湿陷性黄土桥梁桩基竖向载荷下的承载特性研究

湿陷性黄土结构非常特殊,其沉降具有不连续性、突发性、不可逆等特点,因此常对桥梁桩基造成威胁。如何确定黄土湿陷性变形桥梁桩基在竖向载荷下的承载特性一直困扰着国内外学者。根据前人的研究现状,将新疆高速湿陷性黄土地区的桥梁桩基项目列为研究对象,首先对其进行非均匀变形下的承载实验,介绍了实验原理和模型装置,并给出实验流程。基于实验结果,研究桥梁桩基的承载特性,分析了单桩承载力、单桩桩身轴力、单桩桩侧摩阻力、群桩承载力等特性。通过对单桩、群桩的桩基静载试验研究,得出单桩摩擦阻力最大部分在桩身中下部,湿陷性黄土沉降随着桩数的增加而降低。希望为今后湿陷性黄土桥梁桩基承载特性研究提供理论帮助。     

湿陷性黄土地区桥梁桩基础承载力分析

基于高速公路湿陷性黄土地区桥梁施工实践,分析了湿陷性黄土桩基侧向负摩阻力与桩侧阻力对桩基承载力的影响,提出了桥梁单桩竖向极限承载力和桩身强度的计算方法。通过在桥梁承台和桩基土壤内设置监测点,对桩基承载力与土壤含水量进行监测,收集和整理监测数据,绘制监测曲线,说明桩基承载力符合设计要求。     

浅析强夯法在湿陷性黄土公路路基处理中的应用

阐述了湿陷黄土的湿陷机理,结合某公路为例,对拟定施工参数计算调整,通过对夯后检测分析,获得适用于本项目全路段湿陷性黄土强夯处理的相关参数.     

湿陷性黄土可按一般地区设计的探讨

不是所有的湿陷性地基都必须进行处理,根据复合地基的受力机理和非自重湿陷性黄土的特点,土的湿陷起始压力大于桩间土承载力取值时,不应累计其湿陷量。通过工程实例介绍了非自重湿陷性黄土场地上复合地基湿陷量的计算方法。工程实践表明:此处理方法工程质量能够得到保证,经济效益良好。     

湿陷性黄土地基处置技术研究

首先对湿陷性黄土地基湿陷机理和湿陷变形特性进行分析;然后对强夯成孔挤密灰土桩治理湿陷性黄土地基作用机理进行研究;最后结合实际工程施工对强夯成孔挤密桩法处置湿陷性黄土地基现场施工及检验进行阐述。根据检测结果,应用强夯成孔挤密桩法处置湿陷性黄土地基取得了较好的效果。     

甘肃省湿陷性黄土的分类与区域评价

结合公路的结构特点，依据湿陷性黄土的力学性质，确定了湿陷性黄土的分类指标；根据甘肃省主要地区的实测黄土湿陷系数及其分布规律，进行了甘肃省湿陷性黄土的分类和区域评价；绘制了甘肃省公路湿陷性黄土类型分布图．     

浅析湿陷性黄土路基施工的处理措施

通过湿陷性黄土地基的湿陷性以及湿陷机理分析,对湿陷类别和等级的判别,提出对湿陷性黄土地基处理的方法及质量检测与控制在施工中的建议。     

黄土湿陷性及其影响因素分析

结合黄土的微观结构及其湿陷性质特征,阐述了黄土湿陷机理特征,从荷载作用、水的作用等角度详细分析了黄土湿陷性的相关影响因素,可为黄土地区工程建设提供借鉴。     

湿陷性黄土地基的处理

我国的湿陷性黄土分布很广，约占世界黄土分布总面积的4．9％。从地貌上看，主要分布于黄土塬、梁、卯及河流高阶地区．其厚度10--40m不等，湿陷性强烈，且具有自重湿陷性，地基的湿陷等级多为Ⅲ～Ⅳ级，给地基处理带来一定的难度。笔者结合规范GB50025-2004的规定，     

强夯法处理湿陷性黄土

阜朝高速公路,非自重Ⅱ级湿陷性黄土,本文结合阜朝高速公路工程实际,分析湿陷性黄土地基的湿陷机理,并阐述了如何运用强夯法处理湿陷性黄土。     

基于背景值修正的协同预测模型

斜坡岩体变形到滑坡的发生,实质上是由组成斜坡的各子系统协同作用的结果.通过将协同学引入斜坡的稳定性预测评价中,提出了协同预测模型[1].而背景值公式是影响该模型预测精度的关键因素之一,传统的背景值公式实际是采用梯形公式近似的计算曲线所围成的面积,经研究则通过曲线函数积分的方式对协同预测模型中的背景值进行了修正,使其计算的面积更加的接近实际值,以提高原有协同预测模型的精度和预测的准确性.并以甘肃省永靖县黄茨滑坡为实例进行了检验,其绝对误差减少了2d2h,相对误差减小了2.7%,充分说明改进的预测模型用于滑坡短期预报的有效性、可行性,而且修正后模型所需位移数据时间间隔较大,在一定程度上节省了监测数据所需的费用.     

