通过铺筑足尺水泥混凝土路面，在连续观测混凝土板不同深度早龄期温度场的同时，基于自主开发的竖向变形观测装置观测了端部自由板和内部约束板在整个早龄期的竖向翘曲变形历史。在此基础上推导了基于五测点的等效线性温度梯度计算公式，提出了基于板的翘曲变形时程和温、湿度时程的水泥混凝土路面板硬化翘曲直接量测方法，为硬化翘曲存在形态的试验量测提供了一种新的分析方法。分析表明：端部自由板翘曲变形幅值（-0.3~1 mm）远高于内侧完全约束板的相应位置（-0.2~0.3 mm）。受约束程度、湿度梯度、温度梯度等因素的影响，板的翘曲呈现显著的非对称性。约束稳定区域等效线性温度梯度随龄期逐渐衰减和稳定至1℃/m，自由板边与自由板角等效内嵌温度梯度时变规律多样。水泥混凝土路面板等效内嵌温度梯度主要集中在-25~25℃/m范围内，约占水泥混凝土路面设计所采用温度梯度的25%，不可忽略，但具体幅值需依据具体路面结构、板块尺寸、早龄期温湿度历史以及混凝土材料性能等因素通过计算或现场实测进行评估。
为分析B777-300ER飞机转弯滑行时侧向荷载的分布规律，基于速度瞬心法对其转弯滑行时的侧向荷载进行计算与分配。计算过程中，将单个六轮小车式起落架简化为一个整体性的轮胎，计算出相应转弯条件下B777-300ER稳态转弯滑行时对沥青道面的总侧向荷载，同时将总侧向荷载有效分配到各个轮胎，考虑不同速度与前轮操作角对飞机各个轮胎侧向荷载的影响。计算结果表明：滑行速度和前轮操作角均对低速转弯时轮胎的侧向荷载有影响，且随着速度和前轮操作角的增加其影响越来越显著；B777-300ER的最大侧向荷载出现于前轮或主起落架靠近转弯中心的内侧轮胎，应将这两者作为沥青道面极限侧向荷载的重点分析对象，这对于确保滑行道面的安全运营具有重要价值。
针对广东省普通国省道路面质量指数（PQI）、路况指数（PCI）、行驶质量指数（RQI）和车辙深度指数（RDI）等指标，研究了典型路面结构的路况衰变规律，分析了路面养护指标与使用年限的相关性关系，提出了水泥路面的二次型衰变模型和沥青路面的三折线衰变模型。通过历年数据分析表明：旧水泥路面加铺5 cm及以下沥青面层是短期提高路面技术指标的养护措施；旧水泥混凝土路面加铺8~10 cm沥青面层可有效提高路面技术指标，减缓反射裂缝的产生，是水泥路面养护投资最少的养护措施；旧水泥路面破碎后加铺新水泥混凝土的养护方案，适用于重载交通或公路纵坡较大的路面改造；原沥青路面铣刨后加铺新沥青面层，路面使用到第4年，路况指标由优等状态发展为良等状态，是实施预防性养护的最佳时机。
利用有限元方法以车路耦合系统作为研究对象，开展路面不平整度影响下的车路耦合非线性数值模拟研究，建立了考虑路面不平整度因素的车路耦合非线性数值模型，包括车辆系统、道路系统、车辆与道路的接触3大部分，并模拟车辆行驶和轮胎的跳起等。在非线性模型计算过程中，设定车辆模型在道路表面以某一设定速度匀速运动，并利用道路不平整度频谱进行Fourier逆变换得到时域模拟的路面不平整度数值，以研究路面不平整度激励下车路耦合振动。研究所得主要结论：（1）在随机性路面不平整度影响下，通过对车路耦合非线性动力模型的计算结果数值以及动力模型所反映振动趋势的验证，得出该模型能较好地反映车路耦合作为一个大系统的振动情况，计算结果可信，具有较高的工程应用价值。（2）路面不平整度越差路面产生的振动位移也越大，算例显示同样条件下C级路面下的最大位移量是A级路面的1.31倍，但路面振动频率受不平整度的影响不明显。
