2017年, 第34卷, 第3期 刊出日期:2017-03-05
  

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    道路工程
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    殷志祥, 高哲, 冯瑶, 谷松原
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    采用十二烷基三甲基胺乙内酯(甜菜碱)处治辽西某地膨胀土路基,以提高膨胀土路基结构强度。同时设计试验,揭示甜菜碱处治膨胀土的机理。在测定所用膨胀土基本物理性质参数的基础上,通过CBR试验、无侧限抗压试验、自由膨胀试验、干湿循环后的无侧限抗压试验等,验证甜菜碱对膨胀土的处治作用。试验结果表明甜菜碱能够提高膨胀土的强度和抵抗干湿循环的能力,同时降低膨胀土自由膨胀率,试验条件下的经济掺量为0.6%。此外根据双电层理论分析了甜菜碱处治膨胀土的机理。进而通过吸附试验和阳离子交换试验证明,甜菜碱分子内氮原子上的正电荷、长脂肪碳链、羧基均具有处治膨胀土的作用。

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    林清辉, 严佳佳, 董梅
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    利用空心圆柱扭剪仪对不同含应力旋转路径条件下黏土的非共轴变形特性开展了研究。试验应力路径包括:主应力方向单纯旋转、主应力方向往复循环旋转以及旋转的同时增加剪应力,分析了主应力系数、剪应力水平、应力旋转方向及其与剪应力耦合作用对黏土非共轴特性的影响。试验结果表明:各类含应力旋转路径都会引起原状黏土相应的变形累积,中主应力系数及剪应力值对应变的开展都有一定的影响。不同主应力方向旋转路径引起的主应变增量方向都与主应力方向存在显著的非共轴现象。排水条件、中主应力系数、循环次数对黏土非共轴特性的影响较小,剪应力值较小时非共轴现象更为显著,主应力旋转方向反向时,非共轴角会随之发生突变,应力旋转路径是决定黏土非共轴变形规律的主要因素。

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    贾亮, 贺世开, 朱彦鹏, 郭健
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    为探讨高填方路堤在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某高填方路堤进行了工后沉降现场监测,分别在行车道和路肩位置布置单点沉降计,监测了工后沉降变化情况,分析了高填方路堤沉降随时间和空间的变化规律。以填方路基工后沉降原位监测结果为基础,探讨了高填方路基工后沉降预测回归模型。研究结果表明:路肩位置沉降大于行车道位置沉降;路基沉降随时间增加而增大,高填方路堤填筑结束1 a后沉降趋于稳定;汽车荷载作用下路堤沉降不会出现较大的增长趋势;对数模型能较真实地反映高填方路基的工后沉降规律。

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    周爱红, 王帅伟, 袁颖, 尹超
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    以落石的水平运动距离、弹跳高度和运动能量3个运动特征参数为目标,引入正交试验法对其影响因素进行了敏感性分析及其较不利因素水平组合研究。然后选取影响落石运动特征参数的5个因素为影响因子建立数据样本集,引入支持向量机方法建立落石预测系统对岩质边坡落石运动特征参数进行了预测。最后结合工程实例对预测系统进行了验证。本文研究结果表明:正交试验方法可以确定影响落石运动特征参数的主次因素及较不利因素水平组合;基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的预测系统不需要进行Rockfall软件的建模计算过程,就可以估算出岩质边坡落石的运动特征参数,方便快捷。

  • 道路工程
    张期树, 徐则民, 夏香波, 任喆
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    为寻求边坡锚杆布设的优化形式,拟采用差异化锚长组合方式进行支护。首先探讨在边坡不同位置单独布锚,得出其对边坡整体稳定性的贡献存在显著差异,由此引出并强调边坡层位的作用。另外考虑到对锚杆长度进行差异组合在经济上更为合理,由此将边坡锚杆组布设成长-中-短型、中-长-短型、短-长-中型3种组合形式,通过分析安全系数差异、锚杆轴力比重和滑动面位置等变化情况,研究布置方式的变化对边坡稳定性的影响。结果表明:在组合布锚情况下,存在整体最佳锚固角θopt与层位有效锚长Leff,安全系数差异与滑动面位置的主控因素均随锚固角在各层位间不断转移,边坡破坏模式随锚固角增大由深层滑动突变为浅层滑动;当各层锚杆组采用单层布锚下的最佳锚固角进行组合布设时,加固效果一般,存在“组合-群锚效应”,此时对各层锚杆组按小角度岔开布设为宜。

