为了深入分析沥青路面低温收缩裂缝的形成和扩展问题,引入了双线性内聚力模型。使用双线性内聚力模型模拟了沥青路面的低温缩裂过程,并且讨论了双线性内聚力模型参数和面层结构参数对低温缩裂的影响。研究表明:随着温度的降低,沥青面层经历了从材料损伤到断裂的过程。在降温幅度较小时,沥青路面虽然没有形成宏观裂缝,但是路表附近的路面材料已经经历了一定程度的损伤;当降温幅度达到一定值时,沥青路面就会发生脆性断裂,形成宏观裂缝。增加断裂能可以减小路面的损伤程度和受损深度,降低路面的断裂温度,从而延缓了路面的断裂。与断裂能相比,提高开裂强度可以更有效地减小路面的损伤程度和受损深度;减小面层的弹性模量和温度收缩系数可以有效地减小面层的损伤程度。
针对正交异性钢桥面存在的主要破坏形式,提出其铺装层相应的4个主要设计指标:铺装层表面拉应力、铺装层与钢桥面板层间剪应力、铺装层垂直压应变和铺装层剪应力。利用有限元方法,以铺装层与含加劲肋和纵横隔板的正交异性钢桥面局部梁段作为计算对象,进行有限元分析,分析各个设计指标随铺装过渡层模量和铺装层厚度的变化规律。首次提出以水泥基材料为过渡层、焊钉为剪力连接件和SMA13为表层的新型复合铺装系统,并进行了热相容试验、高温复合车辙试验和复合梁疲劳试验等一系列小型试件试验研究。研究结果表明,增大铺装过渡层模量或适当增加铺装层厚度,有助于降低正交异性钢桥面板的应力和应变,使铺装层总体受力越有利;与传统双层沥青混凝土铺装结构相比,新型复合铺装系统性能更优越。
从内部角标定对混合料体积指标的影响出发,介绍了几种现有的内部角测试原理与方法,并综合已有的测试数据对几种方法进行对比分析与评价,得到如下结论:外延法不适用于所有型号SGC,其与全高度法测试结果存在一定的偏差,该差异与SGC的品牌及型号有关;混合料刚度的差异可能会影响连用混合料法的测试结果,为避免这一误差可采用DAV+HMS法;测量设备可能对测量结果也有一定影响,RAM与DAV测试结果的一致性还有待于进一步研究。随后采用DAV+HMS法对Pine AFG1C型SGC进行的30次重复测试结果表明,精度能满足测试要求。
针对有限单元法模拟实际为半无限土体时有限边界分析模型会引起较大误差的缺点,引入黏弹性人工边界结合有限元数值模型以便准确地描述循环动荷载作用下地基的响应问题。分别采用固定边界、黏性边界及黏弹性边界有限元3种方法计算了交通荷载作用下的地基响应。通过与Lamb问题解析解对比分析表明,黏弹性边界有限元数值模型的计算结果与解析解非常吻合,而固定边界、黏性边界数值模型的计算结果存在不合理现象。算例表明研究交通荷载作用下地基响应时,尤其是分析重复交通荷载作用下的残余变形,宜采用黏弹性边界有限元模型。
为评价预应力混凝土桁架连续刚构桥的动力性能,以湖北省归州大桥动力试验为背景,测试了结构的频率、振型、阻尼比和不同行车速度、不同路况下结构的冲击系数。建立了基于不同假定的3种空间有限元计算模型,计算了结构的振动频率和振型,与实桥动力试验结果进行了对比分析;研究了结构刚度、横向联系、桥墩高度、边界约束条件等参数对结构动力特性的影响。结果表明,横铺桥面板对提高结构横向刚度和扭转刚度有较大的贡献;结构的横向刚度和纵向刚度相对竖向刚度和扭转刚度较小;结构振动衰减正常,桥面平整度较好,具有良好的行车性能;结构整体刚度、桥墩高度及边界约束条件是影响结构横向和纵向振动的主要因素;横向联系是影响结构的局部扭转振动的主要因素。
基于一座实际的覆土波纹钢板拱桥,利用有限元方法建立了三维空间受力分析模型,采用现行公路规范的方法计算了不同覆土施工阶段的土压力荷载,对该桥覆土的施工过程进行了模拟,计算分析了覆土回填过程中关键截面变形和内力的变化规律。计算和分析结果表明,波纹钢板拱桥的各关键截面变形和内力随覆土回填过程发生较大变化,覆土初期拱两侧受到填土压力的挤压而下挠,同时拱顶处出现了反拱现象,且随覆土高度的增加拱顶处反拱逐渐增大,各截面的应力也均逐渐增大;覆土回填至拱顶之后,随覆土高度的增加拱顶处的反拱逐渐减小,同时拱顶拉应力也明显减小,整个拱圈趋于受压状态。因此,施工中应严格分层对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时结构的位移和应力变化。
