【目标】剖析共享停车系统中政府、企业与泊位业主之间的利益互动及决策行为，帮助盘活既有泊位资源，以期为推动共享停车模式发展提供理论依据。【方法】通过构建政府、企业、泊位业主三方演化博弈模型，考虑业主共享意愿、企业经营模式与政府管理力度等因素，运用复制动态方程刻画各方策略互动；进一步基于李雅普诺夫定理分析系统均衡稳定性，并利用数值仿真试验探究影响演化结果的主要因素，对各主体策略选择的演化过程及结果进行分析。【结果】各主体的初始策略选择概率虽然会影响演化路径和收敛速度，但不会改变最终演化结果；政府积极管理策略的演化速率与企业和泊位业主的初始意愿成反比；企业和泊位业主的策略选择演化速率与彼此的意愿成正比；政府通过调整补贴力度，可以激励企业发展“停车票+共享停车”模式，提高泊位业主共享的积极性；在企业选择“停车票+共享停车”模式运营时，会有更多的泊位业主参与共享；通过政府积极管理、企业引入停车票，能够促进泊位业主共享，推动系统演化至理想的稳定状态，实现各方利益共赢。【结论】政府采用补贴等形式在共享停车模式建设早期开展积极引导，对于该模式尽早度过初始建设阶段至关重要；在共享停车中加入停车票交易有利于提升泊位供给，扩大市场供给。政府引导结合企业模式创新有助于激励泊位业主积极参与，实现共享停车模式下的多方共赢，为政府制订相关政策与企业运营实践提供参考。
【目标】分析出租车超速概率建模过程中的因素对应回归系数在不同时间尺度下的稳定性，识别其中可支持交通安全管理的稳定因素。【方法】基于成都市2016年11月共28 d、5 719辆出租车的轨迹数据，识别超速行为并提取周次、周末与非周末、工作日3个时间尺度下的超速距离百分比，作为超速概率的度量；同时从轨迹中提取运营影响因素，建立各时间单元下的贝叶斯随机系数模型，并通过似然比检验评估不同时间尺度下模型系数的稳定性。【结果】各运营因素的系数在不同时间尺度下稳定性差异显著：高峰期行驶距离比例的系数最不稳定，其显著性随时间尺度变化明显；日均行驶距离的系数也较不稳定。相比之下，夜晚行驶距离比例、低限速道路行驶距离比例、平均每小时载客数、平均单次载客距离和平均空载距离等因素的系数较为稳定。弹性分析进一步表明，追求客运营收是导致出租车超速概率上升的主要原因。【结论】出租车超速行为的影响因素中，部分运营因素具有时间尺度上的稳定性，可针对稳定因素实施共性干预措施，而对不稳定的因素则需采取个性化干预，从而提升超速行为预防的安全管理成效。
【目标】通过对油品运输车辆轨迹停驻点的信息分类和数据处理，以加强其运输途中的安全管控。【方法】本研究基于油品运输车辆轨迹数据，提出了车辆停驻点阈值确定方法，在对停驻点类型标定基础上构建包含停驻点特征、兴趣点特征、停驻类簇特征3个特征子集的停驻行为特征集，分别建立支持向量机模型和随机森林模型，运用网格搜索算法确定最优参数组合，将停驻行为特征集作为自变量，将停驻类型作为因变量，区分车辆归场点、装货点、卸货点和其他点，通过比较4种分类评估指标，对比模型预测性能确定最优分类模型。【结果】包含3个子集的停驻行为特征集能够有效识别停驻点类型；随机森林模型分类性能优于支持向量机模型，分类准确率超过90%；停驻点特征、兴趣点特征、停驻类簇特征3个特征子集中对分类结果影响最大的特征分别是停驻时长、距加油站距离、簇内总计停驻时长；全部特征中对分类结果影响最大的是停驻时长；“是否首末点”与“簇内车辆熵”特征的引入对分类同样有较大贡献。【结论】研究结果可用于确定车辆在途装载状态，分析车辆出行特征，为危险货物运输安全监管提供支持。
