为研究边坡结构可靠性,利用随机摄动理论和精度较高的部分二次二阶矩法(PSOSM),考虑边坡结构上主要随机变量(如土性参数粘聚力c、摩擦系数f和重度γ等)对结构可靠性的影响,研究了各随机变量在相互独立和相关的情况下对公路边坡结构可靠性的影响,并计算了结构的可靠指标β和β对这些随机因素的敏感度。结果表明:当随机变量围绕各自均值向正、负方向波动时,边坡可靠指标β对c正负方向变化的敏感性相同,而β对f和γ负方向变化的敏感性更大,说明f和γ围绕各自均值由减小方向变化时,对结构可靠性影响更大。另外,在考虑参数间互相独立和相关两种情况下,同一随机参数对结构可靠指标β具有不同的影响结果。说明参数随机性在公路边坡结构可靠性分析中是不容忽视的。
应用ADINA程序分析了天然情况下边坡的稳定性,得到了安全系数和滑面的位置,并与ANSYS以及传统条分法GEO-SLOPE程序的计算结果进行了对比;在渗流作用下,基于渗流方程和温度方程的原理,把温度场所对应的温度荷载转化为孔隙水压力荷载施加在稳定性分析的计算模型上,对边坡进行了稳定性分析。结果表明,采用该方法计算得到的安全系数与采用传统极限平衡法计算得到的安全系数相比,两者之间的误差在3%以内,说明利用温度场进行渗流计算,再采用有限元强度折减法来进行边坡的稳定性分析是可行的。
通过对原状土样及重塑土样的一维固结及渗透试验分析,对一维固结变形理论中的有关试验参数进了系统试验分析。探索了土体侧压力系数在固结过程中的变化规律,发现对正常固结土存在一临界固结压力,当固结压力大于该值时,土体的变形以次固结变形为主;通过对渗透系数的变化进行分析,表明土体结构对渗透系数有较大影响,且提出了渗透系数的计算公式;同时利用割线模量法给出了地基沉降的计算公式。在此基础上,对固结系数的算法进行了有益的尝试,并将之与传统方法进行对比,提出了一种固结沉降计算新方法。最后,通过工程实例,验证了研究成果的可靠性。
结合莫尔圆将基于Rankine理论的经典土压力计算公式推广至更为普遍的形式,通过极限平衡理论在数学形式上对其进行了验证,并分析了土中含水率的变化对土压力的影响。结果表明,在Rankine理论基本假设的前提下,其主动土压力方向平行于填土表面的假定是合理的,当填土表面水平时,能够回归到Rankine理论的经典公式,表明了其正确性。挡土墙实际作用土体大都处于非饱和状态,其基质吸力随土体含水率的增加而减小,含水率为零时,主动土压力最小,被动土压力则最大;含水率增大至饱和状态时,主动土压力最大,被动土压力最小,因此,含水率变化引起的土体体积变化对挡土墙上土压力有很大影响。
分析了地质条件差、地形复杂和建筑原材料匮乏等问题给高大支挡结构物的设计和施工带来的困难。以地形地质条件复杂、地基承载力低的巫十路K17+300~K17+350段为试验段,从施工前的准备和施工控制两方面详细论述了石笼挡墙在施工过程中应把握的技术要点及处理方法。并以建成的石笼挡墙为例,采用有限差分法和强度折减法分别分析了石笼挡墙在施工过程中的变形特点及其稳定性。数值分析显示,石笼挡墙的变形量较小及变形主要集中在墙身中部,自身稳定性较好,达到了设计要求,满足工程的需要。同时石笼挡墙作为一种新的山区公路支挡结构,与传统的高大支挡结构物相比具有较大优势,能有效地降低山区支挡结构物的工程造价。
为了探讨湿陷性黄土地区高速公路的建设方法和经验,以GZ25宁夏段黄土路基纵向开裂破坏为实例,以室内试验及现场破坏路段解剖试验数据为依据,研究了湿陷性黄土的时空变化规律,并提出了湿陷性黄土地区道路线位选择的合理方法和湿陷路基的有效治理方案。研究认为:选择合理的路线线位,设计有效的排水系统,是避免路基湿陷性破坏的关键;湿陷性黄土的渗透规律是纵向大于横向,先期大于后期,野外实测值明显大于室内试验值,所以,对于路基湿陷性破坏评价和防治措施,应主要参考野外实测值;避免路基湿陷性破坏应以预防为主,治理黄土湿陷的关键是治水。
针对沥青路面现场热再生采用红外加热方式存在的不足,介绍了微波加热再生的应用及国内外研究的进展情况,提出微波加热再生要着重解决的加热温度控制、温度测量、辐射防护和技术经济性分析4个关键问题。对2450MHz的微波加热系统,采用辐射型喇叭腔体加热结构,分析比较了场强衰减加热模型和均匀场强加热模型,基于均匀场强模型建立了控制沥青混合料温度分布辐射场型结构的一维微波加热模型;从试验和实际应用的角度对微波加热再生中的温度测量、辐射防护进行了探讨;并比较红外加热再生与微波加热再生的技术经济性,从而说明微波加热再生具有快速、再生率高、无污染等特点,有较好的应用前景。
