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    2022年第卷第4期
      道路与铁路工程
    • 李友云,张宇辉,何敏,李宜航,陈佳

      2022(4):1-9, DOI:

      Abstract:

      为研究沥青混合料的剪切疲劳剩余强度,基于沥青混合料细观结构和多尺度算法建立二维剪切试验数值模型。根据多尺度算法及有限元数值模拟,逐级预测沥青混合料的疲劳剩余强度,并与剪切疲劳剩余强度的试验结果进行了对比。研究结果表明:沥青混合料细观力学尺度模型能够反映基体及集料对沥青混合料疲劳损伤的影响;多尺度算法逐级预测沥青混合料剪切疲劳剩余强度,避免了在建模过程出现集料缺失的情况;沥青混合料剪切试验获得的剪切疲劳强度与多层迭代算法预测值之间的误差较为稳定,能满足工程要求。

    • 李盛,郜梦棵,刘玉龙,钟少杰

      2022(4):10-15, DOI:

      Abstract:

      为提高填石路基压实质量的检测效率,以广连高速公路TJ09标段的填石路基路试验段为工程背景,分别采用PFWD和水袋法对填石路基的压实质量进行检测试验。建立填石路基的回弹模量、回弹弯沉与孔隙率之间的回归模型,探究PFWD应用于填石路基压实质量的快速检测。研究结果表明:回弹模量与孔隙率之间相关系数R2 大于 0.7,且两者具有良好的相关性;回弹模量的变异系数为16.7%,小于回弹弯沉的变异系数19.0%,回弹模量的离散程度比回弹弯沉的小,更稳定。PFWD的检测结果满足现行规范要求,可用于填石路基工程压实质量的快速检测。

    • 刘龙武,周斌,宁泽宇

      2022(4):16-21, DOI:

      Abstract:

      为探讨高含水泥浆快速处理的方法,本研究提出联合化学絮凝、真空预压和二次掺灰 3 种方法于一体的处理方法,并对其进行室内试验验证其效果。试验结果表明:先掺入 1% 聚合氯化铝的泥浆,絮凝沉降 1 d 后,泥浆含水率可从 300% 降至 100%;再对试样采取真空预压,泥浆含水率可降低至 40.52%;最后,采用二次掺灰改性处理,泥浆含水率可降低至 35.40%,达到可塑状态。此时,泥浆的无侧限抗压强度可达到 60 kPa 以上,满足普通地基的承载力要求。吹填泥浆的传统处理方法需耗时 2~3 a,该方法仅需 4~5 d,大幅度缩短工期。絮凝-真空预压-二次掺灰改性的联合处理方法是一种高效、价格低廉且能快速降低泥浆含水率的处理方法,可为类似工程提供借鉴。

    • 胡富贵,田小革,胡涛,李光耀,郭常辉

      2022(4):22-27, DOI:

      Abstract:

      为分析路基的沉降,利用孔压静力触探仪对湖南省某高速公路地基土进行触探试验,依据触探试验数据与土体性能参数间的关系,获得地基土体修正剑桥模型的参数值,建立考虑路基地基土体流固耦合的有限元模型,计算路基在填筑施工过程中的沉降值,并将所得结果与施工期间的实测沉降值进行对比。研究结果表明:利用孔压静力触探试验参数计算的路堤填筑期沉降值与实测沉降值较为吻合,路基沉降主要发生在路基填筑期,且随着路基填筑深度的增加逐渐减小。路基填筑完工1a后,沉降基本稳定。

    • 薛国毛,李金龙,谢规球,李繁

      2022(4):28-34, DOI:

      Abstract:

      为探究泡沫轻质土换填路堤的基底沉降变形规律,运用数值积分方法推导出泡沫轻质土路堤荷载下地基的竖向附加应力解析解,并结合分层总和法,提出轻质土路堤堆载下地基沉降的理论计算模型。以广连高速某泡沫轻质土路基工程为例,开展工程实例分析。研究结果表明:在泡沫轻质土路堤荷载作用下,地基的沉降理论值在水平方向上呈 V形分布,路堤中心位置处的沉降量最大,越靠近路堤两侧,地基沉降量越小;换填轻质土能降低地基土的上覆荷载,有效降低路面的整体沉降。地基沉降理论值与现场实测数据较为吻合,验证了该沉降计算方法的合理性,可为轻质土路基的设计与施工提供参考。

    • 龚锦林,柳厚祥,王真

      2022(4):35-40, DOI:

      Abstract:

      为研究石灰改良膨胀土的力学性能,针对石灰改良膨胀土在不同石灰掺量和养护时间情况下的压缩性能、 侧限抗压强度及抗剪强度进行试验分析。研究结果表明:随着石灰掺量及养护时间的增加,石灰改良膨胀土的压缩系数均呈现先增加后稳定的变化趋势。当石灰掺量为 2% 时,石灰改良膨胀土的压缩系数从 0.78 MPa 减小至 0.18 MPa;当石灰掺量超过6%时,其压缩系数的减小幅度很小。石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度随石灰掺量的变化呈指数分布。当养护时间为 1 d,石灰掺量分别为 2%、4%、6%、8% 时,其无侧限抗压强度分别增加至 311.9、 206.9、177.8和104.8 kPa。在不同养护时间内,改良膨胀土黏聚力、内摩擦角均随着石灰掺量的增加而快速增大,且黏聚力、内摩擦角随石灰掺量的变化均呈指数分布。在养护初期,改良膨胀土的黏聚力及内摩擦角快速增加,而随着养护时间的增加,石灰逐渐絮凝,导致产生的絮凝产物含量不再增加,从而使其黏聚力及内摩擦角增长变缓。该结果可为石灰改良膨胀土的工程应用提供参考。

    • 毛强,苏振宏,周晨林,彭晖

      2022(4):41-45, DOI:

      Abstract:

      为研究硅酸盐骨料在胶凝材料中的化学反应能力,通过正交试验分析玄武岩碱熔的最佳参数,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析玄武岩的碱熔产物,并研究碱熔过程及其参数对玄武岩中玻璃体及活性氧化铝含量的影响。试验结果表明:碱熔能有效提升玄武岩反应活性,使玄武岩中玻璃体质量分数由 5.60%提高至 45.32%,活性氧化铝质量分数由 3.73%提高至 12.33%;NaOH 掺量是影响碱熔效果的最主要因素,碱熔玄武岩活性随NaOH掺量的增加而升高;玄武岩活性的提升与碱熔期间Si—O—Si和 Al—O—Si 键断裂及[SiO4 ]- 和[AlO4 ]- 单体的形成有关。

    • 雷光宇,潘璐

      2022(4):46-52, DOI:

      Abstract:

      针对在分析降雨对滑坡稳定性的影响时,不论降雨强度大小和持续时间长短,均将滑体土视为全面饱和进行处理的问题。基于非饱和土一维垂直入渗理论,依据 Green-Ampt入渗模型和 Philip入渗模型参数之间的联系, 对两个模型进行改进,既解决了 Green-Ampt入渗模型无法表达成以时间 t为自变量的显式形式的缺陷,也解决了 Philip入渗模型不能单独用来计算湿润锋深度的问题,还为分析暴雨作用下的滑坡稳定性提供依据。以重庆市某土质滑坡在50 a一遇连续3 d暴雨作用下的滑坡体为例,用改进的Philip入渗模型计算了滑体土饱和湿润锋深度、 滑坡稳定系数及滑坡推力,并将其与按滑体土全面饱和的经验计算结果进行对比,研究结果表明:滑坡稳定系数明显提高,滑坡推力显著减小,该改进模型可为滑坡稳定性分析和设计提供借鉴。

    • 华伦,唐正光,王奕博

      2022(4):53-59, DOI:

      Abstract:

      为改善玄武岩残积红土的浸水抗剪特性,将水泥、石灰、水玻璃和水泥-水玻璃双浆4种固化剂分别掺入玄武岩红土进行浸水剪切试验,研究掺入不同固化剂对玄武岩红土抗剪强度改善的影响规律和内在机理。研究结果表明:固化剂的掺入可以增大玄武岩红土浸水后的黏聚力与内摩擦角,显著改善其浸水抗剪强度。当掺入10%水泥时,固化改良玄武岩红土抗剪强度达到161.42 kPa,增强效果最好;当掺入10%水泥-水玻璃双浆时,增强效果次之, 抗剪强度为112.07 kPa;当分别掺入10%石灰或10%水玻璃时,增强效果相对较差。

    • 桥梁与隧道工程
    • 王达,姚型龙,严伟飞,黄伟,章贝贝

      2022(4):60-64,71, DOI:

      Abstract:

      为研究最优内倾角与拱桥构造的矢跨比、宽跨比、横撑数量等参数之间的关系,以某中承式哑铃形提篮拱桥为工程背景,建立三维有限元精细化模型。考虑几何非线性因素,计算不同构造条件下的稳定安全系数。根据安全系数的变化规律,分析中承式提篮拱桥不同构造参数对最优内倾角取值的影响。研究结果表明:最优内倾角的取值与矢跨比呈负相关,与宽跨比呈正相关,而与横撑数量的相关性不明显。该结论可为类似提篮拱桥工程内倾角的确定提供借鉴。

    • 蔡光伟,刘振兴,钟可,宾彬,胡江锋

      2022(4):65-71, DOI:

      Abstract:

      为探究新建隧道斜交下穿既有隧道施工所引起的地层沉降变形规律,避免施工中既有隧道产生较大的沉降变形,影响正常的交通运营。根据沉降槽宽度的修正公式,推导出正常地层下新建隧道开挖引起的地层变形曲线,并基于当层法原理,考虑既有结构的刚度和既有隧道与新建隧道的夹角对沉降槽曲线的影响,推导出隧道斜交下穿既有隧道情况下任意地层沉降变形曲线的预测公式。通过工程实例分析,验证了该计算公式的可靠性,为类似的隧道斜交下穿既有隧道工程提供参考。

    • 余钱华,张潭潭,张家琪

      2022(4):72-77, DOI:

      Abstract:

      针对缆风索在施工过程中下料长度不精确和空间坐标定位难等问题,提出拱肋在缆风索和风荷载作用下的简化模型,利用力法求出缆风索沿拱肋横桥向的水平分力。依据抛物线理论和悬链线理论,推导出空间缆风索弧长与任意地锚位置间的关系。利用胡克定理,求解出弹性伸长量的两种理论值,再通过弧长和伸长量之间关系求解无应力索长。以缆风索弧长最小化为目标函数,建立地锚位置的优化模型,并将所得结果与有限元软件ANSYS 结果进行对比。研究结果表明:采用悬链线理论计算的弧长和无应力索长与有限元计算值更接近。该方法精度更高, 计算也更简便,能更精准确定缆风索空间坐标。该研究可为实际工程在缆风索计算过程中提供参考,并指导施工。

    • 董梅,赵灿晖,张永明,张育智,舒本安,刘志文

      2022(4):78-86, DOI:

      Abstract:

      为研究大跨度组合-混合梁斜拉桥结合段的传力机理,以主跨为580 m的富龙西江大桥为例,对中腹板区域进行1∶2缩尺模型试验和有限元模型分析,研究组合梁截面各参数对结合段轴向力传递路径的影响规律。研究结果表明:组合梁-混凝土梁结合段中传递轴向力的部件为结合段混凝土、桥面板及各类埋入钢板上的剪力连接件; 承压交界面上的承压板、桥面板与剪力件群传递轴向力占比分别是32.2%、45.0%、22.8%;增大桥面板厚度,可有效提升桥面板的传力占比,并减少承压板传力占比,而增大组合梁顶钢板厚度能提高剪力件群的传力占比,减小桥面板传力占比;承压板较薄时,增大承压板厚度,可增大承压板的传力占比,减小桥面板及剪力连接件的传力比,但承压板厚度达到一定数值后,增加承压板厚度不会改变各部分传递的轴力占比。

    • 李春光,毛禹,颜虎斌,梁爱鸿,韩艳

      2022(4):87-94, DOI:

      Abstract:

      随着现代桥梁美学的不断发展,非对称异型断面主梁在景观桥、人行桥中的应用逐渐广泛,但其气动性能受断面外形影响显著。以某异型箱梁斜拉桥为工程背景,在风洞中测试了在桥梁栏杆处安装分流板、安装主梁断面风嘴、改变栏杆外形等措施的主梁涡振性能。试验结果表明:在设计风速内异型主梁存在明显的竖向涡振,且超过了规范规定的最大幅值;当主梁钝体面迎风时,在栏杆处安装分流板能达到较好的抑制涡振的效果,但当非钝体面迎风时,却产生了负面影响;在主梁断面安装风嘴同样仅在钝体面迎风时达到了较好的抑制涡振的效果,但当非钝体面迎风时不能抑制涡振;改变栏杆外形及安装风嘴的组合措施可抑制主梁涡激共振,且能满足颤振稳定性要求。

    • 鲁力,李敏

      2022(4):95-102, DOI:

      Abstract:

      为改善传统系杆拱桥吊杆内力优化方法耗时长、精度低、计算烦琐的缺点,本研究提出改进的CSO-ABC混合算法优化钢箱拱肋系杆拱桥吊杆内力。先建立CSO-ABC混合算法,改进侦察蜂阶段算法;再对3个测试函数进行数值试验,验证算法的精度和有效性。以某钢箱拱肋系杆拱桥为工程背景,通过ABAQUS-Python脚本进行CSOABC算法的吊杆内力自动优化计算。研究结果表明:改进的CSO-ABC算法与CSO算法和ABC算法相比,具有收敛速度快、精度高的优点;基于脚本的自动迭代,提高了吊杆内力优化的效率,该算法的吊杆内力最大优化幅度为 2.17%,在钢拱肋及混凝土主梁的应力峰值分别增大 4.9、0.8 MPa 的情况下,拱肋、主梁峰值位移分别减小 12.7、 12.1 mm,优化后的成桥状态与原始设计非常接近。该算法可为相关施工、监控、设计提供参考和借鉴。

    • 谢印标

      2022(4):103-108,115, DOI:

      Abstract:

      为探究装配式地铁车站在施工过程中的力学特性及孔隙水压力分布规律,本研究以长春地铁2号线捷达大路站为工程背景,通过 FLAC3D有限元差分数值软件,对装配式地铁车站施工过程中的力学机理进行了模型分析。 研究结果表明:在地连墙和地铁车站的重力作用下,车站结构会向基坑内部产生水平侧移和沉降,其中,最大沉降发生在车站底板处,最大水平侧移发生在车站侧墙的顶端。在车站拼装过程中,最大Mises等效应力出现在底板拱形区域、中板和底板拱脚外侧。随着车站环数增多,最大Mises等效应力逐渐增大。回填覆土后,在坑内外水压力差作用下,地下水绕过地连墙涌向基坑坑底,在车站底板接缝处产生渗漏,随着孔隙水压力趋于平衡状态,接缝处孔隙水压力变化逐渐平稳。

    • 吴凡,吴攀,彭晖,邓继华

      2022(4):109-115, DOI:

      Abstract:

      为解决表面粘贴和表层嵌贴CFRP加固混凝土结构的端部剥离问题,本研究提出一个新型加固方法—端部嵌贴加固(TE),设计了不同加固长度的单剪拔出试验,对比分析其黏结承载力、破坏模式及 CFRP应变分布情况。 运用 ABAQUS有限元分析软件对试样进行非线性数值分析,研究了混凝土等级、槽尺寸大小等各因素对模型界面黏结性能的影响。研究结果表明:采用 Spring2 非线性弹簧,实现 CFRP 板条、混凝土与树脂胶之间的滑移是可行的。端部嵌贴方法能有效提高界面黏结性能,嵌贴段锚固作用较好,但沿板宽方向与中央部分的黏结应力不一致。 采用合适的槽宽,提高混凝土等级,能有效提高端部嵌贴CFRP与混凝土的界面黏结性能。

    • 交通规划与智能交通
    • 招晨,陈亮胜,许倩,庞希廉

      2022(4):116-123, DOI:

      Abstract:

      为缓解交叉口左转交通量带来的交通拥堵压力,本研究提出一种基于逆向可变车道动态控制的交叉口信号优化方法。先通过检测器获取交叉口的实时数据,分析研究逆向可变车道的动态控制方案;再建立以相位有效绿灯时间、可变车道条数等为约束条件,交叉口车均延误时间最小的目标优化模型,并代入实时数据,对该模型进行求解,获得交叉口信号的优化方案;最后,结合案例,利用VISSIM软件对所得优化方案进行仿真验证。研究结果表明:与定时控制方案相比,采取该方案的交叉口的车辆平均延误时间减少14.99%,左转和直行车辆的停车次数分别减少 21.60%和 38.25%,左转和直行车辆的平均排队长度分别减少 44.07%和 60.20%,左转和直行车辆的最长排队长度分别减少了33.85%和19.63%,这些都说明该优化方案能显著地提高交叉口的运行效率。

    • 向往,孙金灿,龙科军,何艳杰,王超伦,刘雪梅

      2022(4):124-132, DOI:

      Abstract:

      本研究讨论在高速公路 ETC车辆大幅增加的情况下优化车辆引导标志的问题,先开展了三种收费站车道引导标志方案(未优化的传统方案、箭头+MTC引导方案和语音+MTC引导方案)的功效试验,采集驾驶员在这三个方案下的换道行为等数据指标,再利用单因素方差分析法,比较在不同预告引导标志方案下驾驶员换道行为的差异性。研究结果发现:优化后的引导标志系统可以明显缩短响应时间,引导司机提前做出变道决策,减少MTC车辆与主线ETC车辆在收费站前的拥堵,使驾驶员的换道过程更平稳和安全。

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    • 需求可拆分下生鲜农产品集货路径优化

      李利华, 夏春平, 普国东, 冯谦

      Abstract:

      针对生鲜农产品集货中点多量散、车载限制、货物易腐等特点,研究需求可拆分下其集货路径优化。通过网点布局与网络需求、车辆路径与载量要求、产品特征与成本消耗等描述生鲜农产品集货基本问题,以制冷、货损、油耗等三方面构造总的集货成本,考虑需求拆分、流量均衡、车辆起始与服务等约束,构造集货路径优化模型。基于遗传算法,轮盘赌选择以序号排序标定适应度函数、精英策略进行算子分析与遗传操作,设计问题求解模式。最后以湖南省某乡镇脐橙集货为例进行实证分析,结果表明:优化后,总集货成本下降19.34%,货损成本减少最多,达1550.86元;集货路径总数减少1条,拆分点由4个变为3个,且按需求深度拆分;总行驶里程与时间分别减少72.4公里、2.06小时。整体优化效果明显,研究对生鲜农产品集货管理与效率提升有较好意义。

      • 1
    • 基于双模量理论的不同沥青路面力学分析

      潘勤学, 张同升, 甄西东, 孙杰, 宋小金, 蒋宇翔, 姜舜君, 胡嘉

      Abstract:

      为研究考虑拉压模量差异的沥青路面结构力学响应变化规律,基于双模量理论对5种典型沥青路面结构进行了力学对比分析,结果表明:基于传统线弹性理论与双模量理论计算得到的关键力学响应差距巨大,倒装式沥青路面、柔性基层沥青路面及刚性基层沥青路面力学响应最大差值分别达55%、33%及50%;5种沥青路面结构路表均存在较大的拉应变,建议将路表轮隙区纳入路面结构设计时的拉应变验算点位;基层刚度与厚度对路面结构层关键力学响应影响显著,路表水平拉应力与拉应变均随基层刚度及厚度的增大而增大,而基层底部拉应力随基层厚度的增大而减小。建议采用双模量理论开展沥青路面结构分析,且路面设计时合理控制基层的厚度与刚度可有效优化路面结构的受力。

      • 1
    • 飞灰替代矿粉沥青胶浆及混合料性能研究

      朱兴龙, 薛艳华, 薛逸阳, 彭良臣, 葛冬冬

      Abstract:

      近年来,垃圾焚烧后得到的废弃物飞灰被用于沥青道路工程中,促进了资源合理化利用及绿色交通的发展。为了研究飞灰沥青胶浆及混合料性能,本文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流变性能,并验证其混合料的路用性能。试验结果表明,飞灰能提升沥青胶浆的高温性能,对低温性能影响不明显。飞灰使沥青混合料的抗永久变形性能得到显著提升,其低温抗裂性会受到影响,水稳定性也有所降低,但试验结果均满足规范要求。通过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,飞灰替代掺量建议为矿粉的25%~50%左右。

      • 1
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    2022年第卷第4期
      道路与铁道工程
    • 周帅,于鹏,聂建国,罗桂军,张胥,张欢

      2022,38(1):1-7, DOI:

      Abstract:

      针对预应力混凝土轨道梁线形精度控制难度大,全钢结构轨道梁运营噪声振动等问题,研发了新型群钉连接装配式钢-混凝土组合轨道梁,下部钢梁和上部混凝土板分开预制,通过群钉装配形成组合梁。按1:3几何缩尺比,制作了试验梁模型,对装配前后的钢梁、组合梁固有频率、荷载-挠度曲线、截面高度-应变曲线进行了有限元计算和实测试验,并与界面无滑移钢-混凝土组合等效刚度理论结果进行了对比,获取了不同工况下的刚度调整系数,并验证了其准确性和适用性。研究结果表明:实测荷载-刚度调整系数曲线呈非线性;随试验荷载的增大,刚度调整系数先增大后减小;钢混组合截面不完全符合平截面假定,大幅荷载下混凝土板非线性特性更为明显;基于刚度调整系数对理论值和有限元计算值分别进行修正,得到群钉连接组合梁频率与实测值的误差为 2.2%~4.0%,应力误差为 8.0%~23.8%,在实际工程中,采用该系数可指导并简化该类结构的计算和设计。

    • 桥梁与隧道工程
    • 于明浩,苏小超,王磊

      2021(2):41-46, DOI:

      Abstract:

      针对预应力混凝土桥梁中钢绞线局部锈蚀造成疲劳性能退化问题,制作了 6 根预应力混凝土梁,对其中 4 根不同钢绞线锈断位置的试验梁进行电化学加速锈蚀试验、静力加载和疲劳加载试验,研究了钢绞线断裂后预 应力混凝土梁的疲劳性能退化机理和力学性能退化规律,分析了混凝土表面裂缝扩展、荷载?挠度关系及疲劳寿 命。研究结果表明:L/4 锈断位置处的试验梁刚度退化和裂缝扩展规律,与未锈蚀梁和端部锈蚀梁的差异明显; 不同锈断位置的预应力混凝土梁的静载和疲劳性能均有不同程度降低;当锈断位置处于梁端时,钢绞线与混凝土 形成二次锚固效应,对梁的刚度保证具有积极作用。

    • 道路与铁道工程
    • 潘军,王鸿,赵冰,徐亚星,李涛峰,龙承运

      2022,38(1):8-14, DOI:

      Abstract:

      混凝土的断裂特性对工程安全起着关键作用。相场断裂法能方便地模拟出裂纹的动态扩展过程,利用 UEL和UMAT子程序,实现混凝土相场断裂的Abaqus二次开发,分析了单元尺寸和长度尺度参数对三点弯曲混凝土梁裂纹扩展宽度的影响。研究结果表明:当单元尺寸足够小时,裂纹宽度将不再受单元尺寸的影响,裂纹宽度随长度尺度参数减小而减小。

    • 交通规划与智能交通
    • 付康林,高愿,姜宁宇,程向昕

      2022,38(1):115-122, DOI:

      Abstract:

      针对响应型接驳公交服务质量评价研究不足的问题,设计了一种综合评价方法。通过响应型接驳公交与其他公交模式的比较分析,并参考其他公交模式系统评价的研究成果,考虑响应性、方便性、可靠性、高效性、协调性5个因素,构建了响应型接驳公交服务质量评价的指标体系,并进行了量化分析。将集对分析引入服务质量评价中,构建了基于集对分析的服务质量综合评价模型,其中指标值与评价等级间的关联程度、差异度系数、权重系数分别采用四元联系数、灰色关联法、熵值修正G1法来确定。研究结果表明:试验案例验证了评价方法的有效性,优化目标导致运行方案及其服务质量发生了显著变化,可为响应型接驳公交的运营管理提供决策依据。

    • 桥梁与隧道工程
    • 赵聪,陶忠,戴金沙,戴必辉,杨克文,孙俊,刘芳莲

      2022,38(1):63-69, DOI:

      Abstract:

      新建的大理某大跨度人行木桥为采用传统榫卯节点连接的三跨贯木拱结构体系,为验证该拱桥的结构安全性和舒适性,利用SAP2000有限元软件对该结构进行了模态分析、静力分析,对最不利荷载组合情况下的主要受压构件进行验算。研究结果表明:在地震荷载和风荷载作用下,人行桥具有良好舒适性,避开了人行荷载谐波的基频范围,不易发生明显的人致共振现象。风荷载不是控制结构安全性的主要因素。加支撑后的拱桥整体强度应力处于安全状态,最大应力发生在拱脚附近区域。最不利荷载组合作用下,主要构件承载能力满足要求。本工程的设计可供同类工程参考。

    • 钟正强,陈敬智,刘卓泽

      2022,38(1):21-26, DOI:

      Abstract:

      为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据。按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式。采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方程进行处理,应用于不同荷载等级下加固梁的挠度控制验算,规避参数取值问题带来的求解误差。针对不同预载幅值下4根碳纤维网格加固梁进行了抗弯试验,将理论计算值与试验值进行对比。研究结果表明:碳纤维网格加固梁理论计算值和试验值较为吻合,相关计算方法对指导实际工程设计具有一定参考价值。

    • 张军,吴仁辉,张志超

      2022,38(1):27-36, DOI:

      Abstract:

      针对圆形地连墙的空间受力特点,通过理论分析和数值计算,研究了圆形地连墙空间效应的影响因素和影响规律,将圆柱壳有矩理论应用到圆形地连墙中,得到了圆形地连墙内力和变形的解析解。通过Midas GTS 软件建立了圆形地连墙计算模型;通过改变开挖半径、墙体厚度、嵌固深度、内衬厚度和土层参数等因素,对其受力及变形规律进行分析。研究结果表明:开挖半径及墙厚对空间效应影响较大,嵌固深度、内衬厚度和土层的影响均较小,可为类似工程研究提供借鉴。

    • 蒋震,黄阜,于进泉,葛飞

      2022,38(1):55-62, DOI:

      Abstract:

      为研究岩溶地区深埋地下硐室围岩稳定性,基于极限分析上限定理构建顶部存在溶洞的深埋矩形硐室塌落破坏机制,将广义Hoek-Brown破坏准则引入上限计算的虚功率方程中,通过变分计算,得到了硐室顶部围岩塌落曲线解析方程与隧道极限开挖跨度的解析解,并进行了参数的影响性分析。以乐百高速公路五指山隧道为工程背景,采用数值模拟技术模拟了隧道顶部围岩的塌落范围,并将所得结果与本研究计算得到的上限解进行对比。研究结果表明:硐室顶部围岩塌落范围与极限开挖宽度受到围岩参数的影响,极限开挖跨度随地质强度指标的增大而增大,数值解与上限解吻合。

    • 晏莉,文胜,喻少华,杨海涛,吕超慧

      2022,38(1):37-42, DOI:

      Abstract:

      基于 Mohr-Coulomb强度准则,利用极限分析上限定理,推导出浅埋小净距隧道围岩压力计算新公式。 采用 MATLAB数值模拟软件中的 fmincon函数进行最优化计算,求解该破坏模式下围岩压力的上限解,并将该计算值与规范法计算结果进行了对比。研究结果表明:该计算值与规范法计算结果比较接近,验证了该计算方法可行;随着系数 m的增大,浅埋小净距隧道两侧破坏土体的范围逐渐增大,围岩压力也逐渐增大且增长率呈递减的趋势。

    • 肖亚鑫,鲁乃唯,陈方怀

      2020(1):44-49, DOI:

      Abstract:

      为研究钢?超高性能混凝土组合桥面板栓钉连接件的抗剪承载力,采用 ABAQUS 有限元软件进行了推出 试件试验过程的非线性数值模拟。通过荷载?相对滑移曲线,分析验证了该数值模拟方法的有效性,研究了推出 试件中超高性能混凝土强度、栓钉直径和长度等参数对栓钉连接件的抗剪承载力的影响。研究结果表明:栓钉连 接件的极限抗剪承载力随着超高性能混凝土强度的提高、栓钉直径和长度的增加而增加,栓钉连接件的极限抗剪 承载力与栓钉直径呈现线性近似关系。相比栓钉直径和长度,超高性能混凝土抗压强度的提高对栓钉连接件抗剪 承载力的影响相对较小。