【目标】在集散型一级公路中，互通式立体交叉入口与平面交叉进口间距设置不合理易导致交通受扰、冲突增加等潜在安全风险，目前对此尚无明确规定。为解决这一问题，本研究构建了可量化的最小净距模型，并提出工程可行的净距推荐值。【方法】首先，从互通入口和平交进口功能独立性出发，界定不同加速车道形式下的最小净距范围。随后，基于驾驶人在最不利情况下的行驶特性和驾驶习惯，建立了由恢复距离、交通标志判读距离、换道距离和驶出确认距离构成的最小净距计算模型，并通过数据调查，确定了计算模型中关键参数的取值，计算了最小净距理论建议值。最后，采用VISSIM仿真软件构建互通入口与平交进口路段仿真模型，采用冲突率作为评价指标，分析了不同交通量对应的最小净距推荐值，验证了理论最小净距值的合理性。【结果】主线单向3车道情况下，设计速度为60 km/h和80 km/h时的互通入口与平交进口最小净距一般值分别为680 m和880 m；最小净距值受交通量影响较大，随v/C值的提高而增加。【结论】本研究所构建模型能有效反映互通入口和平交进口的空间需求，提出的最小净距具有良好的工程适用性，可为集散型一级公路的设计提供依据。
【目标】针对高速公路分路段分时段差异化收费中局部路段因过度折扣导致整体收益下滑的问题，本研究提出融合多维度成本分析的路径选择模型，量化车辆路径选择与收益的关联机制，以优化原有收费策略。【方法】基于货车驾驶员出行路径选择行为，构建改进的Logit离散选择模型，将经济成本、时间成本、舒适性成本及安全性成本纳入其效用函数，计算路径选择概率，且通过动态调整步长参数，提出自适应步长的随机梯度上升算法，提升模型求解精度与收敛速度。结合福建省实施分路段分时段差异化收费的9条高速公路数据，设计优惠折扣和优惠路段调整的双重优化方案：针对价格敏感的六类货车，保持折扣不变；缩减四、五类货车日间和夜间折扣；对亏损路段提出替代的优惠路段，通过改进的Logit离散选择模型求解方案的引流成效。【结果】推荐方案日均吸引竞争路段车流727辆及减少低效优惠，可实现全年增加路方收入1 634万元，其中费率调整贡献1 450万元、路段置换贡献184万元，整体路网收入较政策调整前增加5.6%。【结论】该方法为高速公路差异化收费策略的优化提供了科学依据和实践指导。
【目标】针对云南省近年来公路建设发展迅速、筑路材料需求大、石油沥青供应量短缺等问题，结合云南省矿产资源丰富的地区特点，利用煤沥青、废胶粉等地方性低成本材料，开展道路沥青铺面工程的应用技术研究。【方法】首先，采用中温煤沥青和石油沥青制备了煤-石油基混合沥青，对混合沥青的路用性能与热储存稳定性进行评价，再将混合沥青进行SBS/CR复合改性，并对复合改性沥青的路用性能与热储存稳定性进行探究。其次，为了掌握影响煤-石油基复合改性沥青烟释放量的关键因素，设计沥青烟测定装置，模拟沥青路面铺筑现场施工条件变化对沥青烟释放量的影响。最后，通过温拌技术降低煤-石油基复合改性沥青及混合料的生产、拌和及压实温度进而减少沥青烟排放，研究了不同温拌剂的温拌效果及其对混合料路用性能的影响。【结果】复合改性后的煤-石油基混合沥青路用性能和热储存稳定性得到明显改善；温度是导致煤-石油基复合改性沥青烟释放量增加的主要原因，降低其生产及施工温度与缩短储存时间可有效降低沥青烟中有毒组分的释放；Aspha-Min温拌剂降温效果最好，采用沸石作为温拌剂，可制备路用性能良好的环保型煤-石油基中温复合改性沥青混合料。【结论】研究结果对拓展煤沥青材料在道路工程中的推广应用提供技术依据，为开发利用地方性材料作为筑路材料具有一定现实意义。