桥面铺装材料设计参数影响铺装层受力状态,通过力学有限元计算,分析了铺装层材料设计参数对铺装层受力状态影响及其变化规律。分析结果表明,沿用一般路面沥青混合料设计方法不能适应桥面铺装层的实际受力状态,是造成沥青铺装层常见破坏类型的原因,应根据铺装各层不同的受力特点设计与选择经济、合理的铺装层材料,如嵌挤密实型改性沥青混合料、增强纤维沥青混凝土、改性沥青SMA等优质铺装层材料,从而使得铺装各层总体上更加协调,更能适应桥面板的变形,改善铺装层的受力状态,延长铺装层的使用寿命,也为同类型桥面铺装设计提供一些有益的参考。
针对沥青路面半刚性基层易发生破损等出现一系列问题,选用水泥、碎石、早强-减水剂、UEA膨胀剂等为原料,运用均匀优化设计方法,配制自密实型基层快速修补材料。通过室内试验研究了各种添加剂(包括早强剂、膨胀剂、水泥及填料等)对抗压、抗折、粘结强度等路用性能的影响。试验发现,在几种配合比中,水泥乳化沥青修补料采用沸石粉8%、早强-减水剂1.8%、8%硫铝酸盐系UEA膨胀剂时其强度最佳,16h的抗压强度达3.5MPa以上。修补材料16h的界面粘结强度达到0.38MPa,满足基层对粘结强度的要求。试验结果表明,所配制修补材料具有粘结强度高、稳定性好、固化时间短等特点,能满足沥青混凝土路面快速修补的技术要求,而且经济效益和社会效益显著,可以供沥青路面养护部门参考使用。
鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温性能评价指标,运用灰色关联理论建立常用改性沥青低温性能评价指标和沥青混合料低温性能的关联性。依据试验中各种评价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果,得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能的关联度最好,接下来依次是SHRP低温分级、粘温系数m和低温损失模量,而沥青的低温针入度、延度和当量脆点、弯曲应变能与沥青混合料低温性能的关联度都较小。结果表明,在评价改性沥青低温性能时,采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能。
为研究移动荷载作用下特大悬索桥的动力响应和行车舒适性问题,用正交异性矩形板单元弯曲形函数的6次Hermitian插值函数,通过Matlab编程把车辆移动过桥时的荷载转换成加劲梁各节点的荷载时程,用通用有限元程序ANSYS,对移动荷载作用下特大悬索桥动态响应进行了时程分析,给出了悬索桥在不同荷载作用下的数值分析结果。实例分析表明,该方法具有很好的适用性和很高的精度,加劲梁最大位移响应位于桥梁中跨的跨中位置,发生在移动荷载通过桥梁跨中位置前后。最后,通过对某悬索桥动力响应的时程结果进行小波变换,研究了该悬索桥的行车舒适性。
考虑土体-结构的相互作用,应用通用程序ANSYS建立无伸缩缝桥梁有限元模型,研究了不同荷载形式对跨中截面荷载横向分布的影响规律,分析了荷载横向分布系数沿桥跨的变化情况;与相应的简支梁荷载横向分布系数进行比较,并进行主要影响参数的分析,为无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数的简化计算提供理论依据。编制了可供工程设计参考的荷载横向分布系数的实用表格,并进行实例验证。研究结果表明:对于无伸缩缝桥梁,可采用单个集中荷载的加载形式,通过挠度的横向分布影响线来研究荷载横向分布规律,且可以取跨中横向分布系数m值作为全桥的计算值;无伸缩缝桥梁的边梁荷载横向分布系数比相应的简支梁小,但两者内梁的荷载横向分布系数非常接近;实例证明实用表格是准确可行的。
