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    2024年第40卷第2期
      高性能材料与工程结构
    • 田小革,杨帆,窦文利,昶慧芹,李慧珍

      2024,40(2):1-7, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20221020240470

      Abstract:

      为提高增强型透水性沥青稳定碎石(asphalt treated permeable base,ATPB)的抗裂性能和耐久性,以SBS改性沥青为胶结材料配制掺入木质素纤维的ATPB混合料——纤维增强型透水性沥青稳定碎石(fiber asphalt treated permeable base,FATPB),并制作不同木质素纤维掺量的FATPB-25梁式试件进行不同应力比下的四点弯曲疲劳试验。将木质素纤维掺量为0.3%的FATPB-25与普通的AC-25、ATB-25的疲劳性能进行对比分析,探究考虑失效概率的应力比与纤维掺量对疲劳寿命的影响。研究结果表明:纤维掺量为0.3%的FATPB-25的抗疲劳性能明显比普通的AC-25和ATB-25的高,可用作耐久型的透水性下面层或柔性基层;通过包含失效概率的双对数方程可以对FATPB-25的疲劳寿命进行预测。

    • 程作栋,张家玮,余阳,王向阳,刘生玮,郭月霞

      2024,40(2):8-16,27, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023010524041998

      Abstract:

      为了研发适用于高温环境下沥青路面的复合相变材料,本研究以PEG2000作为相变材料,漂珠作为载体,利用PEG2000优良的相变特性及漂珠的高强度特性,制备出一种高强度且耐高温的复合相变材料(composite phase change materials, CPCMs)。制备的CPCMs在相变储热性能上表现较好,同时具有优良的化学稳定性、兼容性及热稳定性。当CPCMs的掺量达到60%时,测温试件之间的最高温差仅为2.8 ℃,峰值温度出现的时间延迟了2.1 min,对路用性能也产生了不利影响。因此,适量CPCMs能够有效调控沥青混合料温度。该研究结果为沥青路面的降温调控提供了参考。

    • 陈彦雯,白桃,黄宣,周小龙,吴璠

      2024,40(2):17-27, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023031524041983

      Abstract:

      为了提升Thiopave改性沥青混合料的水稳定性和低温性能,先加入双戊烯(dipentene,DIP)和硫磺,在高温条件下搅拌均匀。再加入丙烯酸异辛酯(ethylhexyl acrylate,EHA),继续高温搅拌。加热温度控制在140 ℃左右,将高速剪切搅拌机的转速缓慢提升至1 500 r/min,持续反应4 h之后,冷却至室温,对Thiopave进行预处理,并对其改性机理、混合料路用性能和力学性能进行全面分析。研究结果表明:添加DIP和EHA后,硫磺分子链变长,硫磺胶结料的表面能和极性分量增加;与Thiopave改性沥青混合料相比,增强型硫磺改性沥青混合料的高温性能略有降低,而水稳定性和低温性能显著提高;与未改性沥青混合料路面相比,增强型硫磺改性沥青混合料路面的面层竖向总变形和变形贡献率均大幅下降。掺入1.0%DIP和0.5%EHA为最佳组合,能够明显改善增强型硫磺改性沥青混合料的路用性能和力学性能。

    • 周志刚,李振威,陶正文,杨鹏杰,陈功鸿

      2024,40(2):28-37, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023040120240466

      Abstract:

      针对水泥稳定碎石基层易开裂问题,在混合料中掺入适量胶粉及聚乙烯醇(PVA)纤维,开展强度、抗压回弹模量、干缩性能和扫描电镜试验(SEM);分别掺入橡胶粉、改性胶粉、PVA纤维、不同水泥剂量的胶粉纤维,对比其对混合料抗裂性能的影响。发现掺入材料对水泥稳定碎石混合料性能具有明显影响。掺入胶粉、改性胶粉后会降低混合料强度和抗压回弹模量,提升抗干缩性能;掺入纤维能增强混合料强度、模量和抗干缩性能;加入不同水泥剂量的胶粉纤维对混合料强度、抗压回弹模量提升效果明显,但降低了抗干缩性能;宏观力学指标试验和SEM试验结果显示出改性胶粉纤维与水泥基具有良好的黏结性,可以提升水泥稳定碎石混合料的抗裂能力。

    • 何宝华

      2024,40(2):38-46, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022110720240476

      Abstract:

      为探究强风环境下,风屏障透风率对重载铁路桥车桥耦合振动的影响,依据弹性系统总势能不变值原理,建立风荷载作用下车桥耦合振动方程,计算横风作用下,列车通过安装了不同透风率风屏障的T型梁桥时车桥的气动三分力系数和车桥振动响应。研究结果表明:随着风屏障透风率的增大,列车阻力系数增大,桥梁阻力系数减小;桥梁竖向位移对风屏障透风率的变化不敏感,桥梁横向位移随风屏障透风率的增大而小幅增大;机车的脱轨系数和轮重减载率随着风屏障透风率的增加而增加;风屏障透风率为30%时重车横向摇摆力最小,风屏障透风率为20%时空车横向摇摆力最小。

    • 罗驰恒,王泽军,汤善彪,曹翔鹏

      2024,40(2):47-54, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022120820240490

      Abstract:

      针对钻爆法隧道开挖引起的上部既有隧道沉降问题,提出了一种新型门架桩加固方案。以惠盐高速公路隧道上行线盾构隧道建设工程下穿如意路嶂背隧道为背景,建立三维荷载结构模型和三维地层结构模型,使用ABAQUS有限元软件数值模拟钻爆法隧道的循环开挖施工过程,研究不采用门架桩保护措施和采用门架桩保护措施下上部既有隧道的沉降规律。结果表明:1) 门架桩加固方案能有效降低既有隧道开挖导致的隧道沉降,采用门架桩保护措施后既有隧道最大沉降降低至2.49 mm,相较于无保护措施降幅达30%。2) 采用门架桩保护措施会增大横梁与隧道连接位置隧道的剪力与纵向轴力,其中,峰值剪力增大了433.2 kN。采用该方案后,需要在连接处进行局部加固,防止隧道在该位置发生应力集中,导致局部剪坏。

    • 陈得良,李耕

      2024,40(2):55-61, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032420240471

      Abstract:

      以等截面任意不等跨连续梁为对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,利用分段梁模型和分离变量法,在考虑连续梁边界以及梁段位移连续性条件的基础上,提出了任意多跨不等跨连续梁固有频率和振动模态分析新方法。利用该方法可高效得到任意不等跨连续梁的固有频率和振动模态,该方法将为多跨连续梁车-桥耦合等受迫振动响应研究提供新的思路和便利。

    • 陈逵,陈贝贝,王海,姚君

      2024,40(2):62-70,107, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022021224041979

      Abstract:

      在设计地下砌体排水拱涵的全结构加固时,为了简化计算过程,将原拱涵结构与周围土体整体等效为反力弹簧。为了确定拱涵反力弹簧刚度参数正确性,探究影响拱涵反力弹簧刚度的因素,依托红旗渠项目的试验段,通过有限元法,分析砌体拱涵的材料强度、地基土层的承载力和泊松比,同时考虑了外侧土层与素填土层的含水率和泊松比对砌体拱涵反力弹簧刚度的影响。研究结果表明:侧墙反力弹簧系数随着原有浆砌片石侧墙砂浆强度的增加而增大;拱圈的反力弹簧系数随着原有砖砌拱圈砂浆与砖砌块强度的增强而增大;侧墙与拱圈反力弹簧系数随着地基土层承载力的提升而增大;侧墙反力弹簧系数随着地基土层、外侧土层、素填土层泊松比增大而增大;拱圈反力弹簧系数随着地基土层、外侧土层、素填土层泊松比的增大而减小;侧墙与拱圈反力弹簧系数随外侧土层、素填土层含水率的增大而减小;在对砌体拱涵进行计算时,将原砌体拱涵与周围土体等效为有限元法计算出的反力弹簧边界条件,并将计算结果与监测数据进行对比,发现有限元法计算的拱涵等效反力弹簧刚度具有较高的可靠性。

    • 交通基础设施安全
    • 钟华,梁崇辉,陈璐,高山

      2024,40(2):71-78, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023042224041983

      Abstract:

      为解决浅埋大跨度隧道在施工中常出现的初期支护大变形及冒顶病害等问题,本研究依托广西壮族自治区百色市某隧道工程,分析了该隧道的大变形及冒顶灾害特征。基于PFC离散元软件,分析了隧道失稳演化规律,提出了隧道初期支护大变形处治技术。研究结果表明:浅埋大跨度隧道施工时,容易受围岩条件及支护强度等影响,从而引起围岩大变形或塌方灾害。采用地表注浆加固或临时仰拱与洞内反压等技术处理后,围岩变形得到了有效控制。现场施工时,应通过建立管理体系,加强人员培训,设置安全通道,安排安全人员,强化安全意识,建立评估与预警机制等保障措施,降低安全风险。该研究成果可为浅埋大跨度隧道施工灾害防治提供参考。

    • 殷新锋,岳晓沛,林伟,苟勇,晏万里

      2024,40(2):79-87, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022021020240480

      Abstract:

      为研究大件运输车辆作用下桥梁的动力响应,建立了以实际工程为背景的宽幅斜拉桥有限元模型和精细化的车辆有限元模型,并利用LS-DYNA程序的接触算法实现了相较于传统方法更为真实的车-桥耦合振动模拟,以车辆类型、行驶车道、行驶速度等为参数,对比不同工况下桥梁的振动响应。结果表明:在大件运输车辆通过宽幅斜拉桥时,相较于标准车辆会引起桥梁更大的竖向下挠和拉索索力;边车道工况下桥梁的竖向位移变幅和索力变幅大于中间车道工况下的变幅;大件运输车辆行驶速度的提升会使桥梁竖向下挠和拉索索力增加,且相较于中间车道工况,边车道工况下桥梁响应对车速的敏感度更高。

    • 颜东煌,彭坤帅,袁晟,郭鑫,袁明

      2024,40(2):88-98, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032120240461

      Abstract:

      为研究大跨度部分预应力混凝土(partially prestressed concrete,PPC)斜拉桥在主梁带裂缝状态下的疲劳性能,以双塔混凝土斜拉桥为工程依托,制作节段缩尺模型。根据有限元计算结果调整节段缩尺模型斜拉索索力及主梁预应力,将主梁受力调整至部分预应力状态。将节段缩尺模型预加载至一定损伤后,开展PPC斜拉桥带裂缝状态下的疲劳性能试验研究。结合实桥荷载谱设计疲劳试验参数,疲劳荷载确定为22~34 kN,加载频率为1.5 Hz,共循环加载250万次,并在不同循环加载次数下对模型梁进行静载试验。试验结果表明:在有损伤的情况下,在疲劳试验过程中,主梁裂缝处于“闭合-张开-闭合”的循环过程中;随着疲劳荷载加载次数的增加,静载试验中的主梁挠度平稳增加;主梁L/4(L为跨径)、L/2和3L/4截面处体系刚度分别退化了为5.08%、5.19%和6.63%;在不同加载次数的静载上峰值工况下,主梁裂缝平缓发展,裂缝宽度由0.04 mm扩展至0.06 mm,卸载后,所有裂缝均闭合;在静载试验中,相同荷载作用下的索力基本不变,斜拉索基本无损伤。综合结果表明,PPC斜拉桥在主梁带裂缝状态下体系刚度下降缓慢,斜拉索刚度基本无退化,体系承载能力仍能满足正常使用情况下的要求。

    • 孙博文,张广超,王飞

      2024,40(2):99-107, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022110120240492

      Abstract:

      为探究海域风荷载对架桥机抗风稳定性的影响,以采用LYQJ40 t-18 m架桥机安装预制纵横梁的某海域项目为依托,采用谐波合成法模拟风速时程,利用MATLAB软件基于Kaimal谱生成脉动风场,再利用有限元软件对架桥机在最大悬臂工况下的静风荷载、脉动风荷载响应进行了计算,分析架桥机的主梁抗倾覆稳定性。计算结果表明:在静风荷载、脉动横向及竖向风荷载作用下,架桥机主梁的最大应力分别为-132.5、-166.9、-171.2 MPa,均小于许用应力(176 MPa),架桥机支点的反力均为正值,没有支座脱空风险,且抗倾覆系数K>1.5,架桥机不会发生倾覆失稳现象。因此,架桥机在海域风荷载作用下具有良好的抗风稳定性,可保障施工安全。

    • 交叉科学与工程
    • 王硕,唐正光,华伦

      2024,40(2):108-115, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20230412240498

      Abstract:

      为分析不同掺量的偏高岭土与石灰共同掺入玄武岩残积红土中对土体的改良效果,本试验选取偏高岭土的掺量分别为0%、2%、4%、6%和8%,石灰的掺量分别为0%、2.5%、5.0%、7.5%和10.0%,同时掺入玄武岩残积红土中,制作25组不同固化红土,对其进行28 d无侧限抗压强度正交试验,并用MATLAB软件建立神经网络预测模型,预测固化红土养护28 d的抗压强度。研究结果表明:本模型预测误差最大为4.56%,拟合度为0.997,且本方法比常规回归分析法更简单、更准确,可预测不同固结材料和掺量的固化红土抗压强度,提高试验效率。

    • 杨金易,孙兵,岳晓沛,殷新锋

      2024,40(2):116-126, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211227240496

      Abstract:

      为研究递归图和多层前馈(BP)神经网络在桥梁损伤识别方面的应用,以某大跨斜拉桥为例,采用ABAQUS有限元软件建立其三维模型,通过动力分析提取该三维模型的加速度曲线并进行递归图处理和BP神经网络分析。研究结果表明:递归图方法能够初步地识别主梁的损伤位置和损伤程度;BP神经网络分析能够精确识别主梁损伤的具体位置和损伤程度值,且识别准确率均大于85.0%。该方法可为类似桥梁工程的损伤识别提供借鉴。

    • 低碳与智慧运维
    • 尹砚铎,龙科军,谷健

      2024,40(2):127-137, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022120124041974

      Abstract:

      为了探究驾驶员记忆和多前车速度差对交通流的影响,本文基于全速度差模型(full velocity difference model,FVDM),结合驾驶员记忆因素和多前车对跟驰车的作用,构建了一种考虑了驾驶员记忆和多前车速度差的跟驰模型。通过改进模型的线性稳定性特征,得出改进模型的稳定性条件。再对改进模型下的车流启动和制动过程进行仿真,并与FVDM的仿真结果作对比。然后采用微小扰动法对改进模型进行数值仿真,研究驾驶员记忆因素和多前车速度差对交通流稳定性的影响。最后,利用下一代仿真(next generation simulation,NGSIM)数据标定了改进模型的参数,并预测了其加速度。研究结果表明:驾驶员记忆在一定程度上不利于交通流的稳定,而多前车速度差对稳定交通流具有积极作用;与FVDM相比,改进模型的启动延迟和制动延迟分别降低了10.0%和19.0%,预测精度更高,均方根误差降低了24.3%。