【目标】为促进环保高效的材料外掺剂在公路建设中的应用, 研究改性棉秸秆纤维对沥青胶浆及沥青混合料路用性能的影响及作用规律。【方法】首先，采用软化点、锥入度、动态剪切流变及弯曲梁流变试验评价了不同掺量纤维沥青胶浆的性能。其次，结合Burgers黏弹性本构模型方程对弯曲梁流变试验数据进行黏弹性参数拟合，得出4个模型参数和黏弹性指标的变化规律。然后，通过车辙、低温弯曲、浸水马歇尔及冻融劈裂试验测试了AC-13混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性。最后，使用铺面性能智能监测设备研究了改性棉秸秆纤维沥青混合料的长期耐久性能。【结果】改性棉秸秆纤维在2%掺量时沥青软化点达到最大值，并对降低沥青胶浆的相位角、提高车辙因子的影响效果最佳；黏弹性指标松弛时间和延迟时间随着纤维掺量的增加分别呈递增和递减的趋势，当改性棉秸秆纤维掺量为2%时对沥青低温性能造成负面影响的效果最小；改性棉秸秆纤维沥青混合料的路用性能最优，其动稳定度、最大弯拉应变、残留稳定度及冻融劈裂强度比分别比棉秸秆纤维沥青混合料提升11.8%，12.1%，5.7%，6.5%，比木质素纤维沥青混合料提升8.1%，6.9%，0.9%，4.9%，并且环道铺面车辙变形最小，车辙深度比未掺纤维沥青混合料降低53%。【结论】从改性棉秸秆纤维沥青混合料表现出的良好路用性能来看，改性棉秸秆纤维可作为路用纤维应用在沥青路面中。
【目标】针对混凝土收缩徐变引起的收缩开裂问题，研究不同矿物掺合料和骨料对混凝土收缩和徐变性能的影响。【方法】通过制作含不同非熟料成分硅酸盐水泥和不同骨料的混凝土试件，研究不同混凝土试件在不同龄期的抗压强度、抗拉强度、收缩和徐变。在此基础上，建立混凝土的热-力学模型，进而分析内部材料结构对这些现象的影响，研究骨料类型对混凝土硬化温度、收缩应变和徐变发展的影响。【结果】对于同类水泥同龄期的混凝土，花岗岩骨料混凝土的抗压强度和抗拉强度最高；玄武岩骨料混凝土的收缩应变最小；砾石骨料混凝土的徐变应变最大。对于同龄期同骨料的混凝土，含粉煤灰水泥的混凝土抗压/抗拉强度最高、收缩应变最小、徐变应变最大。混凝土硬化温度、收缩应变和徐变应变的计算结果均与实测结果一致，证明了模型的可靠性。不同骨料的混凝土硬化温度、收缩应变和徐变应变具有相同变化形态。【结论】综合考虑抗压强度、抗拉强度、硬化温度、收缩应变和徐变应变，玄武岩可视为最佳骨料，粉煤灰水泥可作为混凝土的最佳非熟料成分。研究结果为有效控制混凝土收缩徐变引起的裂缝问题提供参考。
【目标】为有效应对机场道面因飞机荷载、环境等因素综合作用造成的疲劳损伤问题，本研究通过纤维增强提升混凝土性能，以提升机场道面结构的耐久性, 延长其使用寿命。【方法】选用改性聚酯(FC)、聚乙烯醇(PVA)及新型聚烯烃(PP)这3种高性能纤维作为增强材料，进行控制应力模式的三点弯曲疲劳试验，对比分析了3种纤维混凝土在多个应力水平下的疲劳响应与破坏特征，探究了纤维对混凝土疲劳性能的改善效果。建立了存活概率在0.50和0.95下的P-S-N曲线簇与对应的疲劳方程，定量确定了材料在循环荷载作用下的疲劳极限强度。【结果】3种纤维均能有效提升混凝土的弯拉强度，其中FC纤维提升幅度最大，达到23.25%，PVA和PP纤维分别提升21.05%和18.51%。