针对常规的无损检测方法不能够动态跟踪钢绞线的损伤演化过程,提出了采用声发射技术来监测钢绞线的损伤演化。利用钢绞线的拉伸试验,对其损伤全过程进行了声发射监测,得到了钢绞线拉伸损伤全过程的声发射特征信号:钢绞线在断裂之前,声发射特征参数并不明显,在接近断裂时,声发射信号迅速增大,并在屈服点附近出现一个大的突发信号。通过声发射机理分析,发现声发射累积能量可作为钢绞线损伤的特征参量,能动态分析钢绞线损伤演化过程和规律,较容易判断断丝的根数和发生的时刻。利用声发射累积能量的相对变化来定义钢绞线损伤因子,推导了用声发射特征参数表示钢绞线损伤演化方程,此方程可用威布尔累积分布函数来描述,并对其正确性与合理性给予了验证与分析。
通过试验,在温差为60℃的条件下,研究了碳纤维加固混凝土构件在低温条件下的温度应力,推导了计算温度应力的解析式,并用Ansys计算软件对温度应力进行了仿真模拟。并将解析解、仿真值及实测值三者进行了对比,且三者数值吻合较好。研究结果表明,计算温度应力的解析公式计算碳纤维加固混凝土梁的温度应力,具有足够的精度,可以满足工程上的需要;在低温条件下,温差较大的地区用碳纤维加固的混凝土构件所产生的温度应力较大,因此,粘贴碳纤维的时间宜选在春秋温度较适中的季节进行;一年内温差达到60℃以上的寒冷地区,在进行碳纤维加固混凝土构件时,应充分考虑温度应力问题。
针对不确定层次分析法在桥梁评估中的不足,通过对不确定性判断原理进行分析,利用元素相离度的概念提出了一种求解指标权重的新方法,即根据不确定判断矩阵中的未知权重构造了一种目标优化模型,并利用计算智能中的实数遗传算法将优化模型转化为无约束的目标优化函数,通过复制、交叉、变异等遗传算子进行全局优化搜索,从而获取指标的最优权重。通过对2个算例的指标进行不确定判断,并对不同优化算法获取的优化结果进行分析比较,分析结果表明,新方法不仅能搜索到更优解,而且能获得更优权重,因此,验证了采用新方法的可行性。
结合恩施市施州大桥的设计,运用大型通用分析软件ANSYS,采用空间有限元的方法,分2种工况,对其空心预应力混凝土桥塔塔索锚固区进行了空间应力分析,并且比较了传统U形布束方式和井字方式的优缺点。分析结果表明:通过合理布置预应力粗钢筋,可以抵抗斜拉索水平力产生的不利影响,满足结构的使用要求;斜索锚固区段采用箱形截面的桥塔,索力的水平分量在没有斜索锚固的箱体部分内引起较大的顺桥向拉应力,在斜索直接锚固的箱体部分,引起靠外壁部分、横桥向较大的拉应力;顺桥向预应力筋应布置在没有斜索锚固的箱体内,横桥向预应力筋则重点布置在斜索直接锚固的箱体靠外侧部分;塔索锚固区的受力以正应力为主,只要控制塔索锚固区正应力分布,塔索锚固区的受力就可得到有效控制。
南水北调工程丹江口二桥主桥为四跨预应力混凝土变截面连续箱粱,其2号主墩基础入水深度超过40m,在动力荷载作用下水对该类结构的动力特性和地震反应的影响不可忽略。以丹江口二桥为例,用有限元程序ANSYS建立了该桥的有限元模型,模拟了该桥的动力特性和地震反应,利用分析结果探讨了水对该桥动力特性的影响。输入地震波后,由于水的附加质量引起的惯性力和动水阻力的影响,结构的位移和内力较之不考虑水的情况会有所增加,但由于桩质点运动的速度和加速度较小,导致附加质量引起惯性力和动水阻力较小,所以给结构带来的影响较小。分析结果为同类结构的抗震分析提供了参考。
指出了图像边缘检测的定义及现有算法的不足,并对Canny边缘检测离散准则及该准则下的最优线性滤波器进行了论述。根据边缘检测离散准则,利用数值方法求出该准则下边缘检测的最优线性滤波器及对应的平滑算子,将其与Canny边缘检测技术相结合进行边缘检测,检测出不同尺度下多幅边缘图像,并根据小尺度下图像边缘细节信息丰富、边缘定位精度高,大尺度下图像边缘稳定、抗噪性好等特点,将检测到的多尺度边缘进行融合,得到抗噪性好的精确的单像素宽边缘;同时将该方法应用于汽车特征提取,检测到完整连续的汽车边缘图像,为车型识别提供条件。试验结果表明:该方法不仅能准确检测出图像边缘,而且能有效地抑制噪声,是边缘检测的实用方法。
主要探讨支持向量机理论在路段行程时间预测中的应用。具体的方法是,首先将研究路段根据路段交通状态和车辆检测器设置情况进行分段,然后以前几个时段的各个小路段的交通流量、平均速度和车道占有率和整个路段的行程时间为输入,以下一时段的整个路段的行程时间为输出,选取高斯径向基函数作为核函数,建立了基于支持向量机的路段行程时间预测模型,从而探讨支持向量机在路段行程时间预测中的应用效果。最后,利用交通仿真软件的模拟数据进行验证,并与BP神经网络计算结果比较,计算结果的对比表明本文提出的方法预测效果更好。