    • 荆毅,林航飞

      2024,40(2):138-145, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022120124041962

      Abstract:

      为精确反映整个区域或路网的实际交通运行状况,本研究先通过实例分析验证交通需求空间不平衡对区域交通运行的不利影响,再提出“延误等价”原则,以此作为评价区域交通指数准确性的新标准;其次,利用“熵权法”构建区域交通指数模型,该模型包含了反映路段几何特征、路段交通流特征、网络拓扑特征及网络交通需求不平衡特征的因素。以上海市杨浦区为例,经验证,交通指数模型不仅能够准确反映该区域的交通运行状况,还具有较好的适用性,为相关部门的规划建设和管理政策制定提供了借鉴与参考。

    • 帅庆珍,张家铭,周凤

      2024,40(2):146-153, DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2023102620240499

      Abstract:

      在进行城市道路交通流量调查及部分重要路网节点、交叉口交通数据采集时,采用低频数据收集方式会使车辆轨迹匹配精度低、交通流量数据误差大。通过研究隐式马尔可夫理论及最小费用最大流模型,提出一种车辆轨迹重构方法。该方法利用多源数据融合技术以及地理信息定位匹配技术,对无检测器路段缺失的各项交通基础数据进行合理的演进推算,为车辆轨迹重构研究提供重要的数据支撑。利用成都市某区域出租车的高频轨迹点位数据集进行验证。结果表明,利用车辆低频轨迹点位进行轨迹重构的完全覆盖率达到了89.4%,验证了所提出的车辆轨迹重构方法的有效性及可行性。

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    • 基于眼动数据的驾驶员视觉负荷影响要素研究

      白玉, 冷帅

      Abstract:

      研究旨在提出一种基于眼动数据得到的负荷评价指标——眼动离散程度,确定不同视觉负荷下眼动离散程度的划分阈值,并利用该指标探究交通环境要素对驾驶员视觉负荷影响的程度排序,进而为交通设计提供参考。研究基于DADA2000数据集,利用眼动特征识别算法,得到眼动离散程度数值;通过对事故前后场景进行区分,得到不同视觉负荷下眼动离散程度的划分阈值;进一步,利用语义分割算法将事故前3秒的眼动点集中区域与语义分割得到的要素进行匹配,通过机器学习算法对各交通环境要素影响的重要程度进行排序。研究发现,利用眼动离散程度区分驾驶员视觉负荷具有可行性,事故前较短时间内眼动离散程度会降低至原来的1/3,眼动点也会集中在碰撞物或事故主要责任要素上;驾驶员视觉负荷主要要素是自行车参与者、路侧标志杆、路面状况。成果可进一步用于事故防范与预测。研究结论表明,视觉负荷受到侵入路权(如非机动车占用机动车道)或模糊路权(如道路无标线或标线模糊)的交通要素影响最大,实际交通设计时应优先明确各参与者的路权分配问题,并严格保证路权互不干扰。

      • 1
    • 基于回归分析的碳化钢渣砌块工艺参数优化设计

      杨世旭, 彭晖, 彭婷婷

      Abstract:

      通过低成本的密封碳化养护方法,利用纯钢渣为胶凝材料成功制备了碳化钢渣砌块。为进一步提高砌块的性能,研究采用基于回归分析的方法对砌块的制备工艺参数进行了优化,并探究了水固比与成型压力对砌块抗压强度与二氧化碳(carbon dioxide,CO2)吸收率的影响规律。研究结果表明:当水固比为0.13,成型压力为15MPa时,砌块抗压强度最高,达到了82.70MPa;在不同成型压力水平下,存在最佳水固比使得砌块具有最高的抗压强度或CO2吸收率,在不同水固比水平下,随着成型压力的增加,砌块抗压强度提高而CO2吸收率降低,水固比与成型压力间存在重要的交互效应,这种交互效应对砌块抗压强度与CO2吸收率有着负向的影响;根据回归模型进行预测,当水固比为0.13,成型压力为15MPa时砌块抗压强度预测值最高,当水固比为0.14,成型压力为5MPa时砌块CO2吸收率预测值最高。两种最优参数组合下,砌块抗压强度与CO2吸收率的实测值与预测值相对误差均在合理范围内,表明构建的回归模型能有效优化砌块的制备工艺参数,并具有良好的预测能力。

      • 1
    • Equation Chapter 1 Section 1基于单目视觉的桥梁顶推施工位移实时监测[ ]

      谢海波, 廖磊, 黄辉, 张大海, 杨世湘, 张祖军

      Abstract:

      针对桥梁顶推施工过程中顶推位移实时监测的需要,对梁体底面线形为直线的桥梁顶推场景,提出一种基于单目视觉的桥梁顶推前进位移与横向偏位实时监测方法。该方法采用一种十字交叉标靶,引入YOLOv5目标检测模型与DeepSORT多目标追踪模型,实现对梁体顶推动态过程中多标靶的高效检测与追踪。然后,基于凸包检测与K-means聚类算法计算标靶的中心点坐标,根据标靶的中心点变化来监测梁体的位置变化。通过室内模拟试验和现场实桥测试试验,验证了所提方法的可行性与有效性。

      • 1
    • 防水剂改善活性氧化镁泡沫混凝土耐水性研究

      彭婷婷, 彭晖

      Abstract:

      本文探究了硬脂酸钙和硅氧烷对活性氧化镁泡沫混凝土(reactive magnesium oxide foam concrete,RMFC)耐水性能的影响。采用硬脂酸钙和硅氧烷两种防水剂对RMFC进行改性。对改性后的RMFC开展抗压强度试验;测定改性前后的RMFC表面接触角、质量吸水率及软化系数,研究改性后的RMFC的耐水性能;并通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和Image pro plus图片处理软件进一步探究了硬脂酸钙和硅氧烷改性后对RMFC孔结构的影响机理。RMFC的接触角和质量吸水率随着硬脂酸钙和硅氧烷掺量的增加而增大;软化系数随着硬脂酸钙掺量的增加而增大,随着硅氧烷掺量的增加而减小;与空白试样相比,通过硬脂酸钙和硅氧烷改性处理后的RMFC的孔径得到细化,孔径分布相对更加均匀。硬脂酸钙掺量为2.5%时对RMFC耐水性能改善效果最好,降低RMFC吸水率的同时还能保证其在吸水后保留一定的强度。

      • 1
    • 基于数字散斑技术的聚丙烯纤维增强水稳基层抗裂性能评价

      魏正红, 田港胜

      Abstract:

      为提升水泥稳定碎石基层的抗裂耐久性,实现路面服役的长寿命目标,在水稳碎石基层中加入不同掺量聚丙烯纤维,通过测试不同养护龄期下试件的劈裂抗拉强度试验,确定最佳聚丙烯纤维掺量。接着采用宏观力学性能试验,分析聚丙烯纤维掺入对抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯拉强度的影响,最后对两组试件进行半圆弯曲试验测试,得到其位移时间曲线,并利用全场应变测试系统(Digital Image Correlation,DIC)对加载过程进行全时域监测对比。试验结果表明:水稳碎石基层聚丙烯纤维的最佳掺量为0.1%,聚丙烯纤维的掺入能提升水稳基层的宏观力学性能,通过发挥自身桥接作用,延缓水稳基层裂缝发展,并通过应力传递降低应变集中以及位移激增。

      • 1
    • 基于兴趣点嵌入路网技术的公交线路优化研究

      王佳, 李锦源, 徐永敢

      Abstract:

      基于传统OD调查的公交线路优化方法费时费力,本文提出一种运用兴趣点优化公交线路的方法,该方法数据获取方式多样、数据量大,而且成本低、精度高,能极大降低线路优化的工作量。首先利用GIS采集POI、道路网络等空间数据,并构建热点探测模型提取POI数据的特征信息,再通过缓冲区分配方法将特征信息嵌入城市路网中。进而以形成的新城市路网为载体,以公交线路POI覆盖量最大为目标函数,以区间POI强度和线路非直线系数等为约束条件,构建公交线路优化模型,并基于遗传算法进行求解,最后以上海市某公交线路进行案例分析。案例中的公交线路经优化后,沿途POI覆盖数量增加了1112个,增长约71%,区间平均POI强度提升41.6%,线路非直线系数下降20.65%。本文基于公交出行与城市基础设施布局的密切关系,利用POI数据替代繁琐的OD调查数据,结合多源大数据进行公交线路优化,与传统OD调查方法相比,该方法数据调查工作量较低并提高了分析数据的多样性和丰富性,案例分析结果证明了此方法具有可行性。

      • 1
    • 大跨桥梁亮化索网的风载识别及静风响应分析

      唐浩俊, 李土周, 胡腾飞, 杨博开, 高子龙, 李永乐

      Abstract:

      针对大跨桥梁亮化索网体系的抗风性能进行风洞试验和数值分析,确定了索网的风荷载及其静风响应。首先,设计了亮化索网的气动力测试模型,通过风洞试验识别了不同来流风向下不同密度索网的气动力系数;然后,采用有限元分析软件建立了三种亮化索网的有限元模型,基于风洞试验结果模拟了作用在索网上的气动力并分析了索网的静风响应行为;最后,根据索网结构的响应特征及最不利响应位置,设计了优化措施并对其有效性进行了评价。研究结果表明:随着索网密度的增大,索网受到的风荷载越大,且索网密度对风荷载的影响随着风速的增大而越显著。因此,高密度索网的静风位移更大,而不同索密度模型的应力分布差距不明显且位移响应随风向角的变化不大,增大竖向钢丝绳的初拉力或增设斜向索可以减小索网的静风响应。

      • 1
    • 萃取法生物油改性沥青的评价指标和改性机理研究

      冯新军, 任泓宇, 刘豪, 叶群山

      Abstract:

      【目的】为研究萃取法生物油改性沥青的评价指标和改性机理,【方法】本文选择三种通过萃取工艺生产的生物油:大豆油、椰子油、混合油,将其按照不同掺量加入基质沥青中制备三种生物油改性沥青并分别进行常规性能和流变性能试验,对高温性能指标、低温性能指标和感温性能指标进行了相关性分析。采用四组分分析、傅里叶红外光谱和凝胶渗透色谱试验研究了萃取法生物油改性沥青的改性机理。【结果】研究结果表明:三种萃取法生物油改性沥青的软化点与抗车辙因子呈显著线性相关,当量脆点与性能等级(PG)低温分级温度呈显著线性相关,建议采用软化点和当量脆点作为萃取法生物油改性沥青的高、低温评价指标;萃取法生物油增加了沥青中饱和分和芳香分、胶质的含量,降低了沥青质含量,使沥青变软、稠度减小,高温性能下降,低温性能提高。【结论】萃取法生物油加入到基质沥青后没有产生新的官能团,生物油与基质沥青之间主要是物理混合,没有发生化学反应;萃取法生物油对基质沥青既发挥了“稀释”作用,也发挥了“溶解”作用。

      • 1
    • 羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩工程特性研究

      p>伍雪梅

      Abstract:

      为探究羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩工程特性,开展不同掺量、养护时间及干湿循环次数下羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩无侧限抗压强度试验分析羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩的力学特性,并通过崩解试验研究了不同掺量羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩的水稳性。结果表明,养护时间相同时,羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩无侧限抗压强度随羟基纤维素掺量的增大呈现出先增大后减小的趋势,并在掺量为4%时达到最大,为1036.68kPa,强度增长了71.81%;当羟基纤维素掺量相同时,随着养护时间的增长,改良预崩解炭质泥岩无侧限抗压强度也随之增长,且在养护14d后趋于稳定;干湿循环作用下羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩的无侧限抗压强度均符合指数函数的变化趋势,干湿循环10次后,4%掺量的羟基纤维素改良预崩解炭质泥岩的无侧限抗压强度为888.68kPa,强度保持率为71.33%;改性预崩解炭质泥岩的pH值基本保持不变,TDS值、电导率及盐度均随之减小;扫描电镜(SEM)试验表明,羟基纤维素主要通过胶结预崩解炭质泥岩颗粒凝聚成大的羟基纤维素-预崩解炭质泥岩胶结体,并填充颗粒间的微观孔隙,从而增强预崩解炭质泥岩的力学性能,并改善其水稳性

      • 1
    • 含粗骨料超高性能混凝土与钢筋的粘结性能研究

      杨洋, 肖博文, 李洪舟, 张靖航, 邹有宝, 黄敦文, 彭晖

      Abstract:

      常温养护超高性能混凝土自收缩显著,粗骨料的掺入可有效约束自收缩变形,能应用于现浇工程。本研究开展了钢筋-含粗骨料超高性能混凝土的中心拉拔试验,研究了不同粗骨料粒径、掺量和钢纤维掺量对含粗骨料超高性能混凝土中钢筋粘结性能的影响。研究发现,粗骨料粒径为5-8mm、掺量为20%时,配合2%的钢纤维掺量可以获取最佳的钢筋粘结强度。

      • 1
    • 矿渣/水泥物化特性对混凝土抗氯盐侵蚀影响

      喻奇洋

      Abstract:

      为探究矿渣混凝土中化学成分对其抗氯离子侵蚀性能的影响,采用矿物成分各不相同的两种矿渣(A和B)以及四种水泥(W、X、Y及Z)为原材料,固定水泥替代率为60%制备了矿渣混凝土试样,通过进行XRD分析、热力学建模、压汞法测试研究不同水泥-炉渣组合的混凝土的Cl-吸附能力和扩散迁移进行了评估。试验结表明:添加矿渣可提高混凝土的Cl-吸附力、降低Cl-扩散率。相较于掺低铝含量矿渣的混凝土,掺高铝含量矿渣的混凝土Cl-吸附力更强;水泥W制备混凝土的Cl-吸附能力最高,而水泥Z制备混凝土的Cl-吸附能力最低;C3A、C3S对Cl-吸附能力影响显著,而较高的pH会降低Cl-物理吸附力;碳铝酸盐的形成、石灰石的填充作用以及孔隙孔径缩小均会导致Cl-渗透率降低。

      • 1
    • 快速路出口匝道短衔接段动态车道设置

      田紫颖, 曹倩霞, 龙科军

      Abstract:

      针对城市快速路出口匝道短距离衔接地面信号交叉口区域的交通拥堵问题,论文提出一种出口匝道短衔接段动态车道设置方法。考虑出口匝道短衔接段的交通特性,进行动态车道设计。以出口匝道短衔接段车流的总流量比最小以及流量比差值的绝对值之和最小为目标,以车道数目、车道位置、信号相位和排队长度等为约束,构建动态车道功能分配模型。兼顾动态车道分配方案的运行时间和运行效益,并利用预信号研究动态车道分配方案自适应转换方法。以湘府路高架快速路出口匝道衔接湘府路-韶山路地面交叉口为研究对象进行实例仿真分析,结果表明:出口匝道短衔接段设置动态车道后,车辆平均速度提高40.8%,车辆平均延误和车辆平均换道次数分别减少21.4%和12.6%。动态车道设置方法能有效提高出口匝道短衔接段的通行效率,减少该区域的车流交织。

      • 1
    • 智能网联高速公路合流区的分组协同控制

      王正武, 史亚杰, 梁勇波

      Abstract:

      为提高智能网联环境下高速公路合流区通行效率,有必要实施实时协同控制。针对中、高密度下高速公路合流区交通拥堵问题,兼顾通行效率和模型求解复杂度,提出一种智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)的分组协同合流控制方法。首先,在合流区上游路段设置一定长度的探测区域,当未分组车辆即将离开探测区时,根据车辆到达合流点的最短时间,基于K-means聚类对探测区内主线和匝道所有未分组车辆共同分组。然后,根据先进先出(first in first out,FIFO)规则确定组间的通行次序。最后,采用优化模型优化组内车辆的通行次序。使用SUMO与Python建立联合仿真平台对在总流量1800、2000、2200、2400辆每小时和流量比25:75、50:50、75:25不同组合下的协同控制效果进行评价。结果表明,与基于车头时距阈值的分组策略相比,在分组数量为3的情况下,本文策略可使平均延误降低4.5%以上、计算时间减少81.3%以上。合流区车辆分组协同控制可以在提高通行效率和降低计算复杂度之间做出较好的平衡。

      • 1
    • 降雨作用下含炭质泥岩夹层边坡的变形破坏机理

      谢腾, 黎正龙, 刘新喜, 李盛南

      Abstract:

      为揭示降雨诱发含炭质泥岩夹层边坡的变形破坏机理。通过对株洲市蓝天花园边坡进行降雨量、地下水位和深层土体水平位移监测,发现边坡不同部位的地下水位变幅受降雨影响有显著差异,其中地下水位变化幅度依次是坡体(0.3~1.1m)>坡脚(0.1~0.4m)>滑坡后缘(0.1~0.2m);边坡深层土体水平位移深度为6.0~8.0m,边坡滑带在全风化炭质泥岩夹层位置。在此基础上,开展不同含水率的炭质泥岩直剪试验和边坡数值分析,结果表明:随含水率增加,炭质泥岩粘聚力和摩擦角均减小。夹层含水率增加和坡脚开挖均是边坡变形破坏的重要原因;随着夹层含水率增大,边坡塑性区面积逐渐增大,并由坡脚→软弱夹层底部→坡顶发展贯通;最大水平位移随含夹层含水率增大而增大,最大水平位移由第三级边坡坡脚→第二级边坡坡脚底→软弱夹层转移;坡脚开挖后,塑性区和最大水平位移变化规律与未开挖时一致,但边坡的塑性区和最大水平位移增加更为显著。

      • 1
    • 盐腐蚀环境对多孔沥青混凝土耐久性的影响

      周志刚, 陈垒, 刘鑫

      Abstract:

      为了研究沿海地区的盐雾环境对多孔沥青混凝土路面的耐久性影响。本文通过湿干循环方法,采用飞散损失和劈裂强度为评价指标,通过设置不同种类、浓度的盐溶液及不同的侵蚀方式,模拟了盐腐蚀环境对多孔沥青混凝土耐久性的影响,研究结果表明:相较于NaCl溶液,5%Na2SO4溶液对多孔沥青混凝土耐久性的劣化影响最为严重,在不同盐腐蚀方式下,Na2SO4盐溶液对多孔沥青混凝土的耐久性劣化差别最小;在湿干循环方式中,改变浸泡温度比改变干燥温度对于多孔沥青混凝土耐久性劣化影响更大;在盐溶液的湿干循环作用前期,盐水浓度的越大,多孔沥青混凝土的耐久性劣化程度反而更低;而随着湿干循环次数的增加,盐水的侵蚀作用和盐结晶的张力作用逐渐体现,相较于普通水溶液,盐水对多孔沥青混凝土的耐久性劣化更为显著。得出海盐环境对多孔沥青混凝土耐久性劣化的方式主要是以盐侵蚀为主,而非盐结晶作用的结论。

      • 1
    • 蛋壳粉绿色泡沫混凝十力学性能及孔结构研究

      喻奇洋

      Abstract:

      为制备蛋壳粉绿色泡沫混凝土并研究蛋壳粉部分替代水泥对泡沫混凝土性能的影响,本文设计、制备了五种蛋壳粉掺量(0%、5%、10%、15%、20%、)的600kg/m3、1200kg/m3密度的泡沫混凝土,测定其可加工性、物理特性、力学性能以及孔隙结构。结果表明:掺加蛋壳粉一定程度上降低泡沫混凝土的流动度、缩短凝结时间,干湿密度最大提升3%左右;与对照混合料相比,掺入蛋壳粉的泡沫混凝土试样会降低初始表面吸收率,混凝土试样的吸附率与时间的平方根成正比关系,在泡沫混凝土中添加最高达20%的蛋壳粉固化90天后的吸附率分别降低28%和24%;蛋壳粉加入有助于增强试样抗压、抗折强度,蛋壳粉掺量为15%提升程度最大,600 kg/m3密度的试样抗压、抗折强度最大提升分别为45%、43%,1200 kg/m3密度的试样最大提升分别为40%、57%;泡沫体积的增大使孔隙尺寸扩大,大孔隙占比增加,加入蛋壳粉导致孔隙数量增加。

      • 1
    • 蓄热法施工中承台温度计算方法的对比分析

      程霖, 张静涛, 和晓楠

      Abstract:

      为研究蓄热法承台施工温度计算的适用方法,首先通过对比承台测温数据与数值模拟计算结果验证了数值方法的正确性,之后采用Скрамтаев公式、吴震东公式、一维不稳定传热定律三种理论方法分别计算了桥梁承台施工冷却过程温度,并与数值模拟结果进行比较。研究结果表明:Скрамтаев公式计算模型粗糙且计算结果与其他方法及实测数据差别较大,不建议工程中选用;吴震东公式计算模型与实际更为相符,但不能考虑承台底面与地基土的热交换,也不能计算混凝土内部任意点温度;一维不稳定传热定律克服了吴震东公式的缺点,但由于其计算假定为一维单向传热,因而对大体积构件的尺寸有适用性要求;当承台高宽比小于0.2时,可用一维不稳定传热定律计算蓄热法施工中混凝土的温度场,若承台高宽比不满足此要求,需采用数值模拟方法计算。

      • 1
    • 考虑端部效应的方柱绕流特征及风载分布规律

      周烽, 曾鑫, 吴庆凌, 高星元, 唐浩俊

      Abstract:

      为了掌握有限长度方柱的绕流特性,确定端部效应对于气动力分布的影响,通过数值模拟开展了研究工作,并根据流场变化解释了相关现象。首先,以二维方柱截面为对象,在不考虑端部绕流的情况下对计算模型和方法的可靠性进行了验证,并讨论了宽高比对截面气动特性的影响。然后,以三维有限长度方柱为对象,识别了气动力分布随展向长度的演变规律,确定了端部绕流的影响范围。研究结果表明:随着截面宽高比的增大,方柱尾流区域内的漩涡长度增大而负压区减小,使截面的阻力系数和斯托罗哈数呈现出线性递减的变化规律。当长高比小于20时,方柱整体阻力系数和斯托罗哈数随着展向长度的增大而迅速增大,其尾流场变化大,具有显著的三维特征;当长高比进一步增大,方柱整体阻力系数和斯托罗哈数的增幅变缓,但尾流场的端部绕流效应仍然突出,其两端的漩涡脱落现象减弱,气动力呈现中部大而端部小的分布规律。

      • 1
    • 基于注意力机制改进DeepLabV3+网络的拉索检测方法

      蒋田勇, 胡淳俊, 郑力之

      Abstract:

      在应用基于计算机视觉的方法进行拉索振动测量时,背景图像中物体的运动会影响拉索振动识别精度。因此,本文提出一种引入ECA注意力机制改进DeepLabV3+网络的方法用于去除复杂图像背景,提取图像前景拉索目标。在DeepLabV3+网络的编码阶段增加一个特征提取模块,增强拉索图像深层特征,以获得更精细的拉索边缘;在解码阶段引入一个浅层特征模块(ECM),过滤背景信息,减少细节信息的丢失。在采集的离散拉索图像数据上对模型的精确度进行了评估,结果表明改进DeepLabV3+网络(Net-Ⅳ)的平均交互比(MIoU)、类别像素精度(PA)和平均像素精度(MPA)分别达到99.01%、99.84%和99.49%,其中MIoU相比于比改进前DeepLabv3+提高了1.71%,“cable”类别的交并比(Iou)值提高了4.21%。在可视化结果中,改进DeepLabV3+网络的拉索像素识别精度更高,背景图像的分割更完全,实验结果验证了所提方法可有效去除拉索复杂图像背景。

      • 1
    • 基岩污水顶管纵向应力特性数值分析研究

      李鑫, 郑爽, 张永杰, 罗志敏, 王宇, 陈剑华, 杨杰

      Abstract:

      顶管隧道纵向力的大小会对管节接口密封性和结构安全性产生重要影响,为探明顶管管节纵向应力特性以及应力异常变化的原因,采用数值试验对其开展了研究。本文依托梅溪湖污水顶管工程,通过现场测试和相关资料,构建了数值模型并同实测结果对比验证了模型的合理性,以此分析和探讨了管节在应力异常变化区段的承载模式和管节纵向应力异常变化的原因。研究结果表明:在应力异常变化区段内,管节处于管底与围岩脱空的单侧偏压受力模式,该受力模式是导致管节纵向应力变化的主要原因;断面纵向应力和管底-围岩脱空角度呈正相关关系;接口处弱化范围对纵向拉应力影响较大,随着弱化范围的增大,拉应变集中范围逐渐增大,但压应变集中范围变化不大;在断面不同位置,顶进力的增大对纵向应力的影响相反。基于偏压荷载下纵向应力影响因素,提出了纵向应力控制措施,上述研究结果可为顶管隧道的设计和施工提供参考。

      • 1
    • 基于影响矩阵的矮塔斜拉桥主梁预应力损失识别方法

      张智, 王达, 谭本坤, 张连奇, 李南川

      Abstract:

      大跨度桥梁中主梁预应力损失过大将导致主梁下挠、腹底板开裂与承载力削弱等严重问题,及时检测并精准识别主梁预应力的损失程度,对于桥梁的结构损伤状态评估与安全防控具有重要工程意义。为计算主梁预应力的损失程度,本文以矮塔斜拉桥为研究对象,建立有限元模型,在考虑混凝土收缩徐变对主梁挠度变形影响下,形成基于位移影响矩阵以及主梁实测挠度值反演钢束预应力损失的高效方法。研究表明:主梁某一号块锚固的钢束发生预应力损失时,其对应号块末端处位移观测点对预应力损失的相关性最好。对于单位预应力损失量,在轻度损失时取在5%~15%之间,中度损失时取在15%~30%之间,重度损失时取在30%左右时得到的位移影响矩阵计算误差小。最后以四川某铁路特大桥为算例,验证了该方法的正确性。

      • 1
    • 基于RF-GA组合算法的盾构姿态控制研究

      李懋鹏, 张军

      Abstract:

      为实现对盾构机掘进姿态控制的自动决策,提出基于随机森林机器学习算法(RF)与遗传优化算法(GA)的盾构控制方法,依托于长沙地铁6号线某区间盾构隧道施工数据,通过相关研究选择输入工程地质条件参数及盾构掘进参数后进行相关度分析,并将其引入组合算法模型以输出盾构姿态纠偏曲线及控制盾构姿态的参数,并与实际数据进行对比。研究结果表明,在预测方面,RF算法预测模型优于传统多元线性回归模型,满足精度要求,且整体的RF-GA组合算法姿态控制模型能够将总偏差控制在6.5mm左右,同时所输出的盾构掘进参数与实际数据误差较小且规律一致。为实际工程中实现盾构姿态控制提供了一种新途径。

      • 1
    • 基于注意力时空图神经网络的多任务交通流预测

      李慧慧, 曹倩霞, 单振宇, 赵中兴

      Abstract:

      针对现有单任务交通流预测没有考虑任务之间相关性的问题,提出一种基于注意力时空图神经网络的多任务交通流预测模型。该模型利用图注意力网络和门控递归单元网络提取单任务时空特征,并将结果输入到多层全连接神经网络和多头注意力机制中,来融合提取多任务时空特征。以岳阳市卡口数据集为例,对该模型进行训练,验证该模型的准确性。实验结果表明:该模型预测交通流量的均方根误差降低了8.926%,平均绝对误差缩短了16.387%;预测交通速度的均方根误差降低了2.610%,平均绝对误差减小了4.311%,该研究可为交通管理与控制提供有效依据。

      • 1
    • 动态需求下短时效物资车辆路径优化

      Abstract:

      针对短时效物资在运输过程中,动态处理不合理以及车辆路径复杂,车辆利用率低等问题,提出紧急需求处理策略以及动态需求组合优化处理策略,来积极响应动态需求,完成车辆调度。根据路网信息,全面分析路径优化影响因素,构建以运输成本最小,耗时最短为目标的车辆路径优化模型,并采用两阶段法即先静态后动态的思想,结合数据与智能优化算法的优缺点,选用遗传算法来完成模型求解,运用MATLAB2017a编程软件编写程序求解。通过对比分析,得出优化后的路径大大缩短了总运输成本,降低车辆使用数量,缩短配送时间,并有效处理了动态需求,使得研究更贴合实际,符合当前市场需求。为复杂车辆路径优化问题提供了参考价值。

      • 1
    • 考虑不确定阻抗的公交出行路径鲁棒优化模型

      柳伍生, 李薇

      Abstract:

      由于公交出行时间存在较大的不确定性,出行者往往难以获知最优出行路径和准确的出行时间,针对此问题,提出了一种考虑区间值阻抗的居民公交出行路径优化模型及其算法。定义乘客换乘等待时间和公交行驶时间为居民公交出行阻抗,以期望值对确定阻抗进行度量,以区间不确定值对不确定阻抗进行度量,分别构建了期望阻抗和区间阻抗下的居民公交出行路径优化模型,设计了基于遗传算法的混合启发式算法进行求解。其中,不确定阻抗下,将遗传算法结合鲁棒优化的思想进行求解。通过算例分析,获得期望阻抗下最短路出行方案以及区间不确定阻抗下的鲁棒最优路径出行方案,两种方案的期望出行时间分别为48分钟和50分钟,考虑行程时间存在不确定性,当路段的阻抗取上界值或者下界值时,出行者选择这两种路径时的行程时间区间分别为[32, 64]和[38.5, 61.5]。两者对比表明,期望行程时间下所求的最短路出行方案的期望阻抗值最小,但路径阻抗存在较大的不确定性,选择这一出行方案较大程度上将面临早到或迟到的出行风险,建议出行时间较为机动或有较小的迟到成本的出行者选择此方案;考虑行程时间的不确定性所求的鲁棒最优路径的期望阻抗接近期望行程时间下的最短路阻抗,但该路径较最短路径出行时间更为稳定,对于出行时间窗严格或者难以承受出行带来的迟到成本的出行者来说,鲁棒最优路径是最优选择。

      • 1
    • 大跨度拱桥异形钢箱拱肋畸变翘曲效应影响分析

      王磊, 李健刚

      Abstract:

      为更好地把握空间异形钢箱拱肋的结构受力特性,合理控制截面畸变翘曲效应的影响。本文基于某大跨度拱桥异形钢箱拱肋约80m的无支撑段,采用壳单元模型,对截面畸变翘曲效应的主要影响因素进行了系统分析,充分了解影响异形钢拱肋畸变翘曲因素的特点及规律,为优化调整钢拱肋构造提供依据。结果表明:未设置横隔板时,异型钢拱肋在剪力或扭矩作用下,截面畸变翘曲效应显著;横隔板间距对截面畸变翘曲约束作用明显,横隔板间距在3m左右时,横隔板对截面畸变翘曲效应的约束作用趋于稳定;横隔板开孔率在75%以下时,横隔板对截面畸变翘曲效应约束作用基本保持不变,横隔板开孔率在85%左右时,横向肋板对截面畸变翘曲效应的约束作用明显减弱;拱肋壁板设置加劲肋,对壁板局部屈曲和畸变翘曲约束效果明显;设置分仓板对截面畸变翘曲作用明显,对局部屈曲有一定作用;根据总体计算内力结果,对优化后的拱肋构造进行验算,验算结果安全。

      • 1
    • 基于碳排放的大断面隧道爆破后通风系统优化研究

      袁柏林, 刘辉, 汤伟, 邓小钊

      Abstract:

      为实现绿色低碳隧道施工,优化大断面隧道爆破后通风系统,依托娄底市在建某长大公路隧道,通过FLUENT软件建立大断面隧道爆破施工后的通风数值模拟模型进行研究。采用多轮正交数值模拟试验,获得通风软管直径、通风软管距掌子面距离、开挖方式及开挖进尺、通风设备的功率4个主要影响因素的重要性顺序和通风系统最优化设置方案,并对通风系统最优化设置方案进行现场试验论证。研究结果表明,在通风软管破损率、通风软管破损位置、通风软管布置位置一定的前提条件下,通风管直径选取1.5m,通风管距掌子面的距离选取8m,开挖方式、步距选取三台阶法2.0m及通风设备功率选取为75kw时通风效果最佳。通风系统优化设置后掌子面CO浓度降低到规范要求时,通风时间减少了150min,产生的碳排放量减少了724225.44KgCO2eq,该结果可为基于绿色施工的大断面隧道爆破开挖后通风系统设置提供参考依据。

      • 1
    • 基于神经网络与终端滑模的车辆纵向速度控制

      庄迪, 黄益绍

      Abstract:

      为了降低不确定性和未知干扰对车辆系统的影响,提高车辆行驶稳定性和抗干扰能力,设计了基于神经网络和非奇异快速终端滑模的车辆纵向速度跟踪控制器。利用神经网络对干扰进行逼近反馈补偿,降低滑模控制的切换增益,从而抑制系统的抖动。通过Carsim/Simulink进行联合仿真实验,结果表明,所设计的控制器跟踪性能稳定准确,速度误差最大仅为0.32m/s,神经网络对干扰估计效果良好。与终端滑模控制相比,所设计的控制器鲁棒性强,有效改善了滑模控制的抖振问题,能够对车辆纵向速度稳定跟踪。

      • 1
    • 矿渣砂-水美石纤维沥青混合料性能研究

      李元昊, 邵景干

      Abstract:

      选用水美石纤维及矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂制备矿渣砂-纤维沥青混合料,评价该混合料的高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能,探究矿渣砂的合理掺量。在矿渣砂、水美石纤维等原材料研究的基础上,评价矿渣砂、水美石纤维的特性及共同应用到沥青混合料中的可行性;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水美石纤维掺量组合下混合料的最佳油石比;通过对沥青混合料开展高低温及水稳定性等室内试验评价矿渣砂-纤维沥青混合料的路用性能。不同时期生产的矿渣砂级配差别较大,使用时需分档筛分后重组以满足级配要求,矿渣砂不含有毒物质,不会对环境及人体身心健康造成危害;水美石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的黏附能力;矿渣砂的掺入,沥青混合料高低温及水稳定性能均有不同程度的降低,掺量越大,降低幅度越显著;水美石纤维的掺入,矿渣砂沥青混合料相关路用性能均得到改善,矿渣砂掺量为20%,水美石纤维掺量为0.4%沥青混合料的水稳定性能与常规AC-13C沥青混合料相当,高低温性能优于常规AC-13C沥青混合料。以矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂作细集料制备水美石纤维沥青混合料具备可行性,具有十分可观的经济环境效益。

      • 1
    • 考虑竞争关系的高铁接驳优化方法

      张生, 程毅, 向冠华

      Abstract:

      为提升高铁接驳效率,最大化公共交通分担比例,提出考虑竞争关系的高铁接驳公交时刻表优化方法。针对高铁接驳公交时刻表与乘客接驳方式选择之间的反馈关系,建立多目标双层规划模型。首先,基于高铁换乘客流的分布规律,提出考虑车辆容量限制的公交乘客平均等待时间计算模型,以乘客平均候车时间最小、公交运营成本最小为目标建立上层公交发车时刻表优化模型。下层模型以Logit模型对高铁乘客接驳的交通选择行为建模,分析公交时刻表变动对接驳需求的影响。然后,设计了基于带精英策略的非支配排序遗传算法(Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-II)的求解算法求解本文模型。算例结果表明:模型解相较于初始方案解有明显的提升,当考虑接驳方式竞争关系时,改进模型的优化程度比传统模型的优化程度更高。

      • 1
    • 考虑挡土墙稳定性设计的库仑土压力计算探讨

      梁瑶, 陈文胜, 蔡明智

      Abstract:

      土压力是作用在挡土墙上的侧向压力,是挡土墙设计验算的重要依据;然而,在通常的土压力计算中,挡土墙自身的几何参数与挡土墙稳定性验算相关的参数如抗滑动能力、抗倾覆能力等并没有考虑,这种将土压力计算与后期的挡土墙稳定性验算单独计算的方式,只考虑了土压力本身的一种极限状态,并没有考虑后续挡土墙稳定性验算所处的状态。为得到一种考虑更周全的挡土墙计算方法,本文通过分析墙后土体与挡土墙之间的作用力,根据现有文献资料,认为在库仑土压力计算时,墙后土压力并不一定要达到极限状态,但土压力的作用方向必须在规定的角度范围之内,即不能超出极限状态;由于土压力作用方向只能在规定角度范围内变化,则其中可能存在一个使挡土墙在稳定性验算时最不利的土压力作用方向;从挡土墙设计的角度出发,考虑挡土墙的稳定性验算,对土压力进行求解,更符合挡土墙设计的初衷。基于以上考量,本文以库仑主动土压力计算方法为基础,提出了考虑挡土墙稳定性设计的最不利主动土压力力学模型,推导了最不利主动土压力的计算公式;算例证明,计算结果与库仑土压力理论有明显不同,所得土压力使挡土墙验算时稳定性更低;该研究对土压力的求解考虑了后续挡土墙的稳定性验算,值得挡土墙设计时借鉴。

      • 1
    • 荷载作用下路基软土微观结构演化的研究

      梁志鑫, 孙红, 牛富俊, 唐雪明

      Abstract:

      软土地区高速公路的开裂现象与路基土的结构损伤密切相关。为从宏微观角度研究受力全过程土的微观结构演变及其损伤机制,对武汉软土开展了一系列K0固结三轴不排水试验、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分析。容量维数结果表明武汉软土孔隙具有多重分形特征,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 μm、0.5 μm和7 μm;其中孔径0.5~7 μm孔隙整体上具有更强的自相似性,因此将其定义为特征区间,该区间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显示出非线性增加和减小。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三个阶段。最后,提出的微观结构因子能够有效地揭示宏观力学性质的变化。

      • 1
    • 钢-UHPC组合梁栓钉的群钉效应研究

      王达, 石佳林, 谭本坤

      Abstract:

      建立考虑焊缝的钢-UHPC组合梁推出试件精细化有限元模型,在验证模型准确性与有效性的基础上,深入分析群钉效应对钢-UHPC组合梁中栓钉的抗剪性能影响。有限元分析结果表明:不论栓钉间距为何值,所有栓钉皆受到了群钉效应的影响;r/d≥7.69时,弹性阶段栓钉截面剪力与抗剪有效高度Xc由栓钉S-1向栓钉S-6逐渐增大,传力不均匀系数呈上升的抛物线形式,栓钉S-1、S-6剪力极值为单钉的5.82%~16.53%、71.92%;塑性阶段栓钉截面剪力与抗剪有效高度Xc基本稳定,传力不均匀系数为直线形式,栓钉S-1、S-6剪力极值为单钉的88.66%、86.88%;r/d<7.69时,栓钉S-1几乎不参与结构抗剪,弹性阶段与塑性阶段剪力为单钉的5.82%与20%,抗剪有效高度Xc为5mm与7mm,传力不均匀系数降至0.57,栓钉间UHPC板出现贯穿性损伤。

      • 1
    • 路径选择准则对随机供需路网运行效率的影响

      郑勋

      Abstract:

      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,在需求服从对数正态分布、容量服从Beta分布的假定下,分别建立期望行程时间最小、出行程时间预算最小以及超预算期望行程时间最小三种路径选择准则,基于三种准则分别构建了与之对应的交通分配变分不等式模型并设计了相应的求解算法。从交通周转角度出发,提出了路网运行效率测算方法,用算例分析了三种路径选择机制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:期望行程时间路径选择机制下的路网运行效率最高,超预算期望行程时间机制下的路网运行效率最低;三种路径选择准则下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,三种机制下均存在使运行效率达到最大的需求结构与总量;在行程时间预算、超预算期望行程时间路径选择机制下,路网运行效率随行程时间可靠度的增加而显著下降。

      • 1
    • 基于高墩大跨连续刚构桥的荷载试验研究

      贾毅, 黄子秋, 韦朝宽, 柳其钱

      Abstract:

      为探明某高墩大跨径连续刚构桥在正常运营状态及最不利受力状态下的动静态荷载特性,基于成桥荷载试验方法,开展不同车辆位置、车速等工况条件下大跨度连续刚构桥动静荷载现场试验,本次试验主要为正载及偏载两个工况,静荷载试验测试了两工况下的主梁应变与挠度,动荷载试验分别在20、30、40 km/h车速下,通过脉动、障碍行车、无障碍行车、跳车及刹车行车试验,测试了桥梁的冲击系数、自振频率及动应变,在采集处理完现场数据后,结合有限元软件的理论结果进行对比。试验结果表明:该连续刚构桥在正载及偏载两个工况下,所测的挠度和应变实测值均小于理论计算值,相对残余应变最大值为18.8%、相对残余变形最大值为11.71%,均不超过20%;动载试验中,测试得到主桥一、二、三阶竖向实测振动频率均大于相应的理论计算值;该连续刚构桥承载能力满足要求。

      • 1
    • 高速公路人机共驾接管反应时间估计方法

      保丽霞, 姜滟, 王丹, 高志波

      Abstract:

      为推进高速公路智慧化建设,提升人机共驾的有效性和安全性,本文提出了一种高速公路人机共驾接管反应时间估计方法。以高速公路封闭道路直线段为驾驶模拟实验场景,选取驾驶行为特征变量,基于随机森林方法对接管反应时间进行估计。结果表明,所提出模型的平均绝对百分比误差控制在13.56%以内,与其他回归模型相比,误差波动幅度和离散程度均处在较优的水平;对特征变量的重要性进行排序,发现接管时间预算在接管反应时间预测模型的影响程度最大,其次为驾驶员熟练程度和周围车辆情况,为智慧高速公路的发展和驾驶控制权接管策略的评价、设计和改进提供参考。

      • 1
    • 国内外智能网联交通技术发展现状与演进趋势研究

      张栋, 钟仙玉, 王小可, 魏胤呈

      Abstract:

      对智能网联交通技术领域的研究现状进行分析,确定发展走向、预测发展趋势、明确当前阶段以及未来一段时间内的研究重点将对我国在智能网联交通技术领域的发展起着至关重要的作用。本文结合智能网联交通技术现实发展情况及中国知网、Web of Science核心数据库中相关文献资料,使用文献计量学方法,从关键词频次、发文机构等方面绘制知识图谱进行分析,并解读研究热点。通过对比国内外研究热点发现:(1)国内研究起步较晚,但研究成果较多;(2)国内在智能网联交通技术领域的研究侧重点是通信系统、控制系统的研究与开发等;国外的研究重点主要在驾驶辅助系统的研发、预测控制模型、网联环境下的交通安全等方面。综合以上信息,本文判断当前智能网联交通技术领域正处于快速发展阶段,各种新技术不断涌现。从论文发表数量上来看,中国和美国占据着前两名的地位,是该领域科研的主要力量。

      • 1
    • 基于极限状态法的高速公路隧道喷混结构可靠性分析

      张麒浩, 张宇瑞

      Abstract:

      目前,传统的安全系数法不能适应当前隧道结构设计和安全评价的发展趋势,而结构可靠度理论参考了结构参数的变异性,分析结果更科学实用,故本文基于极限状态法的基本原理,以实际高速公路隧道为研究背景,对其喷射混凝土结构进行可靠性分析。首先本文基于极限位移建立了隧道喷射混凝土结构极限状态方程,通过ANSYS有限元分析软件对该高速公路隧道进行建模,并利用PDS技术和蒙特卡洛法对隧道喷射混凝土结构进行可靠性计算。结果表明:该高速公路隧道喷射混凝土结构可靠度为0.8889,失效概率11.1%,可靠度较低。通过灵敏度及线性相关性分析,得到了对喷混结构影响程度最大的随机变量依次为弹性模量和厚度,线性相关性最大的参数为其弹性模量。基于以上分析结果,提出了针对性加固方案并验证其加固效果:加固后喷混结构可靠度为0.9989,可靠度增加10.98%,加固后结构可靠度满足要求,为实际相关工程提供了参考。

      • 1
    • 布敦岩沥青-玄武岩纤维复合改性沥青混合料抗裂性能试验研究

      刘朝晖, 廖赤阳, 黄优

      Abstract:

      为了研究布敦岩沥青和玄武岩纤维复合改性沥青混合料的抗裂性能,对70#基质沥青混合料、20%布敦岩沥青(BRA)改性沥青混合料和4%玄武岩纤维(BF)+20%布敦岩沥青(BRA)复合改性沥青混合料在15℃和-10℃进行小梁弯曲和半圆弯拉试验研究;基于断裂力学理论,计算了最大弯拉应变(εB)、应力强度因子(KIC)、峰前断裂能(Gf)和抗裂指数(CRI),对沥青混合料的抗裂性能进行对比分析,并对小梁弯曲和半圆弯拉两种抗裂试验进行评价。结果表明:BRA的加入会提高沥青的高温稳定性;BRA对沥青混合料抗裂性能的影响具有温度依赖性:BRA的掺入能提高沥青混合料的中温(15℃)抗裂性,但是对其低温(-10℃)抗裂性带来不利影响,而玄武岩纤维+布敦岩沥青复合改性沥青混合料的中温和低温抗裂性均得到显著提升,表明玄武岩纤维的增黏、加筋作用可以延后沥青混合料关键开裂点,提高沥青混合料的弯拉强度及变形。相比低温小梁弯曲试验,半圆弯拉试验的温度范围更广、不同材料之间的试验结果更加敏感且具有显著差异,更适用于评价沥青混合料的抗裂性能。

      • 1
    • 大跨度四连拱公路隧道的爆破动力响应分析

      曹 峰, 王海林, 凌同华, 万志文, 杨雄

      Abstract:

      由于大跨度四连拱隧道具有复杂且特殊的受力结构形式,爆破荷载作用下四连拱隧道中隔墙和先洞隧道衬砌极易遭受损伤甚至破坏。以长沙银星路观音岩四连拱隧道为工程背景,对先行隧道衬砌的爆破振动速度进行实测,通过回归分析,获得了先行隧道的振动波传播规律。同时采用数值模拟方法,分析了爆破荷载作用下先行隧道中隔墙和衬砌的振速和位移响应。研究结果表明:沿爆破开挖面纵向方向30m范围内的中隔墙振动速度较大;中隔墙迎爆侧墙肩的位移值最大,墙顶的位移值次之,背爆侧墙脚的位移值最小;右辅道隧道爆破时,距离右辅道较近的右主洞迎爆侧振动速度较大,振动速度较大值分布在迎爆侧拱腰处;右主洞衬砌迎爆侧拱腰振动速度峰值约为左主洞振速峰值的16倍,左辅道衬砌振速峰值的40倍。

      • 1
    • 废食用油-SBS复合再生剂再生沥青相容性分子模拟研究

      叶群山, 范玲旖, 张思敏

      Abstract:

      由于废食用油再生剂中较高含量轻组分的限制,废食用油再生沥青通常存在高温性能不足的问题,可通过添加SBS增强其高温性能,且SBS改性效果与其在沥青中的分散状态密切相关。本研究用分子动力学模拟探讨了SBS分子构型和嵌段比对其与废食用油(waste cooking oil ,WCO)和沥青之间相容性的影响。通过复合再生沥青分子的扩散系数评价各组分的扩散能力,结合溶解度参数、相互作用能和均方回转半径表征WCO对SBS的增容作用。结果表明:线性SBS分子与老化沥青的相容性优于星型SBS分子,且SBS嵌段比越小,分子扩散能力越强,嵌段比增大可以促进其向老化沥青层的扩散行为,嵌段比为3:7的线性SBS分子在体系中的分子链尺寸最大,WCO对其与沥青相容性和混溶程度的改善作用最强。

      • 1
    • 基于机器学习的花岗岩残积土路基掺灰智能定量技术研究

      宋治, 刘新喜, 李盛南

      Abstract:

      掺灰改良法是将高液限花岗岩残积土应用到路基填料的主要治理方法,水泥、石灰的掺灰量对改良效果和成本影响很大。以株洲市机场大道工程花岗岩残积土-水泥-石灰改良土为研究对象,采用单因素试验对花岗岩残积土改良土的压实度及CBR承载比进行试验研究,利用实验数据建立花岗岩残积土改良土的DBO-BPNN模型,利用DBO群智能优化和预测,优选出满足路用性能要求且改良成本最低的改良土配比,实现对花岗岩残积土掺灰定量的智能计算。试验结果表明:使用DBO-BPNN模型预测压实度和CBR的平均相对误差为0.43%和5.93%,具有较强的预测准确性和鲁棒性,能指导实际的掺灰改良工作;将花岗岩残积土智能掺灰定量技术得到的花岗岩残积土改良最优配比与以往研究报告中试验得到的配比进行比较,结果表示本文得到的花岗岩残积土改良成本与研究报告相比有显著降低,平均降低了324.5元/m3,减少了花岗岩残积土掺灰改良的工作量,同时提高了经济效益。

      • 1
    • 干湿循环下膨胀土声学特性与剪切试验研究

      韦秉旭, 裴孝虎, 刘雄, 李尚超

      Abstract:

      为探究干湿循环下膨胀土声学参数及其抗剪强度参数间的关系,首先,对经历干湿循环作用的膨胀土试件进行声波测试及低应力条件下抗剪强度试验,获得其声学参数和抗剪强度参数随循环次数的变化关系,进而建立一定控制含水率下膨胀土粘聚力与纵波波速、主频率的函数关系。最后,采用SPSS软件对粘聚力与纵波波速、主频率进行偏相关分析。结果表明:1)在相同的控制含水率下,随着循环次数的增加,膨胀土粘聚力、纵波波速和主频率呈非线性衰减,并趋于一稳定值,而内摩擦角随循环次数增加呈无规律变化;2)粘聚力与纵波波速、主频率均呈幂函数关系;3)粘聚力与主频率间的相关性较强。研究成果可为现场原状膨胀土抗剪强度参数的预估提供参考。

      • 1
    • 接驳城市轨道交通站点的微循环公交网络设计

      柳伍生, 程杰

      Abstract:

      【目的】覆盖城市交通网络的盲区、提升城市交通系统的整体效能,减少交通拥堵,解决居民“最后一公里”出行难题,为居民提供更便捷的出行选项。【方法】首先,从平衡公交企业和乘客两方利益的角度出发,建立了以满足区域内乘客出行需求最大化、产生的系统成本最小的双目标函数、并考虑了微循环公交最大运营长度、单程最长运营时间、发车频率等因素,构建了微循环公交网络设计模型,然后,基于遗传算法对最优微循环公交网络求解;最后,进行算例分析。【结果】与常规公交线路相比,微循环公交线路满足的出行需求要比常规公交高出15.4%,且人均出行成本减少了8.02元,这表明微循环公交线路比常规公交线路的服务效率更高。【结论】在道路条件受限的居民小区路段,微循环公交线路比常规公交线路更能发挥其运营优势,大大提升了居民通勤便利性。对于推动城市的可持续发展以及未来公交都市发展具有重要意义。

      • 1
    • 膨胀土各向异性增湿膨胀系数研究与应用

      杨洁

      Abstract:

      【目的】膨胀土具有各向异性膨胀特性,将各向异性增湿膨胀系数引入到膨胀本构模型中,对于多场耦合作用下膨胀土边坡挡土墙降雨入渗分析具有重要意义。【方法】利用弹性力学有关理论推导侧向膨胀系数表达式,其关键参数基于可测侧向压力有荷膨胀试验得到。然后利用常规有荷膨胀试验得到不同上覆荷载下试件竖向膨胀系数,在此基础上确定侧向膨胀系数。将各向异性增湿膨胀系数引入到非饱和膨胀土多场耦合分析模块中,利用FLAC3D对降雨条件下膨胀土堑坡挡土墙进行数值模拟。【结果】初始含水率接近最佳含水率时的侧向膨胀系数达到最大;得到竖向膨胀系数、侧向膨胀系数与上覆荷载和初始含水率的关系拟合式;数值分析得出墙背侧向膨胀力呈先增大后减小的分布规律,降雨影响深度达2m,最大膨胀力在距堑坡表面深度0.5 m处。【结论】研究发现:竖向与侧向膨胀系数随上覆荷载及初始含水率变化的差异性大,数值分析中不宜将侧向膨胀系数等同于竖向膨胀系数,或设为固定值进行计算;考虑各向异性增湿膨胀系数的侧向膨胀力模拟结果小于仅采用竖向膨胀系数模拟分析,其更能反映真实模拟状态。

      • 1
    • 基于平衡计分卡的城乡客运一体化灰色聚类评价

      王佳, 蒋立泰, 安桐

      Abstract:

      城乡客运是乡村振兴的重要基础。为评估城乡客运一体化发展水平,本文采用平衡计分卡理论建立城乡客运一体化评价指标体系,引入三角模糊数对各指标权重进行模糊化处理,针对共原点灰色聚类模型存在评价结果区分度低等问题,通过修改其灰类区间,构造适用于评估城乡客运一体化发展水平的白化权函数,建立改进的灰色聚类评价模型,应用于长沙市望城区的城乡客运一体化发展水平评价,并与改进前的评价结果进行对比。结果表明长沙市望城区的城乡客运一体化发展水平均为“良好”,但改进的灰色聚类模型在计算综合聚类系数时避免了灰类交叉现象,使各评价指标的灰类隶属度更加合理,具有较好的普适性。

      • 1
    • 沥青胶浆蠕变性能的影响因素研究

      田小革, 陆劲州, 张志军, 窦文利, 李慧珍, 昶慧芹

      Abstract:

      为了研究粉胶比、温度和应力水平对沥青胶浆蠕变性能的影响,使用弯曲梁流变仪(BBR)对成型的不同粉胶比的沥青胶浆小梁试件分别进行了不同应力以及不同温度下的蠕变试验。同时,根据试验结果建立了与粉胶比、温度和应力水平相关的沥青胶浆蠕变柔量模型。研究结果表明:沥青胶浆的蠕变柔量随着温度降低而不断减少,不同粉胶比之间的沥青胶浆的蠕变柔量随着温度降低的减少幅度有较大差异;温度与应力条件相同时,随着粉胶比的增加,蠕变柔量降低;不同粉胶比的沥青胶浆的蠕变柔量都是随着应力水平的提高而不断增加的,尤其是在粉胶比较低的情况下,沥青胶浆的蠕变柔量随应力水平的提高而增加的幅度较大。

      • 1
    • 基于深度强化学习的匝道合流区车辆自主换道方法

      罗归权

      Abstract:

      为解决主线网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicles, CAV)在匝道合流区的交通冲突问题,提出基于深度强化学习DDQN(Double-Deep Q Network)算法的CAV自主换道方法。首先,建立考虑CAV、相邻车辆和匝道车辆的信息状态矩阵,并针对状态信息矩阵维度缺失问题,通过设置虚拟车辆来使状态空间矩阵的维度相同。其次,针对主线CAV换道行为给目标车道上游车流带来的负效应,在所提出的DDQN算法奖励函数中融入上游车辆速度和紧急制动行为,实现CAV对车辆自身效益和交通流状态的综合考虑,以提升换道安全性。最后,针对一主线两车道的高速公路匝道合流区场景,通过仿真实验对所提方法进行验证。仿真结果表明,与LC2013换道算法相比,所提方法在保证CAV通行效率的前提下减少紧急制动次数49.8%;与未考虑后车的DDQN换道算法相比,紧急制动次数减少15.8%。敏感性分析结果表明,该方法在不降低CAV速度的前提下,较高的安全权重可以降低CAV紧急制动次数16.4%,减少跟随车辆紧急制动次数46.6%,在保证交通效率的前提下可以有效提升匝道合流的交通安全。

      • 1
    • 基于斜拉桥分步算法的矮塔斜拉桥成桥状态研究

      陈林伟

      Abstract:

      为了使常规斜拉桥的分步算法更好地适应于矮塔斜拉桥成桥状态确定的计算,根据矮塔斜拉桥的受力特点对用于常规斜拉桥的分步算法在以下三方面进行了改进:(1)在初定成桥索力时,按每根索所对应的锚固梁段的恒载重量的0.8倍取值;(2)在计算合理预应力之前,根据上、下缘应力差与截面上、下缘抗弯模量之和的乘积来确定主梁最小弯矩可行域;(3)在进行索力进一步优化时,将主梁弯矩目标定为理想的抛物线型分布。以石滩大桥为工程背景进行了算例计算,计算结果显示:各部分结构内力、应力均满足矮塔斜拉桥合理成桥状态的要求,即表明经改进后的分步算法完全适用于矮塔斜拉桥成桥状态的确定,所得到矮塔斜拉桥的合理成桥状态均满足规范要求,并更符合矮塔斜拉桥主梁的受力特点,为确定矮塔斜拉桥合理成桥状态计算提供了可行的思路。

      • 1
    • 基于表面能的改性沥青与花岗岩黏附性能研究

      欧莎, 张映雪, 朱文静, 柳力, 王模

      Abstract:

      为改善沥青与花岗岩集料的黏附性能,在基质沥青中添加不同掺量(质量分数为0.04%、0.08%、0.12%、0.16%)的GO、KH550-GO作为改性剂来制备改性沥青,并对其进行定性水煮试验以及定量接触角试验。基于表面自由能理论,计算GO、KH550-GO改性沥青黏附功等参数综合评价其黏附性能。结果表明:基质沥青加入KH550-GO改性后,沥青和集料体系表面能显著加强,同时KH550-GO的加入对基质沥青黏附功有明显的提升,在此掺量之后的黏附功增长趋势变缓。结合经济性与黏附效果,0.12%为推荐使用最佳质量分数。