短时交通流预测模型

针对短时交通流变化周期性与随机性的特点,提出了新的混合预测模型,包含非参数回归模型与BP神经网络模型2种单项模型。非参数回归模型利用相关历史交通流数据,通过数据库匹配操作,确定预测结果,以充分体现交通流的周期稳定性。采用3层BP神经网络模型反映交通流的动态与非线性特点。采用模糊控制算法确定各单项模型的权重,并按不同权重有效组合成新的混合模型。采用西安市某路段30d的交通流量数据验证混合模型的预测效果。试验结果表明:该混合模型的平均相对误差为1.26%,最大相对误差为3.53%,其预测精度明显高于单项模型单独预测时的精度,能较准确地反映交通流真实情况。     

基于有效路形的车辆振动模型

为了更加有效地分析车辆与路面突起的接触过程,将轮胎简化为刚性圆环,对现有有效路形的定义进行了改进,将有效路形从原有的轮心轨迹转换为轮胎最低点的轨迹,推导了有效路形的一般求解方程,建立了以有效路形作为路面激励输入的2自由度车辆振动模型,并进行了车辆平顺性仿真及试验验证。分析结果表明:以有效路形作为路面输入的仿真结果与实车道路试验结果有着良好的一致性,以有效路形为路面输入时,车轴加速度平均相对误差为5.17%,车身加速度平均相对误差为1.71%;以实际路形为路面输入时,车轴加速度平均相对误差为12.93%,车身加速度平均相对误差为28.48%。     

K近邻短时交通流预测模型

为了准确预测道路短时交通流,构建了基于K近邻算法的短时交通流预测模型。分析了K近邻算法的时间和空间参数,提出4种状态向量组合的K近邻模型:时间维度模型、上游路段-时间维度模型、下游路段-时间维度模型与时空参数模型。以贵州省贵阳市出租车的GPS数据对几种K近邻模型进行了检验。分析结果表明:带有时空参数的K近邻模型具有更高的预测精度,其预测误差最小,平均为7.26%。基于指数权重的距离度量方式能更精确的选择近邻,其预测误差最小,平均为5.57%。与神经网络和历史平均模型相比,带有指数权重的K近邻模型具有更好的预测精度,平均预测误差仅为9.43%。可见,带有时空参数与指数权重的K近邻模型可作为道路短时交通流预测的有效手段。     

Y型圆钢管相贯节点轴向刚度计算模型

为获得Y型圆钢管相贯节点轴向刚度实用计算公式,基于环向模型和节点局部变形与轴向刚度的关系,建立了半圆拱模型,并导出了节点轴向刚度的理论公式;运用泰勒级数等数学手段,将理论公式中的复杂函数简化为能反映自变量间相互影响的指数函数与幂函数的乘积,并根据单参数分析结果忽略次要因素支主管壁厚比,获得了Y型节点刚度的简化计算式.研究结果表明:节点刚度与材料弹性模量、支主管平面内夹角正弦平方的倒数和主管直径成正比;支主管直径比和主管径厚比对节点刚度的影响较大;简化公式计算的刚度值与有限元计算结果和已有试验数据的相对误差基本小于8%.      