利用ATIS收集的信息,通过广义最小二乘模型,建立了一种新的OD矩阵估计方法。新方法利用ATIS能得到装有GPS车辆的路段选择比例矩阵,据此可推出网络中全部车辆的路段选择比例矩阵的期望值,克服了传统方法采集数据难、数据精度低等缺陷。新方法能获得实时可靠的数据,能对OD矩阵进行实时更新,从而增强了数据的实效性。在对新方法解的有关性质进行分析的基础上,给出了相应的求解算法,得出新方法的目标函数局部最优解是全局最优解,目标函数的解不唯一,但OD估计量唯一。数值仿真表明新算法非常有效,与传统方法相比,新方法是一种精度高、可靠性强的估计方法。
为了科学准确地预测近期公交客流量,提出了应用灰色马尔可夫模型进行预测的方法。利用历史数据建立灰色GM(1,1)模型,通过确定系数可获得公交客流量的时间响应序列及还原值的表达式,从而可获得未来年公交客流量的发展序列值,结合马尔可夫链过程将随机序列状态划分为3类,通过确定状态转移矩阵可获得序列处于各状态的概率值及与各状态对应的预测中值,最终求得各序列的修正值。通过铜陵市公交客流的历史数据,预测了近3年的公交客流。实例证明该预测模型具有较高的精度,能够指导公交经营管理者近期的决策行为。
基于人体工程学原理,将驾驶员在高速公路作业区行驶过程中接触的交通信息分为道路几何信息、道路交通运行信息、交通管理控制信息、气候与环境信息及驾驶员自身信息,将作业区各种道路交通信息进行量化处理,在系统分析驾驶员对信息处理模式的基础上,提出了基于驾驶员信息处理能力的高速公路作业区车速速度限制值计算模型。以2006年5月哈大公路入口作业区为例,考虑车道宽度、开放车道数、隔离设施、合流机会、合流冲突及大车影响对驾驶员接受信息的量化影响,计算得出该作业区的限速值为50km/h,与工程实际中采用的55km/h吻合较好,验证了本文所提方法的有效性,为高速公路交通管理部门确定车辆速度限制标准提供了一种参考方法。
分析了北京市小汽车发展与城市经济之间的相互关系,对北京市人均GDP与千人小汽车拥有量进行了相关性分析,并以人均GDP和千人小汽车拥有量作为变量,给出了Logistic增长曲线的回归模型。模型对北京市小汽车发展趋势的预测与实际情况比较,虽有差异,但吻合度很高,说明从长远来看,北京市小汽车的发展是符合逻辑增长曲线的。按照logistic函数描述的"S"形增长特征,目前北京市小汽车的发展正处在高速发展期,是整个发展过程中的第2阶段,还没有到达减速增长并趋于饱和的第3阶段,在可预见的未来,小汽车保有量仍将持续增长,由此会带来一系列交通问题,政府必须加以引导。
从行人步行的舒适度和安全感出发,研究城市道路两侧人行道行人服务水平评价方法。选择9条具有代表性的人行道进行道路几何特征及交通流特征调查,并采用路边询问法进行行人问卷调查。基于调查数据,运用偏相关分析得到人行道行人服务水平主要影响因素为:机非分隔带宽度、非机动车道宽度、绿化带(设施带)宽度、人行道宽度、机动车交通量、非机动车交通量、行人流率及人行道上的障碍物分布状况。进一步分析了不同行人流率范围内行人服务水平与行人流率的关系,最终建立的基于道路环境的行人服务水平评价模型与HCM方法相结合可有效预测人行道行人服务水平。
市场营销管理是市场经济条件下,企业参与市场竞争并最终实现生存、赢利、发展的重要手段。基于市场营销的基本概念,分析了当前我国道路运输企业从事市场营销管理的市场环境,在分析国内运输需求、运输提供能力以及市场发展潜力的基础上,结合现代物流业发展、市场经济理论,提出了企业从事市场营销管理的相应策略和手段,最终得出在我国经济飞速发展的时期,运输企业作为物流供应链中最重要环节的服务提供商,通过合理有效的市场营销手段,可以实现更大的拓展空间,为我国现代物流业乃至国民经济的发展提供更大的支撑。
公路作为带状构造物,沿线不同路段的交通状况、地域环境等都有很大变化,因此不同路段环境影响测评结果存在很大差异,常用环境影响评价方法以全线测评均值作为综合评价依据,致使各路段的差异性在综合评价中得不到体现。基于此,本文从水环境、声环境、大气环境和土壤环境4个方面入手,构建了公路环境影响综合评价指标体系,根据不确定理论建立了不确定多属性公路交通环境综合评价模型,该模型利用区间数的形式考虑公路沿线环境评价指标的变化范围,从而更多的保留了公路沿线评价信息,通过对天津市5条公路的环境评价分析表明,该模型切实可行。