  • 道路工程
    苗晓燕, 陈昌富, 王思逸
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    假定有限填土为单滑块或双滑块破坏模式,引入上限法和Mononobe-Okabe拟静力法,考虑地震与超载共同作用,推导得到了墙背倾斜粗糙、填土面倾斜时有限填土主动土压力上限解。通过与已有室内模型试验结果对比,验证了本文方法的合理性。同时,算例分析表明:有限填土挡墙上的主动土压力强度呈非线性分布;当有限填土宽度小于满足半无限体假设的临界值时,其主动土压力值小于库仑解,且填土宽度越窄二者差值越大;有限填土主动土压力随水平地震系数k和填土面上超载q的增大而增大,但滑裂面倾角随k的增大而减小,随q的增大而增大。

  • 道路工程
    廖幼孙, 雷金波, 杨康, 柳俊
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    为了深入研究有孔管桩群桩沉桩引起的超孔隙水压力变化规律,基于室内模型试验,对无孔管桩群桩和3种布孔方式的有孔管桩群桩沉桩时引起的超孔隙水压力进行了监测,分析了沉桩顺序、布孔方式等因素对超孔隙水压力时空消散的影响,获得了无孔管桩群桩和3种布孔方式的有孔管桩群桩沉桩时超孔隙水压力随时间、深度、径向距离和沉桩顺序的变化规律。通过对比分析可知,有孔管桩群桩沉桩产生的超孔隙水压力小于无孔管桩群桩,表明有孔管桩群桩在一定程度上能降低超孔隙水压力,其中星状布孔方式的有孔管桩群桩沉桩产生的超孔隙水压力峰值最小,消散速率最快,最有利于减小沉桩挤土效应,沉桩效应最佳。

  • 桥隧工程
  • 桥隧工程
    霍学晋, 程曦
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    采用ABAQUS软件建立精细有限元模型,考虑材料非线性和剪力钉的非线性荷载滑移关系及格室内混凝土的开裂与压碎,对4种不同构造的单格室模型进行非线性全过程分析,研究了3种传力构件(承压板、PBL连接件、剪力钉)的传力比例及共同工作性能,并分析了格室内各构件在加载过程中的破坏顺序及破坏形态。结果表明:4种模型的受力过程和破坏形态各不相同,考虑承压板作用的模型1中腹板的屈服区域随着荷载的增大并未明显扩大,荷载达到17 250 kN时,屈服区域仍较小;当荷载较大时,随着传力构件的减小,滑移量曲线的斜率逐渐趋于竖直;3种传力构件中,承压板的直接承压作用能够有效地提高构件的极限承载力;只有PBL连接件时,各连接件的受力较为均匀。

  • 桥隧工程
    张存超, 张士红, 郭晓光, 邵旭东
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    以洞庭湖二桥轻型组合桥面板为工程背景,在分析局部轮载对轻型组合桥面板层间剪应力影响的基础上,提出了纵向层间剪应力的简化计算模型——悬臂叠层梁模型,基于悬臂叠层梁模型得到的纵向层间剪应力比有限元值大30.4%;同时修正了基于简支叠层梁模型的横向层间剪应力计算方法,得到的横向层间剪应力解析值比有限元值大1.5%。最后,进一步提出了轻型组合桥面板中栓钉连接件剪力的计算模型,用以指导栓钉连接件的布置设计。

  • 桥隧工程
    蒋田勇, 安磊
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    针对FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋混凝土界面黏结性能的疲劳寿命问题,开展了CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋材与活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)之间的疲劳黏结性能试验研究。试验详细研究了锚固长度、循环次数、应力水平以及应力幅值等参数对疲劳锚固性能的影响。结果表明,在疲劳荷载的作用下,组装件之间的黏结性能将随循环荷载次数的增加更加趋于稳定;在相同荷载等级下,锚固长度越大,CFRP筋相对于RPC的滑移量越小;在相同荷载等级下,应力幅值越大,CFRP筋相对于RPC的滑移量越大;200万次循环荷载后的CFRP筋抗拉刚度总体上略微降低,但对CFRP筋使用性能影响很小;疲劳后组装件极限承载力有所提高,疲劳荷载使CFRP筋与RPC的黏结处于更加稳定状态。总之,CFRP筋在超高性能混凝土RPC中具有极其优良的疲劳黏结锚固性能。