      • 1
    • 混合梁钢-UHPC结合段结构分析及设置优化

      李兆辉, 李传习, 施宇

      Abstract:

      为验证钢-UHPC结合段的结构可靠性并尝试对其提出优化建议,本文以主跨200m的独塔混合梁斜拉桥——同济大桥为背景,通过有限元软件建立其全桥有限元模型和钢-UHPC结合段的局部有限元模型并对后者的设置位置进行对比计算,得到了钢-UHPC结合段的应力状况、刚度匹配情况及其设置在不同位置处时的内力状况。同时,本文针对现有研究方法的不足提出了一种新的评估结合段刚度过渡平缓程度的方法,并通过改变钢-UHPC结合段的设置长度得到其在对应方案下的平缓度大小。研究结果表明:使用UHPC填充的钢-UHPC结合段应力状况良好,承载能力较强;原方案设计的钢-UHPC结合段的长度已为最佳,而其设置位置可在原基础上继续深入主跨2m以获取更好的受力状况及经济性;研究提出的评估方法所得到的规律与实际工程状况基本符合,具有继续深入研究的价值和空间。

      • 1
    • OMMT-ZnO复合抑烟净味剂对橡胶沥青性能的影响

      谢 娟, 罗浩宸, 赵勖丞, 陈学儒, 贺文

      Abstract:

      将废旧胶粉(CR)添加到沥青中,能对基质沥青性能进行改善,也实现了固体废弃物的资源化利用,具有显著的绿色低碳特征。但橡胶沥青黏度大,需要在高温下拌和施工,由此产生的有毒烟雾和恶臭气体会危害身体健康和污染环境。本文以具物理吸附性能的有机蒙脱土(OMMT)为基体,通过化学沉积法,将具有高温去除H2S潜力的纳米氧化锌(ZnO)与OMMT复合制得OMMT-ZnO(缩写OZ)复合抑烟净味剂,以不同掺量(1%、2%、3%质量分数)制备OZ改性橡胶沥青,探究OZ对橡胶沥青环保性、物理性能、流变性能、热储存稳定性影响。研究结果表明:OZ的掺入能将橡胶沥青的烟尘降低20%-30%,能将H2S的浓度降低50%;同时,OZ还可以提高橡胶沥青的高温性能和热储存稳定性。

      • 1
    • 隧道穿越采空区群的围岩加固效果分析

      李明健, 张成良, 闫 祥, 邓 涛

      Abstract:

      为研究隧道穿越煤层采空区群的围岩变形规律及加固效果,采用Midas-GTS NX软件建立隧道穿越煤层采空区群的三维数值模型,分析其地表沉降变形及隧道洞内变形规律,并提出用地表注浆方式和超前小导管注浆方式对采空区进行加固处理,最后通过监控量测对采空区处置后的地表沉降变形和洞内拱顶沉降进行监测对比分析。研究结果表明:对采空区加固后极大地减小了地表下沉量及隧道开挖过程中拱顶下沉量,保证了隧道施工安全。说明所提出的隧道穿越采空区群的处置措施取得了良好的效果,可为类似工程提供参考。

      • 1
    • 基于交通状态识别的马尔可夫最优路径选择

      张琳

      Abstract:

      受到交通状态复杂性的影响,多模式交通网络的运行过程伴随着不同交通状态的同时出现。为优化多模式交通的出行路径选择,本文通过考虑交通状态精细识别和划分,构建了基于马尔可夫决策过程的路径选择模型。首先,根据多模式交通网络复杂的交通状态,选取饱和度、平均行程速度和占有率作为识别参数,基于贝叶斯优化模糊C均值聚类算法的交通状态识别方法提供最佳聚类中心;其次,使用熵权法处理数据,以误差绝对值最小为目标,使用LINGO编程求解状态转移概率;最后,以最小出行时间为优化目标,建立基于交通状态识别的马尔可夫决策过程的路径选择模型。在长沙市芙蓉区多模式交通网络中的算例结果表明:在对复杂交通状态进行聚类时,相较传统FCM算法,所提算法的目标函数值准确度提高了11.9,并且运行时间减少为4.4s,在交通状态复杂的情况下,可以为出行者提供不同且实时的最优路径选择。

      • 1
    • 应力、应变控制模式下沥青混合料疲劳损伤演化规律

      刘宏富, 朱训, 袁杰豪

      Abstract:

      为了对比分析应力、应变两种控制模式下沥青混合料的疲劳损伤特性;本文以细粒式沥青混合料AC-13为研究对象,开展了5种应力水平(0.25MPa, 0.50MPa, 0.75MPa, 1.0MPa, 1.5MPa)和5种应变水平(200με, 300με, 400με, 500με, 600με)的AC-13的直接拉伸疲劳试验,应力控制模式下沥青混合料的临界模量为初始模量的50%~70%,据此定义应变控制模式下拉伸初始模量衰减40%时为试件的疲劳失效点,统一了两种控制模式的疲劳失效标准;利用Chaboche疲劳损伤方程,推导了两种控制模式下考虑临界损伤的非线性疲劳损伤模型。结果表明:应力控制模式下,初始阶段损伤发展缓慢,而在断裂前急剧增加;随着应力水平的增大,沥青混合料损伤演化曲线自上往下依次降低;应变控制模式下,初始阶段损伤发展较快,后期损伤演化趋于平稳;各应变水平损伤演化曲线趋于重合,沥青混合料的疲劳损伤演化曲线独立于应变水平;从而揭示了两种控制模式下沥青混合料非线性疲劳损伤演化规律。

      • 1
    • 自动驾驶技术过渡期内的道路阻抗函数研究

      况爱武, 谷文雄, 张生

      Abstract:

      为了解决未来自动驾驶环境下的道路基础设施规划与设计问题,本文提出了一种适用于网联自动驾驶环境下的混合交通流道路阻抗函数模型。首先,分析了传统道路阻抗函数的优缺点并加以改进。然后,在考虑不同类型车辆驾驶行为差异及自动驾驶车辆功能退化的基础上,建立了网联环境下的混合交通流基本图模型,并提出用通行能力影响系数来描述通行能力与自动驾驶车辆渗透率之间的关系。最后,推导了混合交通流路段阻抗函数模型的基本形式,并进行了仿真验证。结果表明:(1)自动驾驶车辆的引入能够有效提高道路通行能力,完全由自动驾驶车辆构成的交通流其通行能力是传统人工驾驶车辆交通流的2倍以上;(2)混合交通流路段通行能力随着渗透率的增加而增大,二者呈现二次函数形式;(3)本文提出的道路阻抗函数能够有效地描述路段行程时间随路段流量和渗透率的变化情况。

      • 1
    • 悬浮隧道支撑锚索在管体运动下的涡激响应

      易壮鹏, 朱灿, 刘炎

      Abstract:

      悬浮隧道是一种新型的跨江、跨海的水下结构,其支撑锚索的动力响应问题值得重点关注。为研究管体运动状态下锚索的涡激响应,通过尾流振子考虑支撑锚索与水流之间的相互作用,通过锚索顶张力与该索支撑范围内净浮力相等的原则确立基本结构参数,建立了管体运动和水流涡激同时作用时锚索基于Euler-Bernoulli梁的运动微分方程并采用Galerkin截断实现时间与空间的变量分离,使用Runge-Kutta求解锚索的涡激响应规律与尾流振子的运动规律,分析了锚索湿重及管体的运动状态对锚索涡激时程曲线的分布规律。结果表明第1阶模态的涡激响应均占主导地位;锚索湿重对涡激响应的影响不可忽略,不考虑湿重会使响应幅值偏小;管体运动状态下锚索涡激响应幅值比管体处于静止时的幅值大,且振动规律更加复杂;在管体运动和涡激力共同作用下,锚索“拍”周期和振动幅值均比管体静止状态时大。

      • 1
    • 超薄磨耗层环氧沥青黏层材料性能研究

      肖杰, 胡林杰, 祁永明, 杨行

      Abstract:

      为解决路面加铺超薄磨耗层层间常用黏结材料的黏结性不足的问题,使用基质沥青、环氧树脂与自制固化剂制成环氧沥青黏层材料进行粘度试验与拉伸试验,优选出一种环氧沥青黏层材料,再制备模拟三种铣刨路面(AC-13、SMA-13以及水泥混凝土)加铺超薄磨耗层结构试件,开展层间剪切和拉拔试验,分析了优选的环氧树脂掺量对不同路面结构层间黏结性能的影响。试验结果表明:环氧树脂:复配聚葵二酸酐固化剂=5:4制备的环氧树脂按30%、40%、50%质量比制成的环氧沥青黏层材料均具有良好的力学性能及施工容留时间;随着环氧树脂掺量增加,层间黏结性能提高,掺量达到40%附近时环氧沥青结构趋于稳定,且沥青混凝土路面加铺层的黏结效果优于水泥混凝土路面。环氧沥青能有效提升黏层的黏结性能,为其在路面养护与维修工程中的使用提供了有力支撑。

      • 1
    • 基于混合Logit模型的通勤合乘出行行为研究

      迭纤, 周清, 李旺

      Abstract:

      合乘是一种共享交通,具有方便、经济、可持续性的优点。为深入探讨合乘出行行为的影响因素,以城市通勤者为研究对象,基于通勤合乘出行行为选择问卷数据,分析通勤者合乘出行的影响因素,分别使用多项Logit模型和混合Logit模型分析影响因素对合乘出行行为的影响,并对比两种模型的拟合优度,结果显示MXL模型拟合优度高于MNL模型,具有更好的拟合效果。结果显示,通勤者年龄、月收入、每周通勤次数、参与合乘的人数、以及参与合乘时的准时性、出行费用对合乘出行选择行为具有显著影响。为缓解通勤交通压力提供有效措施。

      • 1
    • 高速公路出口引导标志优化功效研究

      向往, 刘钦, 龙科军, 何艳杰, 袁鑫月, 许桂秋

      Abstract:

      为提高驾驶员驶离高速公路出口匝道时的变道行为,先进行了四种引导标志设计方案(原始标志方案a1、新型标志方案a2、新型标志方案a3和新型标志方案a4)的驾驶模拟功效测试实验,采集四种标志方案下43名驾驶员的六项变道行为数据指标,再利用单因素方差分析方法探究不同标志方案下驾驶员变道行为的异质性。研究结果表明:优化后的引导标志方案可以引导更多驾驶员提前做出变道决策,缩短变道反应时间,降低变道过程中的减速需求。该研究可为类似高速公路出口匝道的引导标志布设提供参考。

      • 1
    • 嵌入式抗滑表层抗滑性能影响因素研究

      周志刚, 郭安治, 王梓龙, 曹长斌

      Abstract:

      【目的】为了利于嵌入式抗滑表层技术的推广应用,保证沥青路面良好的抗滑耐久性能,【方法】设计了加速加载试验方案,以表面构造深度和摆值为评价指标,分析不同撒铺温度、撒铺量、油石比、沥青种类以及环境污染对嵌入式抗滑表层抗滑耐久性能的影响,研究其抗滑性能的衰减规律。【结果】研究表明:不同因素影响下,随着荷载循环作用,嵌入式抗滑表层的抗滑性能均表现出先急剧衰减再缓慢降低并最终趋于稳定的规律。五种影响因素中,预拌碎石的撒铺量对抗滑耐久性能的影响最大,其次为撒铺温度,水和灰尘污染不利于撒铺层碎石与嵌入层之间的嵌锁粘结。【结论】为了保证撒铺层预拌碎石与嵌入层之间良好的嵌锁粘结效果,建议预拌碎石选用高粘度改性沥青,油石比为1.3%,撒铺量为9~11kg/m3,撒铺温度为120℃,并严格控制环境污染。

      • 1
    • 上班时间选择异质下的多方式出行均衡研究

      吴伟, 唐永超, 刘洋

      Abstract:

      在城市早高峰出行阶段,由于上班时间的限制,通勤者集中在较小的时段出行,造成了严重的交通拥堵,研究错峰上班下的出行成为必要。本文首先搭建了双上班时间点的出行场景,对于与各个上班时间点,考虑因上班时间选择偏好不同产生的通勤群体异质现象,基于道路瓶颈模型和地铁车厢拥挤计算方法,以城市私家车-地铁出行系统为研究对象,建立各交通方式通勤者的出行均衡。其次,考虑上班时间点间隔对通勤者出行的影响,构造时间、成本和数量的约束,解析多方式出行均衡模式及出行参数特征,最后,在AMPL软件中对模型进行编译,并使用Minos数学规划优化器求解。结果表明:相比于经典单上班时间点出行,通勤者在异质下的出行平均节省社会总成本15%,适当增加通勤者选择上班时间点的自由度,将进一步节省社会成本。

      • 1
    • 基坑开挖诱发既有隧道管片损伤演变规律研究

      杨云强, 周惠聪, 黄阜

      Abstract:

      为研究考虑隧道管片连接方式和内部结构情况下基坑开挖诱发下卧既有盾构管片的开裂机理和裂缝分布特征,本文以深圳地铁佛莞城际番禺大道站下方存在广州市轨道交通十八号线工程为背景,基于混凝土塑性损伤模型和流固耦合理论,利用ABAQUS软件构建了上覆基坑开挖诱发下卧既有盾构隧道管片损伤变形的三维精细化模型,通过模拟基坑开挖对下卧既有隧道力学性能的影响,研究了上覆基坑开挖对管片内钢筋力学特征的影响,得到了基坑开挖过程中既有盾构隧道上浮变形以及损伤劣化机理。研究表明:基坑开挖会引起隧道管片发生明显上浮变形,隧道横截面由标准圆形变为“竖鸭蛋”形状;随着基坑开挖深度的增加,隧道管片顶部及底部受拉损伤区域范围、内部钢筋主应力逐渐增大。研究成果可为基坑开挖诱发下卧既有隧道管片开裂的处治方案优化提供一定的参考。

      • 1
    • 城市平交口左转专用车道类型及设计长度研究

      胡功宏, 杨茂山, 袁文波

      Abstract:

      为了解决城市道路平面交叉口左转车流引起的交通拥堵,提高交叉口的通行能力和安全水平,以十字形交叉口左转专用车道为研究对象,在国内外研究现状调研的基础上,总结了城市道路平面交叉口左转专用车道的设计类型,并将其归纳为常规型和偏置型两大类;针对当前国内平面交叉口左转车道设计长度不足的问题,选取典型交叉口对其高峰小时左转车流转弯过程进行了观测调查,根据运动学方程和车流波动理论推算排队向上游延伸的最远距离,从而提出了左转专用车道长度的新算法;该算法在传统的城市道路平面交叉口左转专用车道长度设计方法的基础上考虑了车辆之间的传递性、延迟性、连续性特征,设计长度相对更加合理,有利于减少左转车辆在交叉口引起的停车延误,提高交叉口的通行效率。