在不同应力水平作用下，纤维混凝土的疲劳寿命均有显著提升，其中FC纤维对混凝土疲劳寿命的提升效果最明显，可使混凝土疲劳寿命延长1~2倍。纤维混凝土的疲劳寿命分布规律服从两参数Weibull分布。对比得出3种合成纤维提升混凝土抗疲劳性能的效果由大到小排序为FC，PVA，PP。【结论】本研究表征了纤维混凝土的疲劳性能变异特征，可为高耐久性机场道面及其他承受重复荷载的混凝土结构抗疲劳设计与长期服役性能预测提供理论依据和数据支持。
【目标】针对青藏高原多年冻土区活动层粉砂土稳定性不足的问题，使用水凝胶基聚合物对青藏高原冻土区活动层粉砂土进行固化处治，旨在改善其在冻融循环条件下的水理性。【方法】通过无侧限抗压强度、渗透系数、4周给水冻融循环、扫描电镜、X射线衍射和压汞法等测试，探究了水凝胶基聚合物掺量对粉砂土力学性能和水理性的影响，并对其固化机理进行了探讨。【结果】水凝胶基聚合物能够显著提升粉砂土的抗崩解性能、抗渗透性能和抗冻融循环性能，对粉砂土具有良好的固化效果。当聚合物掺量为10%时，相较于素土的28 d无侧限抗压强度提高了80%，渗透系数降低了100倍。此外，在10次4周给水冻融循环后，试件质量变化率仅为8%，展现出优异的冻融稳定性。然而，聚合物掺量不宜超过15%，否则对7 d的无侧限抗压强度具有一定的不利影响。水凝胶在颗粒间形成致密填充并附着于颗粒表面，显著降低大孔隙(>1 000 nm)比例，减小平均孔径并提高迂曲度，从而延长渗流路径，细化通道，协同提升土体强度与水理稳定性。【结论】水凝胶基聚合物在多年冻土区粉砂土的固化与渗透控制方面具有良好的应用潜力, 研究结果为相关工程实践提供了可行的技术路径与理论依据。
【目标】研究不同路基结构的降温效能与冻土保护效果, 验证路基结构的工程适应性, 提升道路服役性能。【方法】在青海省二治公路试验区现场开展热棒-通风板路基、热棒-保温板路基、通风板路基原位实测, 对3种新型路基结构的降温性能与路面沉降特性进行对比分析。【结果】3种路基结构均能有效降低路基温度并维持多年冻土路基稳定。从降温作用效果来看, 热棒-通风板路基中心孔在全孔深范围温度最低, 路基中部冻结期最长为6个月, 热棒-通风板对路基的降温作用效果明显, 监测期内热棒-通风板路基的0 ℃等温线最大抬升了1.7 m, 路基温度平均降幅为6.6 ℃, 冷却路基效果最好; 热棒-保温板路基冷暖季温差差值最小, 路基沉降变形比热棒-通风板路基减小了49.0 mm, 提升了路面平整度; 通风板路基为开放状态, 其降温效果存在局限性。从对下伏多年冻土的影响来看, 3种路基结构中热棒-通风板路基由于降温作用明显, 能够有效阻止冻土退化; 热棒-保温板路基能稳定维持地基温度, 减缓冻土退化; 通风板路基对减缓冻土退化作用有限。【结论】综合降温效能与工程适用性分析, 建议在寒区道路建设及冻土路基养护工程中优先采用热棒-通风板复合路基。