为了研究水泥土抗拉强度的增长特点，讨论影响水泥土抗拉强度的主要影响因素，试验采用劈裂试验分析不同水泥掺入比的水泥土在不同养护条件下的抗拉强度的变化情况，对比水泥土抗压性能，讨论水泥土抗拉性能随各因素变化的规律。通过观察破坏形式，分析试验结果，探究了影响水泥土抗拉强度的主要因素，分析了水泥土在不同养护条件下抗拉强度随水泥掺量和养护时间变化的一般规律以及氯化钠对水泥土强度增长作用机理。试验结果表明：在清水和氯化钠溶液不同养护条件下，水泥土抗拉强度均随其水泥掺量和养护时间的增加而增加；其中，清水条件下水泥土强度持续增加，达到60 d时趋于稳定；氯化钠溶液条件下水泥土早期强度有一定的促进作用，但后期对水泥土的抗拉强度具有腐蚀效应。
为进一步提高利用探地雷达技术测量路面厚度及病害的精度与效率，保证测量结果可直接用于改扩建路面的设计，将扩展共同中心点法（the extended common midpoint，XCMP）引入了基于探地雷达的改扩建路面厚度及病害测量。利用XCMP，探地雷达可测定现有路面厚度和病害位置且无需借助钻心取样校准介电常数；同时，采用了一种多阵列的3D探地雷达，它能同时采集纵横两个方向的路面信息。借助不断发展的信号处理技术和数值处理技术，结合了3D探地雷达信号特征和XCMP法，建立扩建路面厚度及病害测量的通用方法并将上述方法用于连霍高速改扩建项目。结果表明，XCMP法可采集获得清晰的路面结构图像并推算出路面厚度及病害位置，设计的4个XCMP方案的检测误差分别为8.51%，7.62%，3.97%，4.36%，可见XCMP方案基本满足检测需求；同时XCMP法与其他方法对比结果表明其具有更高的精度，误差波动较小，误差可控性强。在此基础上，选取厚度检测精度最高的方案进行病害位置的判定，主要检测病害包括路基脱空、断裂和碎裂，反射裂缝，隐含裂缝。依据病害在探地雷达图像上的区别，采用感兴趣区域（ROI）提取进行病害定位，同时结合上述路面厚度检测结果确定病害的位置和尺寸。
极限分析法由于可以直接得出边坡是否稳定、安全程度如何以及潜在滑动面和破坏模式是什么样子，并不需要知道边坡每个高斯点的应力应变的具体量值，且相较于极限平衡法有着更严谨的理论基础，因此具有较大的应用空间。针对传统的上限有限元法中，采用的外切多边形逼近摩尔库伦屈服圆优化变量过多，计算效率过慢的缺点，放松单元内任一点均需严格满足上限性质的要求，采用等面积正多边形逼近形式，借助于四边形单元，系统的推导出了基于等面积正多边形逼近形式的上限有限元法计算模型。算例证明，该方法很好地继承了上限法从上方收敛的性质，且具有更快的收敛速度，在多边形边数较少时就能达到很好的收敛效果，建议在工程应用中推广。
为丰富浸水路基边坡稳定性分析方法，针对任意形状的滑裂面，视滑体为一个刚体，不划分条块，分别计算浸润线上下的弹性压缩势能与剪切势能，并考虑动水压力对系统势能的影响，得到滑体系统的总势能；然后基于最小势能原理求得滑体虚位移，通过力与位移的关系求出滑裂面上的法向力和极限抗滑力，计算浸水路基边坡潜在滑动方向上抗滑力与下滑力的代数和之比得到安全系数，提出了动水压力作用下的浸水路基边坡最小势能稳定性分析方法，并开发了相应的浸水路基边坡稳定性分析程序。通过算例对比验证及参数影响分析，结果表明：路基边坡在浸水以后，安全系数减小，稳定性降低；在考虑滑裂面处的剪切势能以及动水压力的作用后，最小势能法的计算结果与极限平衡法的计算结果相差在5%以内，并且随着土体的黏聚力或内摩擦角变化，其安全系数的变化趋势与极限平衡法及工程实际相吻合；在临坡水位下降的过程中，路基边坡的安全系数先减小，并在临坡水位下降到1/2坡高附近时达到最小值，之后又有一定的增大。该方法无需划分条块，计算过程简单，不需要迭代，便于工程应用，对完善浸水路基稳定性分析理论及其应用具有重要的意义。