利用Miner线性累积损伤准则和Corten-Dolan累积损伤准则,按照多级变幅荷载或随机荷载损伤度相等的原则,推导出了等效的等幅疲劳应力幅值计算公式,介绍了该公式应用于疲劳细节评估或疲劳寿命估算的方法。利用钢筋混凝土梁疲劳试验得到的S-N曲线和S-N方程,针对同批3根钢筋混凝土梁的随机疲劳试验结果,对该公式及方法进行了检验。结果表明,该公式计算结果具有较高的精度,与试验结果较接近且偏安全。该公式操作较方便,适合工程应用。
钢束锈蚀的混凝土桥梁非线性分析方法的研究,对于在役损伤的预应力混凝土桥梁的失效机理分析或耐久性评估都具有一定的意义。针对锈蚀钢束与混凝土间存在的粘结与滑移问题,以Saenz公式和Skogman公式分别作为混凝土和预应力钢束的应力-应变本构关系,采用非线性弹簧模拟,提出刚臂元-非线性弹簧元-钢束元的方法,对锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移进行分析。并以具体工程实例进行了分析计算,证明了所提出的方法用于预应力混凝土桥梁关于钢束锈蚀非线性分析的有效性。
钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注是施工中的控制性工序,为保证灌注过程的安全,在分析、比较弹性稳定计算方法和弹塑性稳定计算方法的特点和差别的基础上,提出了以施工过程中的弹性稳定安全系数为评价标准和用弹塑性稳定分析方法进行校核验算的拱肋混凝土灌注顺序优化方法,并以千岛湖1号特大桥为例进行了分析计算,同时还讨论了钢管拱肋合龙时初始应力对灌注顺序优化结果的影响。分析结果表明,最优的灌注顺序和拱肋合龙时的初应力关系密切,不同的拱肋架设方法将导致最优的灌注顺序发生变化。因此进行拱肋混凝土灌注顺序设计时,应该按照实际拱肋拼装过程考虑钢管拱肋的初应力。
本文针对典型的隧道类型,基于计算流体动力学模型,通过数值模拟试验和理论分析,对隧道火灾的发生、发展状况以及烟气的扩散和运动规律进行了研究,分析了不同风速和火灾规模状况下的烟气层的运动状态,空间温度场的分布和变化规律以及火灾对人员疏散安全的影响等问题。同时,研究了风速、火源功率以及截面形状等关键参数对火灾烟气及温度变化的影响。研究表明,纵向通风速度对沿隧道长度方向的烟气层高度的分布有着很大的影响,圆形截面可以储存更多的烟气并能有效降低隧道底层的温度。该结论可为我国公路隧道防火措施的制定提供有益的参考。
提出了一种融合多模型的粒子滤波跟踪新算法(MMGPF),并将其应用于行人与汽车跟踪。此跟踪算法特点在于:(1)将Camshift跟踪算法和AdaBoost分类器的输出作为观测值优化建议概率分布;同时,改进粒子滤波的算法结构,有效地提高了粒子滤波的采样效率;在不影响跟踪性能的情况下,大幅减少了跟踪所需粒子数。(2)用两种描绘子提高对似然性的估计。(3)采用两种有效措施提高算法的实时性。通过多模型融合,有效地解决了目标跟踪过程中由于目标相互遮挡、目标消失再重现、光照变化和目标与背景颜色相近所造成的跟踪丢失。行人和汽车的跟踪试验结果证明该算法具有鲁棒性和实时性。
以感应线圈车辆检测器检测数据为分析基础,给出了基于Bayes理论的感应曲线自适应特征提取流程和方法,对选取的12个统计特征指标进行提取和优选。选择了曲线宽度、最大值、波峰数量、最小波谷值和波谷比组成车型识别模型的特征输入向量,不仅降低了输入向量的维数,缩短了最小二乘支持向量机的训练时间,同时也可加快车型识别的分类速度,增强特征值的分类辨别能力,提高车型分类的可靠性。在提出的基于最小二乘支持向量机的车型识别算法中,采用了修剪算法,加快了计算速度,同时保持了良好的回归性能。通过实例分析证明:基于最小二乘支持向量机的车型识别算法可提高自学习能力和识别准确率。
通过交通量预测的方法,可以在突发事件情况下评估事件对高速公路网的交通影响。各种预测算法的共同特征,需要一定的历史数据支持。在同一算法中,对历史信息吸收得越多,其预测往往越准确。作者借用图像压缩的原理,从历史交通数据中抽象出历史交通状态演化模式,并用压缩码表示该演化模式。通过对压缩码的检索,可以快速提取与当前演化模式相近的历史数据,通过这些演化模式相近的历史数据,预测交通状态的变化趋势。试验证明,预测数据与真实数据具有良好的拟合度。
