦合作用下的加剧软化等。通过数值模拟发现,岩层软化对于墩身偏位的影响程度最大,桩底下卧软弱破碎带次之,桩侧钻孔对于墩身偏位的影响最小。在探明墩身发生较大偏位的主要原因后,针对补桩过程中墩身发生第二次较大偏位的现象,提出预注浆加固的方法进行纠偏加固。数值模拟结果表明,预注浆加固可使补桩引起的6#墩身偏位量减小80%。优化后的6#墩纠偏加固顺序为:原5#~8#桩底预注浆加固、补桩、增大墩身截面纠偏墩身。

    • >低碳与智慧运维
    • 路径选择准则对随机供需路网运行效率的影响

      2024, 40(3):135-143. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023062124061982

      摘要 (22) HTML (0) PDF 1.17 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同路径选择准则对随机供需路网运行效率的影响,在假定需求服从对数正态分布、容量服从Beta分布的前提下,构建了三种路径选择准则:期望行程时间最短、行程时间预算最短以及超预算期望行程时间最短。基于这三种准则,分别构建了相应的交通分配变分不等式模型,并设计了求解算法。从交通周转角度出发,提出了路网运行效率的测算方法。通过算例分析,探讨了三种路径选择准则以及路段容量降级程度、需求结构、需求总量和行程时间可靠度对路网运行效率的影响。研究结果表明:期望行程时间最短择路准则下的路网运行效率最高,而超预算期望行程时间最短准则下的路网运行效率最低;无论采用哪种择路准则,路网运行效率均随路段容量降级程度的增加而显著下降;当路段容量降级程度与需求的“均值-方差比”一定时,在三种路径选择准则下,均存在一种特定的需求结构与总量,使运行效率达到最大值;在行程时间预算和超预算期望行程时间最短准则下,路网运行效率随行程时间可靠度的增加而显著下降。

    • 基于WOS的智能网联交通技术发展现状及趋势分析

      2024, 40(3):144-152. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202306072024061987

      摘要 (20) HTML (0) PDF 1.45 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析智能网联交通技术领域的研究现状,确定其发展走向,预测其发展趋势,并明确当前及未来的研究重点,结合智能网联交通技术实际发展状况,结合Web of Science核心数据库中的相关文献资料,运用文献计量学方法,从关键词频次、发文机构等角度绘制知识图谱进行分析,并解读当前的研究热点。研究结果表明:尽管国内研究起步较晚,但研究成果丰硕;国内在智能网联交通技术领域的研究主要集中在通信系统和控制系统的研发上;而国外更侧重于驾驶辅助系统的开发、预测控制模型以及网联环境下的交通安全等方面。综合以上信息,可以判断当前智能网联交通技术领域正处于快速发展阶段,新技术层出不穷。从论文发表数量来看,中国和美国在该领域占据领先地位,是科研的主要力量。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行