能模拟车辆荷载通过效应的疲劳模型试验是研究正交异性钢桥面板疲劳性能的有效手段。利用国内首台自主研发的桥面结构专用轮式滚动疲劳加载装置，以广东虎门二桥坭洲水道桥为依托工程，研究了基于轮式滚动加载的正交异性钢桥面板疲劳试验设计问题。首先，根据实桥交通需求分析，合理确定实桥疲劳荷载谱；其次，计算疲劳敏感部位热点在疲劳荷载谱各车型作用下的应力历程，采用雨流计数法计算应力谱，根据Miner疲劳损伤累积理论转化为每种车型通过1次的等效应力幅，结合交通量预测计算实桥各构造细节在设计寿命期内的疲劳累积损伤；最后，根据设备性能参数，分别计算橡胶轮双轴加载和钢轮单轴加载下试验模型各细节的等效应力幅，通过与实桥钢桥面板各细节的疲劳累计损伤等效，从而确定试验加载轴类型、加载水平以及对应各细节的等效作用次数。研究成果对改进正交异性钢桥面板疲劳试验设计有重要参考意义。
带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁腹板成排开孔后，主要削弱了其抗剪稳定性和抗剪强度。为探明这一新型桥梁结构的力学特点，采用有限元方法对钢-混凝土组合蜂窝梁开孔腹板的抗剪性能进行了深入研究。对不同边界条件下的开孔腹板进行弹性剪切屈曲分析，考虑孔洞的影响引入径高比和宽高比参数，对实腹板剪切屈曲系数加以修正，并引入约束系数表征约束程度，推导得到了开孔腹板剪切屈曲系数的计算公式。建立开孔腹板抗剪极限承载能力有限元计算模型，考虑材料、几何双重非线性，对不同参数开孔腹板的抗剪承载能力进行了大量的有限元分析，在数据分析基础上量化弹性屈曲荷载和屈曲后荷载对开孔腹板抗剪承载能力的贡献。引入腹板的开孔率参数，提出了开孔腹板抗剪极限承载力的计算公式，同时分析了不同初始几何缺陷对开孔腹板抗剪性能的影响。结果表明：不同边界条件下的开孔腹板剪切屈曲系数公式与有限元值吻合良好；开孔腹板仍可发展一部分屈曲后强度，屈曲后强度可偏保守地表示为开孔腹板塑性强度的30%，开孔腹板抗剪极限承载力计算公式与有限元计算结果吻合较好，且总体偏于安全；不同的初始几何缺陷对开孔腹板荷载-位移曲线形式有较大影响，但对其抗剪承载能力影响很小。
设计了一种以CFRP筋用作预应力筋的新型板结构，对预应力CFRP筋混凝土板实现过程中的关键性问题-CFRP筋锚固系统进行了试验研究，并对预应力CFRP筋混凝土板进行室内抗弯性能试验，系统地分析了预应力CFRP筋混凝土板的开裂荷载、极限荷载、CFRP筋应力状态和破坏形态等，结果表明：受拉区配有普通钢筋的无粘结预应力CFRP筋混凝土板的抗弯受力过程大致可分成3个阶段：加载初期的弹性受力阶段，裂缝出现至拉区普通钢筋屈服的弹塑性阶段，CFRP筋主要承拉的变形快速发展破坏阶段；无粘结预应力CFRP筋混凝土板的破坏形式为CFRP筋的低模量导致的变形快速发展，裂缝延伸，有效受压混凝土面积减小导致的混凝土压碎失效；裂缝形态多为等间距的平行裂缝，裂缝初期发展较慢，在普通钢筋屈服后迅速开展。
为了探究坡地条件与平地条件单桩水平承载性能的差异，首先开展了黏性土45°坡地与平地的水平受荷单桩室内模型对比试验，探讨了两种境况下单桩桩顶荷载H位移曲线和弯矩沿桩身分布规律的不同。结果表明：与平地相比，坡地单桩桩顶的荷载-位移曲线坡度较小，且浅层区域内的桩身弯矩也小于平地单桩，此现象说明，坡体存在因土体缺失而抵抗桩身变形能力减小的坡度效应。然后利用数值分析重复性强的优势，分析了边坡角度对位移沿桩身分布规律的影响。对比分析发现：与试验分析结果相同，即在浅层区域内，边坡侧土体抵抗桩身变形的能力受到削弱，且这种削弱作用随坡角的增大而增大；但削弱现象只存在一个和坡角有关的临界深度以上，该深度以下削弱作用可忽略不计，即可视为平地基桩处理。基于数值分析对存在削弱作用的浅层区域土体的p-y曲线进行了探究，得到了其关键参数桩侧土体极限抗力和初始刚度适用于坡地的修正表达式，从而建立了适用于坡地条件下的p-y曲线法，且得到了临界深度与坡角存在的关系。最后，用该方法计算的桩顶荷载-位移曲线与已有的试验结果以及国外同行的其他算法进行了对比，结果表明理论值与实测数据吻合较好。