【目标】土工格栅-连接件复合体是复合式刚性面板挡墙结构的重要组件, 但其与砂土的界面力学特性尚不明确。为此, 开展针对性研究以揭示二者界面作用机制及主要影响因素。【方法】将单向土工格栅按照不同的剔肋方式分为3种类型, 分别与连接件组装成复合体, 并采用自主研发的设备开展拉拔试验, 研究了法向应力、格栅纵肋百分比对筋土界面作用特性的影响。【结果】模型箱底部测得的应力比顶部施加的应力要小; 筋材的拉拔力随着法向应力的增加而增大; 相同法向应力作用下, 拉拔端位移越大所需拉拔力越大, 土工格栅纵肋占比越多拉拔力越大; 并且在相同法向应力条件下, 土工格栅-连接件复合体的拉拔力远大于只有连接件作用时的拉拔力, 20 kPa时, 全肋工况拉拔力峰值比连接件工况增长了134.31%;连接件应变随着拉拔力的增加而增大; 有土工格栅的工况相比于没有土工格栅的工况黏聚力提升较大, 全肋工况黏聚力比连接件工况提高了115.12%;界面似摩擦系数随着法向应力的增大逐渐变小。【结论】土工格栅-连接件复合体在较小的拉拔端位移情况下能够提供较高的拉拔力, 确保结构整体稳定性; 法向应力对土工格栅纵肋应变影响较大, 在实际工程中, 要考虑筋材上覆荷载对筋材应变的影响。研究结果可为加筋土工程的设计和施工提供一定的参考。
【目标】研究橡胶改性沥青桥面铺装层抗车辙性能和动态应变响应特性, 以揭示动载作用下橡胶改性沥青混合料桥面铺装层不同位置处的形变规律。【方法】首先, 利用室内车辙试验获得桥面铺装材料变形时程曲线, 拟合分析得到不同温度下桥面铺装上面层ARHM-13沥青混合料和下面层ARHM-20沥青混合料的模型参数。然后, 基于时间硬化蠕变模型和Burgers模型的有限元分析, 引入修正因子, 提出新的修正时间硬化蠕变模型。最后, 从室内车辙动态响应试验入手, 进行桥面铺装上面层和下面层层间动态应变的数据采集, 建立沥青桥面铺装层三维有限元模型并编制子程序进行车辙模拟分析。【结果】修正时间硬化蠕变模型能够准确模拟橡胶改性沥青混合料在不同温度条件下的形变发展。Abaqus仿真软件能够较好地反映沥青混合料的动态应变, 仿真结果与不同温度下沥青混合料受往复荷载作用时实测动态应变状态相符。在相同的时间内, 复合板在60 ℃产生的应变明显大于50 ℃产生的应变。动态应变值大小与轮碾位置有关, 远离轮碾位置应变较小, 靠近轮碾位置应变较大。【结论】通过有限元仿真进行车辆荷载作用下橡胶改性沥青桥面铺装层结构动态应变响应分析与变形规律预测是可行的, 研究结果将为桥面铺装层预防性养护时机选择提供一定理论支撑。
【目标】针对腐蚀环境下悬索桥主缆锚固系统锚杆隔离防护体系的耐久性问题, 制备了由混凝土-密封胶-钢板构成的锚杆组合防护试件, 研究其在海水浸泡区、海水位变动区的协同作用机理。【方法】通过开展长期浸泡和干湿交替加速老化试验, 探讨不同腐蚀环境、腐蚀龄期及受力状态下组合试件的老化程度, 并通过混凝土拉拔试验, 揭示硫化型密封胶与混凝土界面黏结荷载的变化规律。【结果】不同老化条件下混凝土与密封胶的接触面均较为光滑, 未出现明显的拉拔裂缝和密封胶残留物, 且密封胶并未与混凝土发生反应生成具有腐蚀性的产物。随着老化龄期增加, 混凝土与密封胶的黏结荷载逐渐降低且均小于1.0 kN, 表明密封胶与混凝土界面具有良好的无黏结效果。拉拔试验后密封胶内部钢板表面未出现明显的锈蚀痕迹, 验证了锚杆密封胶的防护作用。长期浸泡对于混凝土与密封胶界面黏结荷载的影响远大于干湿交替环境, 最大相差达23%。偏心受力方式影响试件的破坏形态, 也会造成混凝土与密封胶界面的黏结强度增加, 增加幅度最大可达18.5%。【结论】提出的腐蚀环境下主缆锚固系统锚杆隔离防护体系可以满足长寿命的设计要求。研究成果可为大跨径悬索桥主缆锚固系统锚杆隔离防护设计提供理论依据。