  • 桥隧工程
    郝向炜, 张志, 李岩, 赵乐
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    以某大型钢管混凝土拱桥为对象,采用经动力试验验证的自编车桥耦合振动分析程序,进行了多组随机不平度样本下的车桥动力响应分析。根据分析结果,对不同桥面状况和车速条件下桥梁的动力冲击效应进行了统计分析。分析结果表明:车速、不平度等级确定时冲击系数服从正态分布。桥面状况等级对动力冲击效应的均值和均方差影响明显,不同保证率下车辆冲击系数差异较大。根据桥梁重要性等级,按照统计分析方法确定冲击系数,将有效提高车辆冲击系数取值的合理性和科学性。

  • 桥隧工程
    孙祯, 上官萍, 卓卫东, 陈力波, 谷音
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    我国早期建设的简支梁桥大多未进行抗震设计,对其进行抗震加固(如钢套管、碳纤维布、铅芯橡胶支座等)可减轻其震害。通过对加固前后的桥梁进行地震易损性分析,可以评价不同的抗震加固方法。首先参考桥梁抗震加固规范,对几种常见的抗震加固桥梁(如钢套管、碳纤维布等)进行建模;再采用增量动力分析(IDA)方法绘制加固前后的桥梁易损性曲线,定性对比分析得出:对墩柱进行加固会增加支座破坏概率;铅芯橡胶支座可大幅降低构件和结构的易损性;碳纤维加铅芯支座的组合加固方案可以最大程度降低桥梁结构的易损性,在不考虑经济条件的情况下为最优抗震加固方案。

  • 桥隧工程
    罗福君, 周晓军, 刘建国, 汪精河, 姜波
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    针对框架型棚洞在不同种类缓冲垫层防护下抵抗落石冲击力的力学性能,通过大比例尺室内模型试验进行了测试研究。分析了在不同种类缓冲垫层和不同冲击能量下落石冲击力的变化规律;依据试验数据和理论推导给出了反应落石平均冲击力与最大冲击力之间关系的扩大系数,改进了框架型棚洞在不同类型缓冲垫层防护下落石冲击力的计算方法。研究结果表明:改进的落石冲击力计算方法能够综合考虑影响落石冲击力大小的诸多因素;对于特定的落石冲击能量,不同类型的垫层属性所反应的落石冲击力大小实质是受到垫层属性函数f~(h,E,μ,γ)的影响,具体表现为f值越大,不同垫层种类下的冲击力扩大系数的离散性越小,反之越大。

  • 智能运输系统与交通工程
  • 智能运输系统与交通工程
    李成兵, 魏磊, 李奉孝, 路远征
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    为了提高城市群交通网络抵抗突发灾害的能力,以复合这样一种全新的视角探索城市群交通网络的脆弱性。首先,基于复杂网络理论,对城市群复合交通网络结构进行了深入分析,采用站点映射法构建了城市群复合交通网络模型。其次,针对城市群复合交通网络结构,确定了脆弱性测度指标和攻击策略。最后,以呼包鄂城市群为例进行了实证研究,构建了道路-轨道复合交通网络模型,对复合交通网络的拓扑特征和脆弱性进行了分析,识别了路网中的关键站点和线路。结果表明:城市群复合交通网络的构建可以降低单一运输方式交通网络的脆弱性,通过对识别出的关键站点和线路的加强防护,可以进一步降低城市群复合交通网络的脆弱性,减小突发灾害造成交通网络瘫痪的风险。

  • 智能运输系统与交通工程
    赵靖, 马万经, 廖大彬
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    为了使交通控制小区能保持较高的运行效率,基于宏观基本图的概念,提出了针对单个控制小区的驶入交通量反馈控制方法。该方法以交通小区通过量最大化为控制目标,具体分为两步:先根据控制小区最佳内部车辆数和最大驶出流量,利用反馈控制确定各控制周期总驶入流量;再依据等饱和度原则和通行能力约束,分配各边界进口允许驶入交通量。通过Vissim仿真,对有/无边界控制情况下小区运行情况进行了对比分析。研究表明:本控制方法可使路网保持高效的运行状态,在拥挤状态下可提高车辆驶出率近4倍,整个分析时段内车辆总延误降低49%,驶出车辆数增加147%,总行程时间减少35%;若交通小区高峰时段较长,边界控制有助于提高外围车辆驶入小区的效率,并减少小区边界处的排队长度。