在对目前视频检测系统分析的基础上,针对交通事件检测,提出了一种从微观的角度出发,在对单个车辆交通行为状态识别和实时分析的基础上,对车辆交通安全状态进行判断的方法。首先对交通冲突冲突区进行动态和静态划分,然后将车辆行驶区域根据交通行为过程分为危险区和趋势区,并对应静态和动态冲突区分别对危险区和趋势区的判定进行分析,给出了判定算法。测试表明,本文所提算法能够在一定程度上对交通事故进行提前预警,对于减少和避免交通事故发生具有重要意义。
针对并联混合动力汽车在发动机和电动机工作过程中,需要根据路况进行能量分配和工作模式切换的问题,以并联混合动力汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出了"转矩预分配+发动机调速+发动机转矩估计+电动机转矩补偿控制"的动态协调控制策略。借助dSPACE快速控制原型工具,搭建了试验台架,进行了稳态切换控制和动态协调切换控制试验。结果表明,在各种状态切换过程中,动态控制算法能有效控制混合动力系统的转矩波动,保证动力传递的平稳性。
对模型参考自适应控制进行了深入研究,分析了其在实际应用过程中存在的问题,在此基础上提出一种基于最小二乘辨识的模型参考自适应控制方案,并将其应用到车辆巡航速度控制中。改进方案在被控对象两端加入最小二乘辨识环节对系统参数进行在线辨识,利用辨识得到的信息修正由自适应律计算得到的可调参数模型,从而使其能够快速收敛于真值。改进的控制方案有效地降低了自适应初始阶段和被控系统受到外界扰动时系统的震荡以及过渡时间。理论分析和实验仿真结果表明,该控制系统结构简单,系统的响应速度快,超调量少,过渡过程时间短,振荡次数小,具有较强的鲁棒性,有一定的实际应用价值。
基于某新型轿车的整车多体系统动力学仿真分析模型,按照有关标准和规范,建立了相应的数字化路面,分别进行了脉冲路面输入和随机路面输入下汽车动态舒适性虚拟试验,通过对仿真计算结果与试验结果的比较,分析探讨了汽车动态舒适性仿真分析精度的一些主要影响因素。进一步采用正交试验优化设计方法以轿车为例分析了动力总成悬置隔振元件刚度对轿车怠速工况动态舒适性的影响,进行了汽车动态舒适性的优化分析。总结并探讨了系统的基于CAE分析技术的汽车动态舒适性仿真分析与应用方法。
在分析经济圈公路网络建设与区域社会经济发展的作用机理的基础上,建立了经济圈公路网络适应性评价指标体系,并提出了一种基于数据包络分析(DEA)的加权灰色关联分析评价方法。该方法综合了DEA和灰色关联分析两种方法的优点,以灰色关联分析为中心模型,通过复合DEA模型来确定每一个被评价对象(决策变量)中各点关联系数的权重向量,从而计算出相对最优的关联度,实现对评价对象客观的优先排序,避免了采用单一评价方法易受评价主体主观影响的缺点。最后通过我国长三角经济圈公路网络的适应性评价实例,对评价方法进行了初步验证,有效可行。
区域物流能力对区域经济的增长有着强劲的推动作用,为准确地预测区域物流能力大小及其变化趋势,将灰色系统理论中的GM预测模型与径向基函数神经网络有效地结合起来,综合了灰色系统贫乏数据建模的优点和神经网络特有的高度非线性映射能力,构建了基于灰色径向基函数网络的非线性组合预测模型。然后,以四川省1997-2005年的物流能力量化值为基础,对2006-2008年的四川省物流能力值进行了短期预测,并分析了预测结果的合理性。研究表明,该组合模型优于任何单一灰色预测模型,能很好地反映区域物流能力的变化规律,在小样本、贫信息的条件下,仍然能得到合理精准的预测结果,具有实用性。
为解决高速公路建设与土地集约利用之间的矛盾,针对新一轮基础设施投资建设高潮,结合国情对未来建设用地的需求进行探讨,并进一步从现行公路建设用地的法律依据、政策标准进行总结分析.以我国高速公路建设管理模式和工程特点为基础,采用系统分析的方法分别从制度创新、技术创新、管理创新3个方面提出了降低高速公路建设用地的具体措施.最后结论揭示了高速公路建设与土地集约利用之间存在的复杂双向互动关系,提出只有树立高速公路发展与土地集约利用并举的理念,逐步建立起低占地、低费用、高效率的集约型高速公路发展模式,才能保证高速公路建设目标顺利实现.