【目标】为解决现有的桥梁影响线识别方法依赖于单车的精确轴重数据, 难以适应实际交通中多车通行居多、单车通行少见的交通状况, 提出一种在不影响交通的情况下识别在役桥梁影响线的方法。【方法】首先, 基于多车通行的实际情况, 将多辆车的轴重与轴距信息整合, 构建能够全面反映多车荷载分布的轴重矩阵。其次, 利用桥梁在交通荷载作用下的位移响应测试数据, 结合所建立的轴重矩阵, 构建基于测量数据与参数之间统计关系的似然函数, 再由似然函数和先验分布求得影响线的联合后验概率密度函数。最后, 针对该后验概率密度函数难以直接解析求解的特点采用马尔科夫链蒙特卡洛方法求解联合后验概率密度函数, 求得桥梁影响线。【结果】采用数值模拟与模型试验两种方式进行核验, 结果表明所提方法能够在多车同时过桥的复杂荷载条件下准确识别出影响线, 同时, 在不同等级的随机噪声干扰下, 识别结果表现出良好的稳定性与抗噪性。【结论】该方法克服了传统影响线识别方法中对单车荷载与轴重信息的严格依赖, 为在真实、连续的自然交通流状态下进行桥梁影响线识别与结构性能评估, 提供了一种切实可行且高效可靠的技术解决方案, 显著提升了该技术的现场适用性与工程实用价值。
目的: 针对超大跨度索体系桥梁在强风作用下易发生显著风致振动，严重影响结构安全性与使用性能的问题，系统分析开槽宽度对分体式钢箱梁的气动性能演化规律影响和作用机制，为抗风设计优化提供理论依据。【方法】采用计算流体动力学数值模拟方法，选取5组具有不同开槽宽度的分体式钢箱梁断面作为研究对象，系统分析其在静止与竖向强迫振动2种状态下的气动响应特性。研究内容涵盖三分力系数变化规律、截面表面风压分布特征以及绕流流场结构演化3个方面，揭示开槽宽度对结构气动性能的影响机制。【结果】随着开槽宽度增加，静止状态下主梁截面更易形成强涡流，升力与升力矩波动呈“先增后稳”趋势。进入竖向强迫振动后，流场-结构耦合显著增强，升力和扭转载荷振幅整体放大，但适度增大的槽宽可明显削弱这种放大型振动并降低气动力脉动。【结论】增大开槽宽度不仅有助于平滑静止工况下的升力波动，也能在振动工况中抑制竖弯与扭转响应。综合静动两种工况，建议槽宽-梁高比控制在中等区间(1.7~2.2)，可在保证竖向稳定的同时兼顾扭转安全，为超大跨索体系桥梁抗风设计提供参考。
【目标】为研究CFRP-钢界面黏结剂的蠕变特性，获得表征蠕变特性的黏弹性本构模型，以12个CFRP-钢双搭接试件为研究对象，根据杠杆原理自制加载装置开展2 160 h的持续加载，研究3种界面剪应力水平对CFRP-钢界面黏结剂黏弹性的影响。【方法】采用黏弹性理论推导了广义Hook-Kelvin模型的归一化蠕变柔量，采用最小二乘法对试验数据进行非线性拟合分析，给出了归一化蠕变柔量参数的表达式，明确了各参数与剪应力水平的关系，并将蠕变柔量的预测结果与试验数值进行了对比分析。【结果】CFRP应变分布呈非线性关系，加载端附近区域的应变值较大，应力仅在加载端一部分区域内传递，各测点应变随加载时间增加而增大，但增大速率逐渐减小。当试件的持荷剪应力与极限剪应力的比值为0.40，0.55和0.70时，试件的第1个测点蠕变应变与弹性应变的比值为0.115，0.201，0.246。归一化的蠕变柔量分别是初始值的4.81倍，5.27倍，5.94倍。H-K-K模型中剪切弹性模量与剪应力水平具有线性关系，黏性系数与剪应力水平呈现二次多项式关系。H-K-K模型预测的蠕变柔量偏离试验值较小，均方根误差的平均值为0.103。对外贴CFRP加固钢结构体系黏结界面进行长期加载下蠕变应力分析时，建议采用五元件H-K-K模型。【结论】在持续荷载作用下黏结剂表现出蠕变特性，施加的应力水平越高，蠕变变形越大。可采用H-K-K流变力学模型作为黏弹性本构模型对CFRP布加固钢结构黏结界面进行蠕变应力分析。