以某斜拉索特大桥火灾为背景，对受火损伤钢绞线进行了力学性能检测，量测了断面收缩率、极限抗拉强度等指标的变异情况，并根据受火损伤钢绞线抗拉强度折减情况评估其受火程度；对完好钢索进行了火灾燃烧模拟试验，获得了钢索火灾燃烧模式和钢索燃烧时温度场分布规律；同时对未受火损伤钢绞线进行了高温下及高温后力学性能试验，评估初始施工荷载作用的影响程度；最后，对受火损伤钢绞线火灾温度场进行推定，依据极限抗拉强度、断面收缩率等力学指标推定火灾温度场的可靠性及局限性。研究结果表明：钢索的火灾危险性极大，且钢索内各根钢绞线受火程度存在明显差异，根据断面收缩率-温度关系推定的火灾温度场能较好地反映钢绞线在火灾中的实际情况。
为进一步揭示公路桥梁工程中路桥结合部位水毁破坏规律，依据Fr相似准则，采用正交试验设计方法，着重探析模型伸入水流长度、与水流方向夹角、坡比及有无防护措施对模型水毁破坏的影响程度；ADINA有限元数值计算与模型试验对比分析，两者相吻合。研究表明：模型伸入水流长度分别设为20，40 cm和60 cm工况条件下，水流冲刷或浸泡作用对模型结构体造成的破坏程度逐渐加深，亦即模型伸入水流长度越长，水流对模型结构体破坏程度越严重；模型与水流方向夹角分别设为45°，90°和135°工况条件下，当模型与水流方向夹角为135°时，模型结构体受水流冲刷或浸泡作用后在其周围形成的堆积物体积量大且分散，冲刷深度显著，模型几乎完全破坏；设有一定坡比的模型，坡面能使水流流速产生有效分解，具有较强的抗冲刷能力；采取注浆层或围堰防护措施可对模型结构体起到完全的保护作用。
为了研究隧道发生塌方时逃生管道变形的特征与规律，对波纹钢管及其圆钢管的受力变形等情况进行对比研究，使用动态有限元模拟坍塌岩石体垂直砸向逃生管道的情形，分析波纹钢管在有垫层约束模型和圆管有垫层约束模型碰撞过程的凹陷变形（Y方向和X方向）以及加速度变化等指标。结果表明：直径1 m，壁厚为5 mm和壁厚10 mm的波纹钢管最大变形分别为174 mm和143 mm，直径1 m，壁厚为5 mm和壁厚10 mm圆钢管最大变形分别为214 mm和199 mm，波纹钢管凹陷变形较圆管分别小40 mm和56 mm；相同管径下，随着壁厚的增加，波纹钢管的优势就越明显。在受到岩石的撞击过程中，波纹钢管可以避免峰值过大而且整体结构更加稳定，波纹钢管在承受冲击荷载较圆钢管更有优势，用波纹钢管作为逃生管道更能确保位于掌子面施工人员的生命安全，结构安全性更好。
为提高城市干道协调控制的稳定性和效益费用比，将其与多时段控制有机结合，形成符合我国国情的高效控制策略，首先基于干道交叉口关联度模型确定了协调控制的边界范围，进而对需要进行协调的各交叉口历史交通流量进行了混合聚类分析，得到了相应的多时段控制方案。在此基础上，以干道带宽最大和沿线交叉口车均延误最小为目标，建立了干道多时段协调控制的优化模型，并采用多目标粒子群算法对其进行求解，确定了干道协调控制下各交叉口多时段控制方案的最佳切换时刻。仿真结果表明：本研究的控制模型与现状控制方案、交叉口混合聚类模型相比，沿线交叉口车均延误分别降低12.63%和2.45%，干道多时段的总方案带宽分别增加0.98%和23.51%，且方案切换对交通流造成的扰动的可能性降到了最小。
为了更好地实时估计和预测高速公路的交通运行状态，提升出行信息服务水平，基于高速公路网现有的DSRC检测器数据和点检测器数据，构建了一种基于卡尔曼滤波的实时数据融合方法。首先，在DSRC数据分析的基础上，提出了DSRC数据预处理的方法，包括检测器间距的计算，异常数据剔除，数据匹配方法等；其次，结合DSRC数据及点检测器的数据特征，给出路段的划分方法，在此基础上，构建了基于卡尔曼滤波的实时DSRC数据与点检测器数据的融合模型；最后，通过北京某高速公路上实测的DSRC数据与微波数据对提出的数据融合模型进行了验证。研究结果表明，DSRC数据和点检测器数据实时融合后的结果能更准确地表征子路段实时的交通运行状态，提高了DSRC数据空间表达的实时性，改进了点检测器数据的局部有效性的特点。