    • 高有湖 1,耿哲 2,陈元培 1,李树忱 2,冯现大 3

      2020(1):76-81, DOI:

      Abstract:

      城市隧道工程施工过程中产生的噪音会对附近居民造成严重的影响。由于超低频音的穿透力很强,隔音 门和隔音壁等常规消音措施无法有效消除超低频噪音的影响。针对 0~20 Hz 的超低频噪音,分析其在管道中的传 播规律和声波特性,发现:在管道中安设空心长管可以对超低频声波进行 2 次消音处理。第一次消音是利用入射 声波和反射声波相互干涉、抵消的原理,并根据管道声波的连续性条件使超低频声波在长管管口发生短路,阻碍 其继续向外传播;第二次消音是利用声波在变截面管道中传播发生能量衰减的原理,降低超低频噪音的能量。根 据该消音原理,设计出了一种可移动、抽拉式的超低频噪音消音装置,可有效消除隧道施工过程中产生的超低频 噪音。

    • 邓衍 1,刘辉 1,刘耀坤 2,刘昶 1

      2020(1):82-86, DOI:

      Abstract:

      以湖南省龙塘至琅塘高速公路中安平隧道的具体设计、施工及地质情况为背景,采用 Abaqus CAE 2016 有限元软件,模拟安平隧道的施工过程。通过对比隧道顶部不同尺寸的溶洞对隧道拱顶、拱侧的围岩应力和位移 的影响,绘制了不同尺寸的溶洞引起的隧道围岩应力场和位移场的变化图,分析了岩溶区隧道中溶洞引起的隧道 周围围岩变化规律。研究结果表明:在一定范围内,既有顶部隐伏溶洞尺寸的增加将引起隧道位移的增加和隧道 围岩拉应力的增加。该结果可为岩溶区的隧道建设安全提供技术支持。

    • 董福民,宁晓骏,熊云睿,周兴林

      2020(1):56-62, DOI:

      Abstract:

      分别介绍了抛物线法、分段悬链线法及节线法等 3 种计算理论。并用这 3 种方法分别计算了地锚式悬索 桥成桥坐标和空缆坐标。以分段悬链线法的计算结果作为验算标准,分析了基于 Midas/Civil2019 软件的节线法在 地锚式悬索桥线形分析过程中的优、缺点。研究结果表明:基于节线法的主缆线形计算是以节点平衡为依据进行 数值迭代的近似计算,其结果符合工程实际,对于设计和施工都具有借鉴意义。

    • 苗德海 1,王克金 1,高建国 1,余俊 2,周涛 2

      2020(2):104-110, DOI:

      Abstract:

      针对隧底围岩损伤的数值模拟,因采用理想状态下的弹塑性模型仅对强度参数进行折减,而循环荷载作 用下围岩的累积损伤及隧底积水的反复冲刷作用均未考虑在内,使得计算结果与现场实测值相差较大的问题。本 研究基于隧底围岩的累积损伤机理与隧底混凝土结构的损伤塑性特性,利用 ABAQUS 有限元软件建立隧道-围岩 耦合二维计算模型,对重载列车荷载作用下,单线无砟隧道隧底衬砌结构的主要设计参数进行分析。研究结果表 明:随着列车轴重的增加,隧道底部围岩逐渐出现损伤,当轴重为 40 t 时,隧底结构出现明显的损伤效果;改变 矢跨比对仰拱竖向位移影响不大,当矢跨比大于 1:7,仰拱结构拉应力增大趋势变缓;改变填充厚度对仰拱竖向 位移影响不大,当填充层厚度大于 1.1 m 时,这种减小的趋势逐渐变缓。

    • 道路与铁道工程
    • 张燕红,徐龙,方俊杰

      2022,38(1):15-20, DOI:

      Abstract:

      为研究粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响,基于数字图像处理技术,采用等效椭圆法评价粗集料的棱角性对石灰岩碎石与破碎鹅卵石的棱角性进行了对比分析,且对不同棱角性集料的工况组合水泥稳定碎石的强度性能进行了室内正交试验。研究结果表明:不考虑水泥因素的影响,无侧限抗压强度与棱角性正性相关;替换率相同条件下,19.0~26.5 mm的棱角性对无侧限抗压强度的影响小于9.5~19.0 mm的;棱角明显的粗集料和浑圆状的粗集料进行组合,可以提高水泥稳定碎石基层的劈裂强度。

    • 桥梁与隧道工程
    • 刘叶 1,王方立 2,韩艳 1,胡朋 1

      2021(1):51-59, DOI:

      Abstract:

      为探讨风屏障的防风效果,对侧风作用下平层公铁桥梁?列车?风屏障系统气动特性进行了风洞试验研究, 针对两类风屏障的不同透风率和高度对不同风偏角下桥上中间列车的三分力系数进行测试,研究了风屏障在不同 风偏角下的倾覆力矩系数的折减系数。研究结果表明:风屏障在桥面上安装位置不同,对列车气动力特性影响有 明显区别;设置风屏障能够有效减小作用在车辆上的三分力系数,给桥上列车提供更有利的行驶环境;风屏障的 透风率比高度对列车气动特性的影响要大。无风屏障作用时,侧风下单车上游时列车的倾覆力矩系数最大,受风 荷载影响最显著。由于上游车的挡风作用,双车交会时下游列车三分力系数较小,受风屏障和风偏角影响也较小。 风偏角在 0°~15°时,风屏障透风率和高度对风屏障防风效果影响不明显;风偏角 60°≤β≤90°时,设置风屏障 A 的风速折减率要大于设置风屏障 B 的,防风效果更佳。

    • 余浩然,鲁乃唯,刘扬

      2020(1):50-55, DOI:

      Abstract:

      为了准确评定交通量持续增长下既有桥梁的运营安全水平,提出基于“时间划分?极值概率累加”的改 进广义极值分布,捕捉到了车载效应的时变特征,并经典型算例验证了该方法的适用性。基于 WIM 实测车流数 据,预测了交通量增长和超载率限制下某拱桥的最大弯矩。研究结果表明:交通量的增长会导致桥梁车载效应极 值显著增大。当年交通增长率为 2%~4%时,既有拱桥弯矩的最大值增加 10%~15%;当年交通量增长率为 4%时, 该拱桥弯矩的最大值将大于其设计标准值,应对桥梁车流量进行交通管制。超载率限制对桥梁车载效应极值有显 著影响。当超载率上限为 50%~200%时,该拱桥弯矩的最大值减小至 70%~82%。

    • 道路与铁道工程
    • 丁博,陈文胜,潘峰

      2020(2):22-28, DOI:

      Abstract:

      为解决传统条分法在推移式滑坡的边坡稳定性分析计算中存在的不足,基于推移式滑坡的破坏机制,对 传统的条分法模型进行了改进,建立了一种简便的适应推移式滑坡的边坡稳定性分析模型,定义了其安全系数, 并推导出了相应的稳定性安全系数计算公式,开发出了推移式滑坡的边坡稳定性分析软件。该软件能准确识别推 移式滑坡形式、滑坡的最薄弱条块或条块群,工程师们可针对薄弱部位采取更合理、准确及经济的加固措施。通 过计算案例的对比与分析,考虑推移破坏模式下,其所得的安全系数通常较传统法小。因此,对于推移式滑坡在 评估和加固时,推荐采用推移式计算方法得到安全系数。

    • 桥梁与隧道工程
    • 魏明鉴 1,许平 1,周陶勇 1,郑瑶 1,王磊 2

      2020(2):92-97, DOI:

      Abstract:

      针对有砟轨道稳定性差的问题。在铁路的养护维修工作中,对道砟进行胶固化处理,形成了一种较稳定 的新型道床形式-胶固化道床。根据道砟胶固化道床的特点,分别选择了道砟颗粒级配和聚氨酯粘结剂中 A 组多 异氰酸酯、B 组聚合物多元醇的使用配比作为变量,对 2 种不同级配和 3 种不同配比的道砟胶固化道床的力学特 性进行了研究;采用三视图立体重建的方法对道砟颗粒的几何形状进行基础重建,获得了较为真实的道砟颗粒结 构;在离散元仿真计算中,通过粘结模型建立的道砟胶固化道床模型进行仿真模拟。研究结果表明:在道砟胶固 化道床中,采用宽级配和 A:B=3:2 的道砟胶配比更有利于提高道床的力学特性。

    • 港口航道与海岸工程
    • 卢钦先,王洪庆,刘晓建,郭辉群

      2022,38(1):108-114, DOI:

      Abstract:

      针对珠海金湾局部冲刷深度难以用现有经验公式进行预测的问题,本研究通过建立正态物理模型,研究风电场风机基础建设后的海床局部冲刷情况。研究结果表明:波流共同作用时的冲刷深度小于纯流作用时的, 在该海况下波浪具有回填作用;冲刷坑主要围绕在桩基周围,最大冲刷深度出现在基础迎水面和两侧,背水面冲刷坑略浅,尾流区有淤积;冲刷达到稳定后,柱基前后冲坑坡度约为1:10~1:1,且桩前的冲刷坡度大于桩后的;受尾涡脱落的影响,桩基侧后方海床冲刷较明显,冲刷显著区与主流方向的夹角在30°~66°之间。


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标准刊号:ISSN 43-1494/U CN 1674-599
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