【目标】齿坎式锚碇的承载性能传统上被认为主要依赖于自重与基底摩擦，但临界埋深的确定及加桩协同增强的作用机理仍不明确。为此，本研究旨在系统揭示埋深与加桩对其承载性能及抗滑机理的影响规律。【方法】依托建造在岩石地基上的某特大桥齿坎式重力锚工程，采用1∶100的相似比，基于相似理论和量纲分析原理推导了各物理量之间的相似关系，自行设计重力式锚碇室内加载试验装置，并通过液压伺服系统控制分级加载。在此基础上，分别开展了相同试验条件下浅埋无桩(QW模型)、浅埋有桩(QY模型)、深埋无桩(SW模型)及深埋有桩(SY模型)4组物理模型试验，对不同埋深、有无桩基条件下锚碇的变位-荷载关系曲线、地基应变分布特征及桩身变形受力规律进行分析。【结果】4组试验锚碇模型的极限承载力分别为4P(QW)、7P(QY)、7P(SW)和8P(SY)，其中P为缆索拉力设计值。增大锚碇埋深或是加桩均可使得锚碇的极限承载力得到较大提升(提升了3P)。与锚碇深埋加桩工况相比，锚碇浅埋条件下加桩更易于发挥桩的承载能力，同时锚碇浅埋可以减小岩石地基基坑开挖量，更加经济。对于加桩工况(QY和SY模型)，最先调动的是深层地基，且待桩变形到一定程度后，地基应变增加速率才逐渐增大，前排桩主要承担压力，后排桩主要承担抗拔力，中间位置桩承担的荷载较小且待后排桩承载力发挥殆尽后才逐渐发挥作用。【结论】该研究为岩石地基重力式锚碇的优化设计提供了明确方向，在确保工程安全的同时，能显著提升经济效益，对推动桥梁工程向更绿色、可持续的方向发展具有重要参考价值。
【目标】针对兰青线某隧道明洞工程在复杂山区环境中面临的落石灾害风险，本研究提出采用波形钢板-钢筋混凝土组合结构对既有明洞实施加固，旨在改善传统钢筋混凝土结构抗冲击性能的不足。【方法】通过波形钢板的柔性变形特性与混凝土的刚性承载能力协同作用，构建优化的防护体系。基于LS-DYNA建立三维精细化有限元模型，精确模拟落石冲击过程中的材料非线性行为、接触界面响应及能量传递机制；对模型进行对比分析并与经验公式验证，保证计算结果的可靠性。【结果】在等效冲击能量条件下，组合结构较传统钢筋混凝土结构具有显著优势：最大有效应力峰值降低约30%，瞬时结构载荷显著减小；落石侵彻深度减小50%~80%，表面抗穿透能力有效增强；内部损伤体积缩减79.73%，材料整体性明显改善。随着冲击能量增加，组合结构的抗冲击性能稳定性进一步凸显：侵彻深度增长速率降低14.77%，钢筋应力增幅减小42%；损伤模式由贯通型裂缝转变为非贯通型局部损伤，有效抑制混凝土开裂与钢筋塑性变形的扩展，防止结构失效。【结论】该组合结构通过高效应力分散与能量耗散机制，全面优化了抗冲击性能，为山区铁路隧道落石灾害防治及既有线改造工程提供了创新性技术路径。
