2014年, 第31卷, 第10期 刊出日期:2014-10-05
  

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    道路工程
  • 道路工程
    张毅, 薛金顺, 陈浙江, 蒋应军
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    为了更好地模拟沥青混合料的现场实际工况,分别采用垂直振动成型方法(VVCM)和马歇尔击实法成型ATB-30混合料试件,研究了不同成型方法对成型试件的物理、力学特性的影响,并对两种成型方式进行了评价。对比分析结果表明:油石比相同时,VVCM试件的密度比马歇尔试件平均提高了1.02倍,VVCM试件的马歇尔稳定度、抗压强度、劈裂强度、抗拉强度平均分别为马歇尔试件的1.54倍、1.47倍、1.39倍、1.45倍;VVCM试件的力学强度最大值对应油石比比马歇尔试件的力学强度最大值对应油石比小3%左右。在各自最佳油石比下,VVCM试件的马歇尔稳定度、抗压强度、劈裂强度、抗拉强度分别为马歇尔试件的1.45倍、1.45倍、1.44倍、1.44倍;VVCM试件的力学强度测试精度可达92%,而马歇尔试件不足70%,表明VVCM的可靠性要比马歇尔法更高。

  • 道路工程
    姚形傲, 徐慧宁, 谭忆秋, 张红
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    采用体视显微镜与面光源结合的细集料形貌测量方法获取五种细集料在0.003 mm/pixel分辨率下的颗粒图像,运用颗粒分维模型,以分维数表征细集料形貌特性,开展了细集料形貌及其对沥青混合料性能影响的研究。分析结果表明:细集料分维数服从三参数威布尔分布且不同细集料的分维数具有显著差异;细集料分维数与沥青混合料的体积参数具有显著的线性相关性;随着分维数的增大,混合料的极限弯拉应变和冻融劈裂强度比均是先增加后减小,在一定范围内存在最大值;但细集料分维数对混合料高温稳定性的影响并不明显。

  • 道路工程
    张争奇, 栗培龙, 师晓鸽, 李玉鑫
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    为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响。研究表明在试验温度60 ℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件。矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性。

  • 道路工程
    邹桂莲, 徐剑, 胡金龙
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    采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则。研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中。但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差。因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量。

  • 道路工程
    李会章, 冯君, 宋响军
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    传统滑坡推力计算,通常应用不平衡推力法进行抗滑桩设计。但对于多排抗滑桩治理工程的设计,常规方法无法准确计算每排桩上的推力大小以及分布形式,而有限元强度折减法计算滑坡推力遵循桩-土相互作用原则,可以得到桩后推力与桩前抗力分布形式。以十堰—天水高速某多级剪出口滑坡为研究对象,通过对破碎岩石老滑坡的成因与滑动机制进行分析,明确促使滑坡复活的各种因素。在此基础上应用Plaxis软件建立有限元模型,通过数值计算方法得到边坡开挖过程、降雨过程与强度折减过程3种不同工况下抗滑桩桩后推力与桩前抗力的分布情况,进而得到每排抗滑桩的滑坡推力分担比。该方法避免了传统方法存在的种种局限性,为多排抗滑桩设计提供一种行之有效的解决办法。

  • 道路工程
    武崇福, 赵宇
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    基于Reissner厚板理论,在求解过程中结合加权余量法,概化了岩溶及采空区顶板的力学模型。以四边固定与四边铰接为边界条件,考虑岩溶及采空区顶板上部受到均布荷载作用,推导了均布荷载作用下岩溶及采空区顶板的挠度方程和内力表达式,揭示了均布荷载作用下顶板应力和挠度随顶板厚跨比的变化规律。联系实际工程,以顶板岩层抗拉强度为计算控制条件,结合岩溶及采空区顶板安全厚度计算公式,对挠度计算方法的合理与准确性进行验证。

  • 道路工程
    郭芳, 谭海洲, 邵腊庚
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    为了研究在水-荷载耦合作用下沥青混合料试件的压缩疲劳破坏过程及其沥青路面结构的动力响应,借助CT扫描技术和图像处理技术,进行了无水和饱水沥青混合料的宏观和微观破坏初步对比分析,定量分析了破坏前后沥青、集料和空隙的变化情况。根据多孔介质理论,对广西典型半刚性沥青路面结构进行了ABAQUS建模和FLAC-3D的计算,分析了无水和饱水两种情况下的力学响应差异。结果表明:沥青混合料试件从无水向饱水转化时,破坏模式从压裂转变为剪切破坏模式;在行车荷载作用下,饱水沥青路面与其无水情况下力学响应特性的不同主要集中在沥青面层深度范围内;相对于无水情况,饱水情况荷载效应作用时间将会成倍增加,且沥青面层拉应力出现激增,使沥青路面更容易产生结构性损坏;饱水情况下的沥青路面层底产生较大的先压后拉的横向应变,导致沥青路面过早产生疲劳开裂。