高填方钢波纹管涵垂直土压力计算

引入表征钢波纹管波形特性的惯性矩计算方法, 通过Spangler管-土相互作用模型, 得到了钢波纹管涵竖向收敛变形计算公式; 假设管涵顶部填土为半无限直线变形体, 将条形基础沉降倒置后比拟上埋式管涵的受力模型; 基于弹性力学推导的基础沉降计算公式, 着重考虑管涵侧向土体压缩变形与管涵自身的竖向收敛变形之差, 推导了管涵垂直土压力的计算公式; 以广巴广陕高速公路连接线吴家浩-张家湾段高填方钢波纹管涵工程为例, 对涵顶垂直土压力进行了现场测试, 将采用公式计算所得涵顶垂直土压力与现场试验结果和应用实测沉降差反算的垂直土压力进行了对比。研究结果表明: 涵顶垂直土压力随填方高度的增加而增大, 填土至设计标高后涵顶垂直土压力计算值、实测值和反算值分别为224.14、221.98、211.33kPa, 计算值与实测值的相对误差约为0.9%, 反算值分别比计算值和实测值小6.1%、5.0%, 且计算结果、反算结果均与实测涵顶垂直土压力变化规律一致, 填方越高, 误差越小。可见, 提出的高填方钢波纹管涵垂直土压力计算公式可行, 不仅考虑了涵侧土体的抗力系数和基床系数, 而且体现了钢波纹管的变形与受力特征。      

悬臂浇注施工斜拉桥的误差控制方法

在预应力混凝土(PC)斜拉桥悬臂施工中,为了减小索力及线形误差,分析了误差原因及其控制现状,提出了模型误差及悬浇效应误差的控制方法。结合三维实体等参元和板壳单元的优点,构造了适用于复杂桥梁结构空间分析的实体退化单元,建立了离散钢筋模型。根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件,推导出牵索索力随混凝土浇筑的增量计算公式,建立了悬浇过程中各工况下挂篮前端标高控制的计算公式。应用结果表明:在悬浇施工过程,牵索索力控制精度达到了3%,成桥索力控制精度达到5%,悬臂端标高误差控制在1 cm内,因此,提出的控制方法可实现PC斜拉桥悬浇过程各工况下索力及线形的准确预测。     

基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型

针对基本通行能力不能全面反映道路交通状况的缺点, 提出了城市道路随机化通行能力概念; 依据评价体系定义交通中断与持续中断, 量化了城市道路交通拥堵程度; 研究了现有通行能力估计方法, 利用乘积限与寿命分布列构造并估计了交通流分布函数; 结合交叉口各入口交通流数据特性改进传统连续交通流参数模型, 提出了基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型; 将该模型估计结果与道路通行能力手册HCM2010中的模型估计结果和交叉口实测流量进行误差对比。分析结果表明: 生存函数模型计算出的中断、持续中断交叉口通行能力与HCM2010中的模型计算结果误差均值分别为0.162 1与0.116 4, 方差分别为0.029 0与0.015 2, 两者误差波动均较小; 提出的计算模型结果与实测较大流量相对误差分别为9.720%、3.822%和4.936%、4.779%, 统计意义下提出的计算模型相对误差为5.871%, 估计效果稳健; 城市道路交通中断次数、可接受中断概率、交通流、速度与道路通行能力之间存在生存函数乘积限对应关系, 研究交叉口的通行能力为7 632 pcu·h-1, 提出的计算模型估计结果更具有可靠性。可见, 提出的计算模型适用性较好, 特别在不同拥堵程度的城市道路交通区域, 通过可接受中断概率估计通行能力, 可为城市道路交通组织与管理部门提供优化目标、科学决策和易于接受的理论依据。      

沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型

为了正确预估沥青路面的永久变形,对沥青路面永久变形的非线性粘弹性有限元法进行了研究,推导了广义Maxwell模型的非线性粘弹性有限元法,建立了沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型,从弹性、非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性等方面对沥青路面的永久变形进行了分析,对沥青路面的永久变形进行了计算,并将计算结果和SHRP的计算结果以及SWK/UN轮辙试验结果进行了对比。计算结果表明:沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的,其路面变形计算值与SHRP的计算值相对误差为6.567%,与SWK/UN轮辙试验值相对误差为6.069%。     

基于频率计算系杆拱桥吊杆张拉力的实用公式

为了分析频率对吊杆张拉力的影响,根据吊杆的振动力学特性,考虑到吊杆在振动过程中处于动平衡状态,建立吊杆的运动偏微分方程,推导出考虑抗弯刚度、转动惯量、剪切变形、转动惯量和剪切变形耦合影响下频率与索力的计算公式.通过不同吊杆长度及各自不同阶频率进行对比及频率差拟合分析,分析认为通过高阶频率差求基频会造成基频值识别变大,从而导致索力识别值偏大,得出基于一阶频率的频率修正值,同时得出了索力计算实用公式.通过算例,分析对比了弦振动公式、考虑抗弯刚度公式和本文公式.计算表明:采用实用公式确定的索力与实际张拉力相比,误差可控制在5%以内.证明了实用公式的正确性和实用性.