为了研究高速公路出口预告标志的前置距离，以驾驶心理学原理和驾驶人对标志的响应特性为基础，将驾驶人的驾驶操作行为过程分为5段，并建立了满足安全性和舒适性要求的高速公路出口预告标志前置距离计算模型，模型中采用了等待可插入间隙行驶距离模型和等速偏移正弦曲线车辆换道行驶距离模型。通过对标志牌的设置方式进行分析，提出了在不同道路条件、不同驾驶人特性条件下的出口标志合理设置距离建议值。运用UCWin/Road进行建模，Forum8驾驶模拟器进行仿真。仿真验证结果表明：仅双向四车道高速公路出口预告标志的设置距离与《道路交通标志和标线》规定值相接近，且设置距离较合理，双向六车道及以上，规定的设置距离偏小。
基于车辆悬架垂向变形量与车辆垂向载荷的相关关系，通过位移传感器搭建了具有过载保护功能的车辆载荷状态实时动态检测装置，采用经验模态分解法设计开发了用于车辆静态载荷和动态载荷分离的数据处理算法。为了分析构建的车辆状态实时动态检测系统在车辆行驶工况下检测结果的准确性和可靠性，以中国第一汽车厂赛龙载货汽车为试验车，分别在B级平直路面和3种不同的强化路面18种不同运行工况下进行了实车道路对比试验，试验结果表明：车辆在B级平直路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于5%；车辆在3种强化路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于8%。该系统为车辆载荷状态动态检测提供了一种新方法。
基于模型降阶的控制器由于忽略了高频未建模动态的影响，有可能产生溢出问题从而导致闭环系统不稳定，难以保证振动控制的效果，考虑高频未建模动态等不确定性问题影响，克服传统控制策略在振动主动控制中的不足，研究了柔性悬臂梁结构振动系统的H∞鲁棒主动控制策略。基于ANSYS软件数值模拟得到压电柔性悬臂梁结构的模态振型，避免了试验建模的繁琐性、复杂性及较高的成本投入，通过与理论结果的比较，验证了ANSYS软件分析结果的正确性。通过模态分析提取了压电柔性悬臂梁结构的前3阶模态振型，剩余模态作为模型的不确定性加以考虑，通过分析系统存在的模型不确定性以及选取适当的权函数，最终完成了柔性悬臂梁结构振动系统的鲁棒控制器设计。通过从频率域上分析闭环传递函数的奇异值，表明权函数有较强的抑制外部干扰的能力，通过从时域上分析开环和闭环振动系统的单位阶跃响应，表明闭环振动系统的振幅很快趋于稳定且在较长时间内没有出现溢出不稳定现象，仿真结果表明，基于H∞控制理论的混合灵敏度分析方法的鲁棒控制器能有效抑制悬臂梁的振动，振动系统的动态性能及鲁棒性能均得到了极大改善。
应对公路收费企业的巨大的偿债压力和持续增长的养护费用所导致的可用现金不足以偿还到期债务的财务危机，研究将其控制在合理范围内，有利于收费公路的健康可持续发展。收费费率优化直接影响公路收费企业收入水平，是控制企业财务危机的有效方法。首先，以现金流预测管理为切入点构建收费公路财务危机指数，对公路收费企业的财务危机等级进行评价，其次，以应对公路收费企业财务危机为前提建立收费公路费率优化模型。通过利用收费公路的费率优化手段化解公路收费企业财务危机，既使企业有能力偿还巨额到期债务而不出现较高财务危机，又使企业不因财务危机较低而产生超额利润。最后，根据现金流分析对A公路收费企业的财务危机等级进行评价，并通过费率优化模型进行计算，结果表明通过费率优化可有效降低公路收费企业因现金流断裂造成财务危机的风险。