  • 桥隧工程
  • 桥隧工程
    刘文丽, 贡金鑫, 张秀芳
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    为研究不同厚度、不同类型铺装层对T形梁温度梯度的影响,制作了2个钢筋混凝土T形梁试件并置于阳光下。从6月起至10月,对2个试件8个竖向断面146个测点的温度进行了连续监测。分析结果表明,日照下混凝土T形梁沿截面竖向高度的温度分布(温差)为非线性分布。沥青混凝土铺装层T形梁的竖向温度遵循对数函数和双折线分布函数,混凝土铺装层T形梁的竖向温度遵循指数函数和三折线分布函数。

  • 桥隧工程
    惠迎新, 王克海, 李冲
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    针对跨断层地表断裂带桥梁工程抗震设计及防御对策中存在的问题,整理、分析了国内外历次地震中跨越断层地表断裂带桥梁的震害资料,得出了发震断层类型、桥梁结构形式(上部结构、支座和下部结构)、平面线形等对桥梁结构损坏程度的影响规律,并指出在设计之初未对可能出现的断层地表破裂予以考虑或考虑不充分是地震中桥梁严重损毁的重要原因。在此基础上,提出了包括设防思路、结构形式、抗震措施等方面的跨断层地表破裂带桥梁抗震概念设计。

  • 桥隧工程
    赵明华, 刘涛, 杨超炜, 尹平保, 赵衡
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    首先,分析了陡坡效应的形成机理以及陡坡段横向受荷桩的受力特性。其次,基于Winkler弹性地基梁理论,通过对桩周横向荷载及岩土体抗力的合理简化,建立了考虑陡坡效应的横向受荷桩简化受力模型。然后,将桩身划分为若干段,将桩周荷载及岩土体抗力等效为节点荷载,分别积分计算出各节点的弹簧刚度系数,进而利用纽玛克数值计算方法进行递推运算得到桩身内力与位移。最后,以某实际工程为例进行对比分析发现:桩身最大弯矩及水平位移最大误差均不足5%,验证了纽玛克数值计算方法及程序是合理可行的,且考虑陡坡效应后的计算结果偏大,对工程安全性有利。

  • 桥隧工程
    刘扬, 江楠, 邓扬
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    开展了超载和氯离子侵蚀共同作用下RC梁的抗弯破坏试验,研究了荷载等级对RC梁钢筋锈蚀率、挠度以及剩余承载力的影响。首先,进行无氯离子侵蚀作用梁的抗弯极限承载能力试验,并基于规范对挠度的规定确定了RC梁超载状态与正常使用荷载状态之间的界限。在此基础上,采用电化学的方法实现钢筋的加速锈蚀,并进行了正常使用荷载状态及两级超载作用下RC梁受氯离子侵蚀后的抗弯试验。结果表明,超载对钢筋的腐蚀,挠度的增长有放大作用,对承载力的减小有着明显的影响。实际工程中的结构绝大多数都是承受荷载与腐蚀的共同作用,在对结构进行耐久性评估时,应同时考虑以上两种因素。

  • 桥隧工程
    姜海波, 韦荣彬, 刘博, 江志伟, 龚景森
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    通过1根控制试验梁与5根加固梁的静力试验,对底面外贴钢筋加固混凝土梁的抗弯性能进行试验研究。讨论加固试验梁在不同加固技术参数下(增补钢筋面积、锚栓布置与数量)的裂缝开展、刚度变化和承载力提高等情况,并分析各参数因素对试验梁加固的影响规律。试验结果表明:底面外贴钢筋加固试验梁经加固后其开裂荷载、刚度和抗弯承载力均显著提高;从跨中截面的混凝土应变规律可知,正截面应变符合平截面假定。提出外贴钢筋加固混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,由该公式计算的正截面承载力计算值与试验值吻合良好。

  • 桥隧工程
    范晓江
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    为研究空心板梁桥加宽在接缝结构受力局部承载的特性问题,考虑传统力学分析采用的受力图式和假设与实际结构有一定差异的情况,采用有限元建模的方法进行接缝结构设计的研究。接缝类型为铰接和刚接情况时,重点研究了新旧桥梁差异沉降、差异刚度、局部偏载等因素对拓宽桥梁受力影响。研究结果表明:(1)采用空心板边板翼缘直接刚接的加宽方式,较采用铰缝连接方式能更好地适应下部结构不均匀沉降的影响;(2)新旧主梁的模量差对于刚接缝和铰接缝均有增大横向弯拉应力的影响,采用铰缝连接方式增大幅度较大,采用刚接缝连接方式增大幅度较小;(3)不均匀沉降对横向弯拉应力影响较大,有明显的局部应力分布特性,为预防接缝早期强度破坏,两种接缝处均需要进行钢板加固。

