国内外对SBS物理改性沥青和化学改性沥青性能对比还未有深入研究。为此,对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的性能采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法进行了较为系统地研究,进而对物理改性沥青和化学改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析。同时,通过沥青混合料的试验,对两种改性沥青的路用性能进行比较,并且结合实际工程铺筑试验路对室内试验的结果进行验证。结果表明,SBS化学改性沥青的性能更为优越,是一种值得推广的路用材料。
根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土的等效劲度模量的分析方法。应用Y.H.Zhao和G.J.Weng提出的纤维增强复合材料的等效模量公式,计算了具有不同纤维掺量的沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量,对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析。从温度、纤维掺量和纤维性状3个方面分析误差产生的原因,其中温度为主要影响因素,而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响,根据误差分析结果提出计入温度影响的纤维沥青混凝土等效模量公式,通过修正公式计算得到的结果与试验结果取得较好的一致性。
对大截面抗滑桩考虑非均布配筋可以大大降低配筋量。从受力特点、计算简便性以及布筋要求等方面对抗滑桩和其他定向受力桩作了定性对比分析。以《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)中圆形与环形截面受弯构件配筋计算公式为基础,推导了圆形与环形截面抗滑桩120°夹角非均布配筋计算公式,进行了算例对比分析和经济配筋定量计算探讨。结果表明:计算方法是经济合理的;抗滑桩的总配筋量与构造配筋率近似成正比,构造配筋率取0.2%(预制桩为0.8%)时配筋最为经济。
结构可靠度理论越来越多地被用到桥梁设计、评估与管理领域。其中一个重要的参数——目标可靠指标的取值直接影响评估结果的合理性。全面考虑了结构在剩余服务期内的结构失效费用、结构养护维修与加固费用和因功能不足引起的附加用户费用,对既有桥梁进行剩余服务期内的费用效益分析,以总费用最小为目标确定可接受的最小结构参数值。通过结构时变可靠度分析方法确定相应于该结构参数的最小目标可靠指标,即为桥梁评估的目标可靠指标值。最后以某钢筋混凝土简支梁桥例证了此方法的可行性与有效性。
理论研究与震害经验表明,地震时曲线桥梁会产生弯扭耦合振动。为了减少弯扭耦合的地震反应,提出了利用压电摩擦阻尼器进行曲线桥梁地震反应半主动控制的方法,建立曲线桥梁空间有限元模型,在桥台支座部位设置半主动控制阻尼器,在不同地震波入射角情况下分析了半主动控制算法的减震效果。结果表明,半主动控制界限Hrovat最优控制算法能有效地减小曲线桥梁地震反应,其控制效果优于简单Bang-bang控制算法,而始终提供最大阻尼力的被动控制方法会增大桥梁地震反应,并不是被动控制阻尼力越大越好。
为研究桥用无粘结预应力混凝土梁的荷载-变形特性,用平面应力等参元建立了直线配索无粘结预应力混凝土T形截面简支梁的有限元模型,混凝土和钢筋分别采用了Ottosen屈服准则和Von-Mises屈服准则的弹性-完全塑性本构关系,无粘结预应力钢束简化为随加载过程不断更新的外力边界条件;用弥散式裂缝模型模拟了混凝土的开裂并用Euler-Newton迭代法求解每个增量荷载步的有限元方程。用计算跨径为4 200 mm的简支试验梁进行两集中力三分点加载的试验对有限元模型进行验证,所建有限元模型可有效地分析出结构开裂和普通钢筋屈服等荷载-挠度曲线特征,与试验结果较为吻合,具有实用意义。
为了研究超长单桩与普通单桩承载性能的异同,基于有限元-荷载传递联合法,利用通用有限元软件ABAQUS,对均匀土中超长单桩的承载性状进行了分析研究。具体分析了桩长、桩径对超长大直径桩承载性能的影响,桩长越长,单桩极限承载力越高,同样荷载条件下桩顶位移越小,但这种提高的趋势变缓;桩径越大,相应桩的极限承载力越低;桩顶荷载位移曲线基本呈缓变型。桩身压缩量随桩长增加而增加,随荷载增加的变化基本上呈线性变化,但是桩长越长,这种变化表现出非线性,即桩身压缩量随桩顶荷载增加的趋势变大。
针对城市交通需求预测中交通网络数据建模的特点和难度,提出了一个基于GIS的交通网络数据模型,并设计了模型的具体内容包括数据库表结构、交通网络拓扑结构表示法等。数据库表按节点、路段、转向、OD对以及交通区这5种网络基本要素分类设计。城市交通网络拓扑结构包括节点-路段和路段-转向两部分,前者采用邻接表来表示,后者则采用邻接表的拓展形式-路段邻接表。该模型集拓扑数据、空间数据和属性数据于一体,充分发挥了GIS和数据库技术的优点,并可表示出完整的节点-路段-转向拓扑关系,为计算机辅助城市交通需求预测奠定有效、详细的数据基础。
2004年9月对太原环城高速公路西北环一路段进行了环境调查,用红外热像仪和电子温度计对生态重建后的公路边坡、路面的表面温度及气温进行了定位动态观测。通过对观测数据的修正和比较,分析了路段的热环境状况,对生态重建对小气候的改善作用进行了评价。结果表明:有非接触、可成像优势的热像仪是动态测量表面温度和分析热环境的有力工具;多数时间路面温度高于气温,是空气热量的“源”,植被则相反,是空气热量的“汇”;植被护坡后的坡面温度的日较差比护坡前降低了15℃,明显改善了小气候。