【目标】针对超大直径曲线盾构隧道掘进过程中因非对称地层损失引起的复杂应力传递机制开展研究，旨在揭示曲线隧道上方土拱效应的形成规律、内外边界特征及其不对称性，并量化其对隧道周围土体应力与位移分布的影响。【方法】基于离散元方法，通过控制盾尾间隙与曲线内侧超挖间隙实现不同非对称地层损失率的模拟，从而模拟开挖诱发的土体扰动，并与现场实测地表沉降进行对比，验证了该模型的可靠性；基于此模型，研究了超大直径盾构曲线掘进时隧道周围的土拱效应及其内、外边界的判定，进而证明了曲线盾构隧道开挖引起的土拱具有不对称性，并进一步分析了其对隧道的影响。【结果】随着地层损失率增加，隧道上方松动区范围扩大，扰动呈典型倒三角形分布，松动区上方形成应力重新分配的土拱区。将切向应力拐点和切向应力恢复到初始切向应力90%两点所在位置作为土拱内、外边界，可将隧道上方土体由下至上分为3个区域：松动区—土拱区—稳定区。与直线隧道产生的对称土拱不同，曲线隧道超挖导致非对称地层损失增大，并且最大主应力方向更多地改变，从而形成了非对称的拱形应力传递轨迹，即非对称土拱，且非对称土拱使得径向应力下降幅度更大。【结论】研究结果为曲线盾构隧道衬砌受力评估、支护设计及施工控制提供了可靠的数值依据与理论参考。
目的: 为有效监测港珠澳大桥沉管隧道岛隧结合段在波浪、沉降、交通荷载等复杂因素长期作用下的结构变形，保障其运营安全，研究并提出一套高精度、长期稳定的自动化监测方法。【方法】基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术，研制了3种专用传感器并构建了分布式监测系统。该系统包括用于监测管节接头三维相对位移的FBG位移传感器，基于改进共轭梁原理用于感知隧道上方沉降的FBG变形感测杆，以及用于测量人工岛挡浪墙倾斜状态的FBG倾斜计。详细阐述了传感器的设计原理、温度补偿方案与现场布设工艺，并在沉管隧道E1，E33管节关键断面及东西人工岛挡浪墙部署了监测网络，实现了数据的自动化采集与远程传输。【结果】所研制的FBG三维位移传感器在±25 mm量程内，灵敏度为51.707 pm/mm，测量精度达0.01 mm，长期运行稳定；管节接头轴向位移与气温变化强相关(范围0-5 mm)，而横向与竖向变形较小(±0.5 mm内)；FBG变形感测杆(10 m长)测量分辨率为0.01 mm，实验室标定准确度为0.63 mm；FBG倾斜计在±15°量程内灵敏度为146 pm/°，精度为0.01°。2023年3月11日至4月22日期间的现场监测数据显示，挡浪墙整体变形微小，最大沉降量仅为0.63 mm，结构处于稳定状态。【结论】基于FBG的传感监测系统能够有效实现沉管隧道关键部位多维度的长期、同步、高精度监测，为港珠澳大桥的结构安全运维提供了可靠技术手段。
【目标】针对山岭隧道排水系统泥沙淤积诱发的排水失效、衬砌病害等问题，开展多因素耦合作用下排水沟的淤积演化规律研究，为工程防淤设计提供理论支撑。多因素耦合作用下排水沟的淤积演化规律研究，为工程防淤设计提供理论支撑。【方法】采用足尺试验与数值模拟相结合的技术手段，系统设置含沙量、流量、坡度及4种典型截面形式(窄方形、半圆形、倒梯形、方形)的变量组合，通过试验数据校准模型参数，确保模拟结果的可靠性，系统解析上述因素对淤积的耦合影响机制。【结果】(1) 淤积量与含沙浓度呈线性正相关(拟合斜率0.87)，与流量及坡度呈指数负相关(R2>0.90)。(2)不同截面形式排水沟在相同边界条件下，水流最大流速及防淤堵能力从大到小排序为窄方形、半圆形、倒梯形、方形。(3)提出工程防淤策略，适度增大坡度并采用定期集中排放模式，利用峰值流量增强携沙能力。(4)在满足排水及防洪标准前提下，优先选用倒梯形或半圆形截面，可通过缩减底部过水宽度提升流速，实现排水通畅性与运行可靠性协同优化。【结论】本研究明确了多因素对隧道排水沟淤积的耦合影响规律，为山岭隧道排水系统的结构选型、参数优化及防淤设计提供了科学的量化依据。