  • 桥隧工程
    王永刚, 丁文其, 贾善坡, 邹臣颂
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    层状岩体中存在着定向结构面,导致其力学特性具有明显的各向异性。将层状岩体视为由基岩和定向结构面构成的一种宏观复合材料,以Drucker-Prager准则为基础,通过分别考虑结构面和基岩的力学性质,建立了层状岩体各向异性力学模型。该模型克服了常规层状岩体力学模型不能反映地层结构面特性及不能独立考虑基岩累进破坏特征的问题。在此基础上,提出了该模型的求解方法,基于ABAQUS二次开发,编制了计算程序,通过与经典理论进行对比,验证了该模型的有效性和实用性。将该模型应用于层状岩体地下工程的计算分析,所得结果可以较好反映层状岩体各向异性特性,且与工程实践基本相符。

  • 桥隧工程
    温世儒, 杨晓华, 吴霞, 吴兴娇
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    由于电磁衰减和足印的限制,导致掌子面前方5 m范围内的边墙溶洞往往难以被地质雷达所识别,从而影响地质预报的精度和施工安全。针对目前对其探测方法的研究较为少见的特点,为了能实现有效地对其进行探测,以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托,进行了大量的现场探测,总结出探测该范围内边墙溶洞的方法,现场开挖验证表明:该方法能较为准确地探测出边墙溶洞,从而降低施工中的风险。研究成果为提高超前地质预报的探测精度提供了新的方法,对地质雷达现场探测具有一定的参考意义。

  • 智能运输系统与交通工程
  • 智能运输系统与交通工程
    程文冬, 付锐, 张文霞
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    基于机器视觉的驾驶人面部特征识别受光照的影响很大。为克服由于动态光照引起的背景干扰,面部特征弱化的问题,采用一种基于Kalman Filtering的光照自适应AKF算法,通过高斯概率密度函数建立Gti,j)算子,实现驾驶室背景的分割;在HSI色彩空间中通过阈值分割算法提取面部肤色区域,最终建立了眼鼻坐标搜索模型;进行了不同的照度与头部姿态下的AKF-HSI算法试验,测试统计前景分割率kfrontground、肤色分割率kskin与眼鼻识别率δ,在2×104~10×104 lx的照度下,眼鼻的平均识别率δ达到82%~92%。结果表明AKF-HSI融合算法对动态光照下眼鼻识别具有较好的鲁棒性,照度E、头部姿态与硬件设备AGC是眼鼻识别的最主要影响因素。

  • 智能运输系统与交通工程
    张驰, 郭鑫鑫, 崔卜心
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    采用Fluent有限元仿真分析软件,建立轮胎-路面-流体三维有限元模型,模拟不同水膜厚度和汽车行驶速度条件下汽车轮胎所受动水压力的理论变化值,定量地分析了水膜厚度和车速对积水路面车辆侧转角的影响以及积水段路面上车辆的横向稳定性能。研究结果表明:当水膜厚度大于胎面花纹深度时,动水压强随车速的增大而增加较快,且动水高压区由轮胎中间向轮胎边缘呈近似三角分布。在无驾驶员操控情况下,当汽车左右轮分别高速(>90 km/h)行驶在干燥和积水路面,水膜厚度介于9~12 mm时,1 s后汽车的相对侧转角差超过最佳控制角度(25°),此时汽车操纵性开始下降;2 s后汽车的相对侧转角差已超过90°,车辆发生侧滑,易产生交通事故。

  • 智能运输系统与交通工程
    宋勇, 梁彦龙, 马学军, 张垚
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    为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点。轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素。

  • 智能运输系统与交通工程
    林志恒, 何兆成, 戴秀斌, 褚俊飞, 沙志仁
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    应用多层线性模型研究了降雨强度对城市道路交通流平均行驶车速的影响。研究资料包括道路特征数据(25个路段)、广州市城市道路交通流平均行驶车速数据(有效车速样本量超过160万)和降雨量数据(样本量93 462)。采集时间从2011年6月至2012年4月一共330 d。基于以上大规模数据,应用多层线性模型(HLM),建立了一个降雨条件下道路交通流车速的短时动态预测模型。结果表明:交通流信息存在嵌套、分层的数据结构,相较于传统交通流研究方法,多层线性模型对交通流影响因素的研究将更为合理;降雨对车速的影响具有普遍的空间变异性,这是因为每个路段具有不同的物理特征;交通流的影响因素之间存在着显著的跨层交互效应,这与传统理论对交通流的认识不同;本文提出的降雨条件下交通流车速的短时动态预测模型具有路段适用性广的突出优点,这与大多数传统交通流模型适用范围较为狭窄的特点较为不同。