  • 智能运输系统与交通工程
    虢英杰, 朱兰艳
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    从宏观和微观两个方面入手,进行了传统评价指标的选定,并根据百度地图API所采集数据的特点,创新性地设计了与之相适应的平均通畅程度和商圈集中度两个评价指标,确定了其相应的评价标准。利用层次分析法确定了评价体系中各个指标的权重,并进行了一致性验证以确保评价体系的合理性和正确性,最终形成了多指标综合评价模型。通过对昆明市学府路单行道的实例分析对比分析了数据,证明了本文所提出的评价模型具有较强的实用性和可靠性。

  • 智能运输系统与交通工程
    何民, 栾庆熊, 税文兵, 于海宁, 樊冬
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    为了提高人群行为模拟的真实性,针对现有社会力模型效果展现存在的行人间避让效果不佳以及个体、同伴群成员差异性避让行为刻画不足的问题,引入融入Agent的实时感知与动态避让算法对模型进行改进研究。基于面向对象的编程语言VC++,结合应用程序框架QT进行面向对象软件的设计与开发,最终搭建了行人仿真平台。通过行人运动状态参数的标定,实现了模型对行人步行行为更加真实的模拟,并进行了不同控制条件下单、双向行人流仿真试验。结果表明,改进模型能够更加真实地模拟冲突行人之间的避让,同伴群成员别于个体进行避让的行为特征得以体现;单向行人流的通行效率远高于双向行人流;避让行为的引入减缓了行人碰撞前后的速度变化,但降低了行人流的整体运动速度。

  • 智能运输系统与交通工程
    苏荣霖, 赖元文
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    为了提高公交站点停留时间可靠性,从站点客流入手,通过理论分析公交站点停留时间的特性,采用概率测度的方法,建立了基于上车时间间隔、下车时间间隔和损失时间的公交站点停留时间可靠性模型。选取福州市典型公交站点作为实例,结合统计分析软件SPSS和PALISADE检验了指标间的不相关性,作为指标间相互独立的必要条件。运用统计分析方法定量分析了高峰时段和平峰时段站点客流对站点停留时间可靠性的影响程度。采用可靠性计算公式对各调查站点可靠性进行了计算。研究结果表明:站点客流的上车时间间隔、下车时间间隔和损失时间对公交站点停留时间可靠性有较大影响。

  • 智能运输系统与交通工程
    管翔, 成卫, 雷建明
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    在环形交叉口左转二次信号控制理论的基础上,针对环形交叉口在非对称流量下的环道利用不均衡问题,提出了一种在流量差异的情况下,利用环道空间提前放行车流的方法,以达到减小信号周期、降低车辆延误、提高环形交叉口通行效率的目的,并对该方法进行了效果评价。最后以昆明市环形交叉口实际非对称流量为基础,利用VISSIM仿真技术进行了对比分析,验证了其有效性和实用性。

  • 环境工程
  • 环境工程
    邓友生, 段邦政, 吴鹏, 梅靖宇, 王欢
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    为研究泡沫混凝土声屏障的吸声特性,针对复合型声屏障的结构形式及声屏障的顶端结构类型建立优化模型。基于声屏障的吸声基本理论和环境声学的边界元理论,利用交通噪音的频谱特性,分析不同声屏障高度及不同受声点高度时声屏障插入损失分布规律的影响,研究了复合型声屏障的结构形式及声屏障的顶端结构类型对声屏障插入损失分布规律的影响。研究结果表明:泡沫混凝土吸声型声屏障在近声源侧,声屏障插入损失为零;在远声源侧,声屏障插入损失的分布分为干涉、衰减及稳定3个阶段。声屏障的高度和受声点高度仅能影响近距离的声场分布,在远声源侧稳定阶段各高度的声屏障插入损失相差不超过0.2 dB;复合型声屏障在近声源侧声屏障插入损失存在负值,吸-隔-吸组合形式的复合型声屏障降噪效果最优;顶端结构为圆弧形声屏障的降噪效果优于30°折壁型和直壁型。

  • 运输经济
  • 运输经济
    赵蕾, 薛锋
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    通过分析旅客运输方式与运输系统外部因素之间的关系,及经济、人口、基础设施建设等运输系统内部各种影响因素,运用系统动力学方法构建了旅客综合运输系统流图。采用效用理论分析了旅客出行方式选择机理,并运用Vensim软件构建了旅客综合运输系统分析模型。模拟结果表明:公路运输具有较高的运输效用,其次是铁路运输和航空运输;未来10 a内,铁路旅客运输效用将保持0.074%的年增长率,市场占有环比增长率为1.025%,航空旅客运输效用将保持0.182%的年增长率,市场占有环比增长率为4.282%。