      • 1
    • 基于正交试验双线盾构施工对单桩的位移影响

      周京, 黄戡, 刘汝宁, 傅铁军

      Abstract:

      为研究双线盾构隧道施工对邻近单桩的位移影响,以长沙市地铁6号线为背景,建立三维有限元模型,分析了桩前3m处地表位移与桩身位移的变化规律。同时,通过正交试验定量分析了桩隧间距、隧道间距和土仓压力对桩身位移的影响。结果表明:地表沉降曲线受桩基影响表现出偏态分布,且竖向、水平两个方向的地表最大位移均出现在右侧。桩身水平位移呈现“顺时针旋转”的形式,其旋转点随着施工隧道的接近而向桩端移动;桩身竖向位移表现为先隆起再下沉;桩身纵向位移在盾构穿越过程中变化明显,施工完成后基本复原。此外,对于桩身最大竖向、水平位移,桩隧间距的影响程度分别为I级显著和不显著,隧道间距的影响程度分别为III级显著和II级显著,土仓压力的影响程度均为不显著。基于试验结果,建立多元线性回归方程,可为类似工程预测建筑物桩基最大位移提供参考。

      • 1
    • 行波效应对脉冲型近断层高低塔斜拉桥地震响应影响

      赖珍康, 薛小强, 吕龙, 袁宇航

      Abstract:

      近断层地区斜拉桥的修建不可避免。以一座高低塔斜拉桥为研究对象,采用大质量法模拟非一致激励,进行地震响应分析。研究了不同纵向约束体系下考虑行波效应的脉冲型近断层高低塔斜拉桥地震响应;探讨了不同地震动类型与地震动传播方向下高低塔斜拉桥地震响应受行波效应影响规律;分析了不同脉冲周期地震动作用下斜拉桥地震响应随脉冲周期变化规律。研究结果表明:相比于纵向阻尼体系与半漂浮体系斜拉桥,固结体系斜拉桥地震响应对视波速变化更敏感;不同地震动输入方向下行波效应对斜拉桥地震响应影响规律不同;当视波速较小时,视波速对高塔和低塔内力差异影响较大;纵向阻尼体系高低塔斜拉桥地震响应随脉冲周期增大整体呈先增大后减小趋势。塔底内力随视波速变化规律受脉冲周期影响显著,高视波速时,当脉冲周期与斜拉桥纵向一阶周期相接近时,斜拉桥地震响应达到最大值。

      • 1
    • 基于深度学习的地铁站点共享单车需求预测

      王炜航, 李丽红, 孙家浩, 江航, 张玉琢

      Abstract:

      地铁站点周边是共享单车使用的热点区域,如何捕捉时空特征成为地铁站点周边共享单车需求预测所要面对的主要问题之一。因此本文提出了一种基于深度学习的地铁站点周边共享单车预测方法。该方法借助门控递归单元(Gated Recurrent Units ,GRU)捕捉客流的时间特征,利用多层感知机(multi-layer perceptron, MLP)延长链接不同时间步的最短路径,并构建深度循环神经网络(Deep Recurrent Neural Network, DRNN)进行预测。通过北京市摩拜单车订单数据的测试验证,结果表明,在30min时间粒度划分下,本文所提出的预测模型得到三种均方根误差分别为0.545、0.435和0.098,与基础RNN和LSTM模型相比,该模型均方根误差分别平均降低了45.95%、22.3%和11.75%。本研究能够克服大范围区域内对共享单车需求预测的局限,可为城市共享单车平衡调配提供技术参考。

      • 1
    • 悬拼施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

      沙国华, 杨政, 郭晨, 王亚辉, 李忠明

      Abstract:

      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,分别针对悬臂拼装阶段和合龙阶段的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了数值模拟分析。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0.70~0.75倍的预应力钢束抗拉强度标准值,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.00181m2(7Φ15.2);顶板单侧钢束组预应力合力作用线与其中轴线距离即顶板预应力合力偏心距宜取0.22~0.26倍箱梁宽度;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间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间的结构安全控制。

      • 1
    • 具有双层泥质粉砂软弱夹层的复合土层结构边坡稳定性影响分析

      陈伟明, 郁金平

      Abstract:

      为探究不同软弱夹层参数下的边坡安全系数变化规律,基于极限平衡理论构建含双层软弱夹层的复合土层结构边坡计算模型,选取贴近地表处软弱夹层厚度(上层)、远离地表处软弱夹层厚度(下层)、重度、黏聚力、内摩擦角作为边坡稳定性影响因素,并设计相关正交试验。研究结果表明:上述5个参数对边坡稳定性的敏感度从大到小依次为内摩擦角、黏聚力、重度、上层软弱夹层厚度、下层软弱夹层厚度;一定范围内软弱夹层黏聚力、内摩擦角越大,重度、厚度越小,边坡越趋于稳定。可根据边坡具体地质情况分段采用挡土墙或者抗滑桩进行防治,同时重视坡面及防治措施排水问题。

      • 1
    • 螺溪洲大桥非标准梁架桥机稳定性分析研究

      陈哲昊

      Abstract:

      由于非标准梁在起吊过程中的吊点位置与标准梁有所不同,使得架桥机的受力情况及最薄弱位置也会相应改变,为了确保架桥机在吊装过程中的安全性,需对架桥机的受力特点进行分析,并针对最不利受力位置给出局部加强建议。以螺溪洲大桥项目起吊35m非标准梁为工程背景,采用Midas有限元分析方法,对吊装过程中架桥机在不同工况下的受力状态进行数值模拟,分析架桥机梁体挠度与应力结果进而确定其最不利荷载工况。同时,天车在横梁上移动时对架桥机主桁的横向变形没有约束作用,架桥机可能因偏载而发生侧向失稳,因而还需分析其在最不利工况下的整体屈曲稳定与杆件的局部稳定性。结果表明:在最不利荷载作用下,架桥机主桁的最大应力为140MPa,最大竖向变形为44.4mm,相较于吊装32m标准梁体时的最大变形增大近16%,最大应力增大约8%;架桥机整体稳定性不控制设计,斜腹杆构件的局部屈曲稳定安全系数仅为2.3,虽然小于规范要求,但作为临时结构,稳定安全储备大于2,符合工程要求。表明本架桥机中间区段设置加强竖杆,用于分担斜腹杆的受力是非常必要的。

      • 1
    • 来米坡连拱隧道洞身围岩扰动与变形控制研究

      易铭, 李军, 王浩, 傅鹤林, 易海东

      Abstract:

      基于来米坡隧道施工情况,本文探究了浅埋超大跨连拱隧道洞身围岩扰动情况。借助有限元软件建立了来米坡隧道施工阶段模型,从洞身围岩应力、变形和应变等多个方面具体分析了隧道开挖过程中的变化特征,以期对实际施工提供参考和指导。结果表明:1)主洞开挖后大应力主要发生在拱脚处,且中隔墙墙脚位置有应力集中;2)围岩横向位移在左右导坑开挖后基本完成,由于核心土的支撑作用,围岩竖向位移主要发生在核心土开挖完成后;3)中导洞开挖后大应变区主要发生在中导洞底部,主洞开挖后大应变区主要集中在主洞底部下方和主洞拱顶上方围岩,整体表现为竖向应变大于水平应变。

      • 1
    • 昆明某场地原生红黏土物理力学参数关系研究[1]

      陈丽旭, 罗军尧, 杨太强

      Abstract:

      通过昆明某场地原生红黏土试样的指标数据,对其物理力学参数关系进行了研究。采用室内试验、三轴试验及原位测试方法,结合统计学理论,使用统计软件对研究对象的物理力学参数进行统计分析。结果表明:研究区原生红黏土压缩指标、抗剪强度指标与部分物理性质指标(含水量、孔隙比,湿密度)呈正相关。随含水率升高力学性能显著降低,粘聚力与含水率的关系可用线性函数进行表征,峰值偏应力和弹性模量降低,弹性模量随含水率增加呈指数型减小趋势。研究结果对积累各参数关系,提高利用已知参数预测其他不易获取的物理力学参数具有重要意义。

      • 1
    • 基于IPSO-GRU-KDE的公交站点客流区间预测方法

      柳伍生, 刘天意

      Abstract:

      准确的客流预测在公交规划和运营中发挥着重要作用。针对传统的点预测模型无法有效描述公交站点客流量预测中的不确定性信息的问题,选取改进粒子群算法优化的门控循环单元模型结合核密度估计方法进行公交站点客流区间预测。首先使用门控循环单元模型进行点预测,并使用改进粒子群优化算法进行参数寻优;结合核密度估计方法计算点预测误差数据概率密度分布函数,求解对应置信水平下的误差置信区间,结合点预测结果实现区间预测。对比试验表明,所使用点预测模型较对比模型具有最高的预测精度,区间预测模型具有最高的区间评价结果,验证了模型的有效性。该模型能够生成更高质量的预测区间,能够为后续公交车辆调度方案决策提供参考依据,具有较好的实用性。

      • 1
    • 基于可达性分析的公共交通站点供给能力研究——以长沙市芙蓉区为例

      王佳, 任彼德, 蒋立泰, 周佰会

      Abstract:

      公共交通站点可达性是反映居民获得公共交通服务便捷程度的重要指标,合理准确地对站点可达性进行评估,对于优化城市公共交通站点布局至关重要。本文采用高斯型两步移动搜索法计算站点可达性,通过评估不同类型POI的潜在出行需求权重,推衍得到居民出行需求分布,分别计算步行、单车、公交三种接驳方式的公共交通站点可达性,通过与居民出行需求分布进行空间耦合性分析,识别出公共交通站点服务分布情况。本文以长沙市芙蓉区为研究区域进行案例分析,结果表明:①步行、单车这两种接驳方式在短距离有较高的自由度,但对接驳距离敏感,公交接驳方式因受到公交线网约束,自由度较低,但服务范围最广。②通过空间耦合性分析,有效识别出研究区域公共交通站点服务的供给过剩区、供给适配区和供给不足区,为促进资源合理分配和推动城市公共交通发展方向提供科学依据。

      • 1
    • 考虑安全和效率的自动驾驶汽车路线规划策略研究

      陈涛, 李成鑫, 赵重阳

      Abstract:

      摘 要:为解决自动驾驶车辆决策过程中路线规划策略单一,适用性较差的问题,提出一种考虑路线安全和效率的自动驾驶车辆路线规划策略。首先以风险分析理论为基础,结合数字地图提供的道路数据及数据中心提供的历史事故数据,构建用于评价路段安全性的道路安全评估模型;然后建立车辆在不同道路线形下的车辆动力学模型,求解不同路段的安全车速,构建用于评价路段通行效率的路段耗时估算模型;最后以A*算法为基础,结合道路风险评估模型和路段耗时估算模型,建立综合成本函数,利用SUMO构建仿真场景进行仿真实验。结果表明:新提出的策略在规划路线的耗时上虽然增加了11.1%,但在路线风险方面减小了56.6%,这表明本文研究的策略在综合性能上更为全面,具有更好的适用性。

      • 1
    • 基于BP神经网络的混凝土热学参数反演方法及应用

      田仲初, 赵望, 张祖军, 彭涛, 林乐鑫

      Abstract:

      为解决大体积混凝土温度场仿真计算中热学参数与施工现场不符合,采用BP神经网络对温度场仿真计算中所需热学参数进行反演分析。该方法首先通过均匀设计理论与温度场有限元正分析构造BP神经网络的训练样本以及测试样本,然后通过L-M算法优化BP神经网络,拟合出测点温度与热学参数的非线性关系,最后输入施工现场实测温度值同时进行多个热力学参数反分析。在巴洛河主墩承台大体积混凝土施工中反演绝热温升,导热系数与表面放热系数,BP神经网络训练结果表明,基于L-M算法优化BP神经网络能加快网络收敛速度,反演参数的温度计算值与温度实测值吻合良好。将均匀设计理论引入BP神经网络反演分析中能有效提高反演分析的效率,可用于大体积混凝土施工温度场仿真计算指导温控施工。

      • 1
    • 基于三轴试验的水泥土抗剪强度参数分析

      戴玉明, 贺佐跃

      Abstract:

      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,而粘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,对胶凝材料的总掺入比、龄期、围压和粉煤灰掺入比等因素及其对三轴剪切强度参数之间的影响性进行分析,揭示各因素与粘聚力、内摩擦角之间的影响规律。研究结果表明:粘聚力随龄期逐渐增加,且增加趋势大致呈线性关系;总掺入比越大,粘聚力也会随之逐渐增加。内摩擦角总体上随龄期逐渐减小,且龄期越小,内摩擦角减小的越快;总掺入比越大,内摩擦角越小,且对内摩擦角的影响也越大。粘聚力随粉煤灰掺入比逐渐增加,而内摩擦角与粉煤灰掺入比之间并无明显的关系。粘聚力增量、内摩擦角增量与龄期之间均无明显的关系。当总掺入比较小时,粘聚力增量随粉煤灰的掺入比逐渐增加;而当总掺入比较大时,粘聚力增量随粉煤灰掺入比先增加再减小。本文研究结果可为珠三角软土区水泥土处理的设计与施工提供试验依据。

      • 1
    • 复杂环境下蠕变效应对沥青混合料性能的影响

      何忠明, 李雅倩, 谢唐新, 欧剑珺, 杨菲玉

      Abstract:

      考虑沥青混合料高、低温性能受到不同环境因素的影响,本文基于Burgers模型和沥青混合料的蠕变效应,借助自主开发的环境模拟仪,对环境模拟后的沥青混合料进行了基本性能试验,并采用灰色关联度分析方法来评估单一因素对高、低温性能的影响程度,采用主成分分析方法探究耦合因素对沥青混合料高、低温性能的影响规律。研究发现,相较于单一因素,耦合因素对SBS改性沥青混合料高、低温性能损伤更为严重,其中单因素的影响程度为高温>紫外光>降雨,耦合因素作用中起首要作用的是紫外光;此外,根据Burgers的拟合结果表明粘弹性参数会随着环境作用的时长和环境因素的增加而逐渐降低,导致了沥青混合料高、低温性能逐渐衰减,究其原因是因为沥青混合料中的黏性和弹性组分发生了转换。

      • 1
    • 汽车荷载作用下组合梁斜拉桥横隔梁内力计算方法研究

      涂光亚, 高若涵, 邢斌, 尹晓峰

      Abstract:

      为研究合理的内力手算方法来指导组合梁斜拉桥横隔梁的设计,以柴埠溪特大桥为工程背景,采用弹性支撑连续梁法和简支梁法计算横隔梁的纵向和横向影响线,提出组合单梁模型计算组合梁斜拉桥特有的钢混分担荷载比例,并考虑纵向影响线沿横桥向的变化,确定该桥横隔梁在汽车荷载作用下的内力。采用MIDAS Civil软件建立主梁节段空间有限元模型来验证手算方法的正确性,结果表明:按弹性支撑连续梁法计算的纵向影响线最大竖标值与主梁节段空间有限元模型计算结果的误差百分比不大于16%。相较于杠杆原理法,弹性支撑连续梁法提高了组合梁斜拉桥横隔梁内力的计算精度,并充分考虑了各构件尺寸、刚度等参数,具有一定的普适性,可为同类型桥梁横隔梁内力的计算提供参考。

      • 1
    • 钢桥面沥青铺装磨耗层抗滑及耐磨耗性能分析

      王民

      Abstract:

      针对钢桥面铺装厚度限制及密水性等要求,采用沥青混合料摩擦特性测试仪、激光扫描仪等仪器,对钢桥面磨耗层四种常用混合料进行加速加载磨耗试验,并采用Asymptotic模型对数据进行拟合分析,确定了沥青混合料抗滑性能参数与磨耗次数之间的相关性。结果表明,随着磨耗次数的增加,沥青混合料的动态摩擦系数Dμ、摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD均呈现“先快后慢”的下降趋势;Asymptotic模型可对四种混合料抗滑性能-磨耗次数之间的关系进行准确表征,相关性系数达到0.95以上;从抗滑性能来看,改性沥青SMA13与EA10具有一定的优势,EA10的表面摩擦特性Dμ及BPN两个指标均高于其它三种混合料,但表面纹理特征参数MTD通常很难达到0.8。结合工程实践经验,建议在磨耗层性能满足要求、且厚度允许的前提下,宜采用SMA13;同时现行规范的抗滑性能检测方法之间存在一定差异,宜扩大样本来源,阐明其与路面功能的相关性。

      • 1
    • 基于分时客流的地铁网络中心性研究

      王佳, 林苗朋, 李佩

      Abstract:

      为探究地铁网络中心性在不同客流时空分布下的变化规律。利用二阶聚类算法对AFC数据进行客流时段划分,并为地铁拓扑网络加载对应时段客流,生成分时客流加权网络。从客流运输角度出发,利用站点服务强度、站点客流介数和站点外部性三个指标对地铁网络中心性进行研究。以上海市地铁网络为例,挖掘出高峰、过渡时段、平低峰三个典型客流时段,结果表明,高峰时段地铁站点的服务强度与外部性普遍比平低峰、过渡时段大,而各个时段站点间的客流介数并没有明显差异;外部性较大的站点不仅分布于地铁网络中心区域还存在于网络边缘的支线上;不同客流时段下各指标排名前十的站点重复率高,且全部集中在三条最早建设的地铁线路上。研究结果可为城市轨道交通日常客流组织、规划与制定针对突发事件的安全预案提供参考。

      • 1
    • MICP对花岗岩残积土渗透性的影响规律研究

      张永杰, 唐银港, 欧阳健, 罗志敏, 谭长江

      Abstract:

      花岗岩残积土用于路基填筑时,因其水稳性差、渗透性大导致降雨冲刷严重。为探讨MICP技术对花岗岩残积土的渗透系数改良效果及作用机理,本文对重塑花岗岩残积土试样进行了MICP固化试验,测定了固化前后试样的渗透系数,并进行了碳酸钙含量测定、NMR孔隙扫描、SEM电镜扫描以及XRD衍射分析。结果表明:(1)MICP技术能显著降低花岗岩残积土试样的渗透系数,各因素对渗透系数的影响为胶结液浓度>循环次数>灌注量,试验范围内灌注量40mL、胶结液浓度1.0mol/L以及循环16次时固化效果最好;(2)固化产生的沉淀填充在花岗岩残积土孔隙之间,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含量越高,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。

      • 1
    • 超大断面黄土隧道基底加固技术及变形机理研究

      凌同华, 袁三莲

      Abstract:

      在超大断面湿陷性黄土隧道中,隧道基底的治理与施工沉降控制是其研究的重点与难点。本文以青海省G109小峡口改建工程中的大南山隧道为依托,利用MIDAS-GTS-NX有限元分析软件进行基底有、无旋喷桩加固两种工况的模拟,分析隧道基底加固效果,并与隧道现场监测数据进行对比验证。结果表明:施加旋喷桩能够提升围岩的承载力和稳定性,减小隧道基底的隆起和拱顶的沉降,提高隧道结构抵抗变形破坏的能力;旋喷桩可以改善隧道地基的土体性质,降低基底不均匀变形;旋喷桩加固后,在横向上桩身轴力和位移都呈现出中间大、两侧小的特点;旋喷桩的加入使得仰拱衬砌各部位的受力变形更加均匀;隧道拱顶位移的变形规律大致可以划分为3个时期:变形迅速发展时期—变形连续发展时期—变形稳定时期;修正后的指数函数模型可以用于隧道基底变形值的预测。隧道拱顶沉降的模拟值与实测值变化趋势基本相同,进一步验证了基底旋喷桩加固技术对该隧道具有切实的加固效果,可为类似的黄土隧道加固工程提供参考。

      • 1
    • 基于梁桥性能的矮塔斜拉桥成桥状态确定方法

      涂光亚, 刘静, 江兴, 陈林伟

      Abstract:

      为快速、合理的确定矮塔斜拉桥成桥状态,提出了一种基于梁桥受力性能的确定方法。 通过不计索力和预应力作用,求得主梁频遇组合总弯矩值;按一定的比例确定斜拉索在中支点处所承担的弯矩值,并以各斜拉索竖向分力相等为原则,根据弯矩平衡求得初张索力;再考虑索力作用,以主梁应力为控制目标,对预应力筋进行估算与布置;最后采用正装计算与荷载组合对合理成桥状态进行验证。 计算结果表明:以石滩大桥为算例验证了该方法的合理可行性,所确定的成桥状态均符合规范要求 ,为同类型桥梁合理成桥状态的确定提供了新的思路 。

      • 1
    • 配筋率对UHPC轴拉性能影响的试验研究

      袁  明, 曾晓军, 刘  昀, 颜东煌, 黄  练, 袁  晟

      Abstract:

      为了研究配筋率和钢纤维掺量对超高性能混凝土(UHPC)轴拉性能提升效果的影响。对不同钢纤维掺量(1%和2%)的UHPC轴拉试件分别植入0、1.57%、3.14%的HRB400钢筋进行单轴拉伸试验,分析配筋率、钢纤维掺量对配筋UHPC试件的荷载-位移曲线、抗拉强度、应变能力和裂后应力-缝宽曲线的影响规律。试验结果表明:钢纤维掺量为1%时,与无筋UHPC试件相比,配筋率为1.57%的UHPC试件峰值应力提高了80.3%,峰值应变从198.86με提升至3106.05με,而当纵向配筋率从1.57%增加到3.14%时,配筋UHPC试件的峰值应力与峰值应变分别提升了67.2%和56.0%;0.05mm可视初裂应力与0.2mm裂缝应力随配筋率的提高而增强,即钢筋的配置、钢筋配筋率的增加,UHPC试件的裂后刚度、峰值应力与峰值应变大幅提高,且可有效抑制UHPC裂缝宽度的发展;随钢纤维掺量的增加,配筋UHPC试件的裂后刚度与微裂缝控制能力显著增强,但峰值应力的提高有限。

      • 1
    • 基于常规斜拉桥分步算法的矮塔斜拉桥合理成桥状态确定方法研究

      涂光亚, 陈林伟, 刘静, 江兴

      Abstract:

      为了使常规斜拉桥的分步算法更好地适应于矮塔斜拉桥成桥状态确定的计算,根据矮塔斜拉桥的受力特点对用于常规斜拉桥的分步算法在以下三方面进行了改进:(1)在采用最小弯曲能量法初定成桥索力时,恒载取实际荷载值的0.8倍;(2)在计算合理预应力之前,根据上、下缘应力差与截面上、下缘抗弯模量之和的乘积来确定主梁最小弯矩可行域;(3)在进行索力进一步优化时,将主梁弯矩目标定为理想的抛物线型分布。以石滩大桥为工程背景进行了算例计算,计算结果显示:各部分结构内力、应力均满足矮塔斜拉桥合理成桥状态的要求,即表明经改进后的分步算法完全适用于矮塔斜拉桥成桥状态的确定,所得到矮塔斜拉桥的合理成桥状态均满足规范要求,并更符合矮塔斜拉桥主梁的受力特点,为确定矮塔斜拉桥合理成桥状态计算提供了可行的思路。

      • 1
    • 风化岩土质的地铁基坑开挖仿真研究

      熊胜, 范传刚, 凌涛, 乔世范

      Abstract:

      深基坑问题是建设轨道交通面临的主要技术难题。以长沙某地铁深基坑工程为研究背景,使用PLAXIS 3D研究了不同开挖深度,不同载荷位置,以及载荷大小对开挖过程的影响。结果表明:在以风化岩为主要土质的地铁基坑开挖过程中,形变发生在土层;在中风化岩和微风化岩的土层,地表沉降几乎为0;载荷对周围7.5 m范围有影响;当载荷与基坑距离为5 m时板有着最大偏移量0.72 mm;当载荷达到60 kN/m2时,有着最大-70.9 mm的下沉量,且载荷边缘的地表会出现反常的隆起。研究结果为工程施工提供了技术指导。

      • 1
    • 基于BP神经网络的复合固化红土抗压强度预测

      王硕, 唐正光, 华伦

      Abstract:

      固化红土抗压强度影响因素众多,固化材料掺量对土体强度参数的影响较大,为探究偏高岭土与石灰共同掺入土体的改良效果,必须对其强度特性进行深入研究。针对常规回归分析方法预测固化红土存在的问题,利用非线性映射能力良好的BP神经网络算法进行固化红土抗压强度预测。该预测模型以偏高岭土和石灰的掺量作为输入层,以固化红土28d抗压强度作为输出层,隐藏层节点数为7。研究结果表明,该模型预测误差最大为4.56%,拟合优度为0.997,该方法相对常规回归分析方法,具有简单高效、准确的特点。

      • 1
    • 穿越断层破碎带区隧道超前小导管注浆加固效果分析

      包其刚, 闫云翔, 姚崇凯, 王永雷, 张强, 赖金星

      Abstract:

      以阳宗隧道穿越多条断层破碎带实际工程为依托,建立穿越断层破碎带三维数值模型,研究了超前小导管注浆对隧道断层破碎带围岩的加固效果。结果表明:注浆加固厚度的增大对隧道竖向位移控制效果明显,主要是隧道拱顶沉降,对隧道周边收敛亦有控制效果,但弱于拱顶的沉降。当采用1.5m注浆加固厚度时,隧道拱顶沉降和周边收敛分别降低30.07%、16.03%;随着超前小导管注浆范围的扩大,隧道水平位移控制效果较为明显,竖向位移控制较弱,当采用150°注浆范围时,隧道拱顶沉降和周边收敛分别降低26.62%、22.80%。通过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,使围岩整体稳定性有效提高。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。

      • 1
    • 花岗岩洞渣在抗渗混凝土中的应用性能研究

      田建国

      Abstract:

      对无岳高速WYTJ-07标段隧道开挖过程产生的158万立方变质花岗岩进行综合利用,将其制成机制碎石、机制砂替代天然河沙,充当C30P10花岗岩抗渗混凝土的骨料,并对不同配合比的抗渗混凝土试样的抗压强度、抗渗性能进行测试。研究结果表明:无岳隧道花岗岩洞渣可以用来制配抗渗混凝土;当水灰比为0.43、外加剂掺加量1.1%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能均满足要求且成本较低;将配制的变质花岗岩混凝土用于无岳隧道施工,保证了施工质量,并为花岗岩洞渣固废利用提供理论与技术支撑。

      • 1
    • 车站基坑开挖降水引发密贴既有隧道变形研究

      凌同华, 李淼, 黄阜, 伍星

      Abstract:

      为探究新建基坑开挖降水施工对密贴既有隧道变形影响规律,以深圳地铁13号线公明广场站为背景,采用FLAC3D有限差分元软件,对新建基坑开挖过程进行模拟。研究结果表明:基坑开挖引发密贴既有区间隧道的变形,以竖向隆起为主,水平位移为辅;最大竖向变形为3.6mm,影响范围为2.5H,最大水平位移为1.49mm,影响范围为3.5H(H为基坑深度);考虑流固耦合作用下基坑及既有隧道的变形会明显增大,在实际工程中不能忽视降水的影响。

      • 1
    • 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
    全选
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    2024年第40卷第2期
      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。

    • 桥梁与隧道工程
    • 董福民,宁晓骏,熊云睿,周兴林

      2020,36(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。

    • 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

      2021,37(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。

    • 高勇

      2021,37(4):93-100, DOI:

      Abstract:

      为推动大跨度简支钢-混凝土组合梁桥建设,依托佛山市弘德北路工程单跨73 m简支钢-混凝土组合梁 桥,分析了该类桥型设计和施工方案,提出了钢-混凝土组合梁的受力计算方法。研究结果表明:大跨度简支 钢-混凝土组合梁桥不适宜采用活载组合梁形式。施工临时支墩数量应根据桥下情况设置少量临时支墩,减少施 工临时措施费,以及对桥下既有构筑物的影响。组合梁设计和施工中,引入装配化理念,便于施工质量控制及 快速化施工。

    • 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
    • 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。

    • 道路与铁道工程
    • 丁博,陈文胜,潘峰

      2020,36(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
    • 肖亚鑫,鲁乃唯,陈方怀

      2020,36(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。

    • 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。

    • 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。

    • 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。

    • 桥梁与隧道工程
    • 邓衍 1,刘辉 1,刘耀坤 2,刘昶 1

      2020,36(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。

    • 刘叶 1,王方立 2,韩艳 1,胡朋 1

      2021,37(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。

    • 魏明鉴 1,许平 1,周陶勇 1,郑瑶 1,王磊 2

      2020,36(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。

    • 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
    • 高有湖 1,耿哲 2,陈元培 1,李树忱 2,冯现大 3

      2020,36(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。

    • 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。

    • 余浩然,鲁乃唯,刘扬

      2020,36(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%。

    • 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。


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标准刊号:ISSN 43-1494/U CN 1674-599
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