  • 智能运输系统与交通工程
    姜军
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    工程供应链管理作为一种新的工程管理理念与方法,在提高企业核心竞争力和增加利润的同时,也会带来一定的风险。工程供应链风险具有模糊性的特点。以滨江港口物流园区建设项目工程供应链为研究对象,从工程建设项目全寿命周期管理的四个阶段进行分析,识别了其存在的风险因素。运用模糊数学的相关理论,构建了符合工程供应链特点的两级模糊综合评价指标体系。对滨江港口物流园区建设项目风险进行了实例分析,证实了该方法在评价工程供应链风险中的可行性。

  • 智能运输系统与交通工程
    时晓杰, 何杰
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    为了研究车辆侧翻风险因素对车辆侧翻的影响程度,运用ADAMS/Car软件建立了某轿车的多体动力学模型,基于仿真分析的方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并选取横向载荷转移率作为度量车辆侧翻风险的指标。通过正交试验的方法,研究了路面摩擦系数、车辆行驶速度、方向盘角速度以及质心高度对车辆侧翻的影响程度。结果表明,在给定的水平下影响车辆侧翻的因素按其影响的强弱程度依次为:车辆行驶速度、路面摩擦系数、质心高度、方向盘角速度,其中车辆行驶速度对车辆的侧翻具有显著性影响。

  • 智能运输系统与交通工程
    杨济匡, 孔成, 肖志
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    采用有限元分析方法,基于客车碰撞规范中A级护栏和B级护栏防护性能的要求,建立了两种护栏以及客车的有限元模型。利用LS-DYNA软件进行了客车与护栏碰撞仿真和护栏结构改进分析。根据碰撞条件规范,模拟了客车以60 km/h和40 km/h速度,20°的角度分别与两种护栏碰撞的过程,以计算得出的客车加速度,运动轨迹和护栏的最大动态位移为参数评价了波形梁的防护性能。结果显示客车与两护栏碰撞的加速度均小于20g,客车运行轨迹平稳正常,但B级护栏吸能为47.8 kJ,只占客车与护栏碰撞耦合系统中总吸能的41.4%。且A级护栏最大动态变形量为986 mm逼近允许值1 000 mm。这说明两种护栏的防护性能较差,且安全性能亟待提高,故对两护栏分别通过增加吸能结构进行了改进分析。改进后的B级护栏吸能为68.3 kJ,提高了43.3%;改进后的A级护栏最大变形量减小到898 mm,明显改善了绊翻和骑跨现象的风险。

  • 运输经济
  • 运输经济
    税文兵, 何保红, 何民
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    针对国际物流网络设计中忽视连续需求下库存成本影响问题,基于梯级库存持有成本和产品的价值增值过程,建立了连续需求下包含关税成本的多层级选址-库存模型。模型考虑了设施打开成本、运输成本、库存成本、采购成本、生产成本和关税成本之间的相互影响关系,同时对网络结构参数、运输量和订货批量进行决策。利用粒子群优化算法对多个不同的算例进行了求解。算例结果表明:在国际物流网络设计中,考虑关税影响能够带来明显的成本节约,而且随着需求、单位运输成本和库存成本的增加,这种节约会增大;建立的模型和设计的粒子群优化算法是有效和可行的,可以用于国际物流网络设计。

  • 运输经济
    胡骥, 胡万欣, 蒋晶尧
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    依据出租车行业规制特征,探讨了出租车行业在放松规制条件下的定价博弈模型。通过对政府与出租车公司之间的博弈关系分析,建立了斯坦克尔伯格双层规划模型。在出租车价格规制双层规划模型中,上层规划目标是社会福利最大化,下层规划目标是出租车公司利益最大化。模型考虑了出租车运营的实载里程。考虑双层规划模型求解的复杂性,使用遗传算法求解了放松规制后的规制价格上限值,然后结合案例,对放松规制定价博弈模型进行了研究。计算结果表明:该模型能够有效反映定价过程,模型与算法是有效的。最后考虑时间因素,建立了动态规制定价博弈模型。

  • 运输经济
    应夏晖, 孙莉, 李锦霞
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    发生自然灾害或人为的社会动荡事件以后,决策者希望在较短的时间内找出一条最优的应急物资配送路径,第一时间将应急物资配送到受灾地区。但是对于路径的走行时间、运输风险等权值,往往却很难给出确定的变量,因为这些变量往往在一个范围内波动。针对上述问题,我们研究了模糊环境下应急物资配送路径优化问题。首先简单介绍了模糊理论知识,并建立了模糊环境下应急物资配送的机会约束规划模型;然后结合模糊模拟技术和遗传算法,设计了解决该模型的混合智能算法;最后引入一个实例,验证了模型与算法的有效性和可行性。