建筑结构强度超声回弹逆回归区间融合评定法

运用因变量估计自变量及其可能取值范围的逆回归分析方法代替传统的回归分析方法,推导出回弹值和声速值的逆回归模型数据融合测强曲线。运用区间估计方法代替传统的点估计方法,导出结构混凝土强度的置信上限、下限和置信区间。给出混凝土强度的判定标准,在给定高置信度下对结构混凝土强度做出合格、不合格和待定结论的定量判断。该测强曲线比任何单一方法的测强曲线的精度高,减小偶然误差,能够消除无损检测中无法通过仪器校准的系统误差,并且解决了回弹值和声速值不同量纲的数据融合问题。     

LC60级高强自密实轻骨料混凝土配制技术

分别选用堆积密度为500,600,700,800 kg/m~3的页岩陶粒作为轻骨料,通过调整水胶比控制浆体强度,预湿骨料确保混凝土工作性能,添加高分子增稠剂增加轻骨料的稳定性,配制出湿表观密度为1 900 kg/m~3的自密实轻骨料混凝土,并测试了其中陶粒与浆体界面过渡区的显微硬度。结果表明:自密实轻骨料混凝土抗压强度随页岩陶粒堆积密度增加而增加,随水胶比增大而降低,且受页岩陶粒预湿时间影响;配制LC60级高强自密实轻骨料混凝土宜选用800 kg/m~3的页岩陶粒,水胶比不宜高于0.29,预湿时间宜在1 h左右;高分子增稠剂可在不改变轻骨料混凝土流动性能的情况下提高浆体的屈服应力,抑制轻骨料的上浮,提升轻骨料的分布均匀性;与相同强度等级的普通混凝土相比,LC60级高强自密实轻骨料混凝土中陶粒与浆体界面过渡区显微硬度更高,耐久性能更好。     

《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4—2005)简介

为贯彻铁路跨越式发展的要求,以及混凝土耐久性的要求和设计使用年限的要求,从铁路桥涵混凝土和砌体结构的材料最小强度等级及适应范围的变化、混凝土容许应力的变化等方面对《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4—2005)进行介绍。     

无砟轨道路基聚氨酯碎石联结层力学性质研究

以高速铁路无砟轨道基床聚氨酯胶凝级配碎石联结层为研究对象,针对致密性聚氨酯级配碎石混合料的级配、强度、回弹模量开展试验研究。结果表明:聚氨酯级配碎石的毛体积密度随聚氨酯掺量的增加先增加后减少,而其孔隙率随着聚氨酯的掺量增加逐渐减少,当聚氨酯掺量为8%时,聚氨酯胶凝级配碎石能够达到不透水孔隙率1%～3%的控制指标;另外,随着聚氨酯胶水掺量的增加,混合料的强度和回弹模量得到提高,当达到8%的胶水掺量时,混合料强度和回弹模量趋于稳定,随着温度的增加,混合料的强度和回弹模量下降,且在不同的温度区间敏感度不同,但是远大于同等温度下的沥青混凝土强度;浸水48 h后,混合料强度下降,当掺量达到8%时,强度和回弹模量基本不变,且在不同温度区间下降趋势不同,抗压强度在低温(-30～0℃)和高温(60～80℃)变化幅度较小,而回弹模量在常温下(0～60℃)变化较小。     

高抗冻性(F300)的C50和C60混凝土试验研究

为配合青藏铁路工程应用,配制抗冻性高、强度较高、适合于青藏铁路预应力混凝土梁的高性能混凝土。试验结果表明：掺加引气剂与矿物掺合料如硅粉与粉煤灰,均有利于混凝土达到C50或C60强度等级以及抗300次冻融循环的要求。在采用适宜掺量的外加剂与掺合料的情况下,高性能抗冻混凝土在性能上具有突出特点,即良好的抗冻性并不要求混凝土具有很高的强度。对于0．32水胶比的混凝土,引气剂明显提高混凝土的抗冻性;用活性掺合料等量置换水泥,使混凝土28d强度下降,但4个月后混凝土强度持续增长,达到空白混凝土的强度。新拌混凝土坍落度不宜太小,宜为16～22cm,以利于成型密实,确保抗冻性。MIP(压汞测孔)试验结果表明,引气剂使混凝土内的孔体积增大,并使混凝土内孔分布向大尺寸方向移动,导致平均孔径增大,这可能正是混凝土抗冻性提高的原因之一。     

复合超细粉煤灰与特种混凝土技术的开发与应用

研究了电收尘气流分选工艺收集的超细粉煤灰(Ultra-fine Fly Ash,即UFA)的物理化学性能和作用效应。随着细度的增加,UFA的密度、烧失量、吸水率和28d强度比随之增大,需水量比则随之减小。在水中UFA的zeta电位为负,其绝对值随细度的增加而增加,矿物组成变化不大：研究了超细粉煤灰的粒径分布和颗粒形貌特征,结果表明UFA具有令人满意的减水增强作用。在早期UFA对强度的贡献主要由密实填充和微集料效应提供,14d后火山灰效应开始发挥作用。所开发的UFA系列产品性能优异,均达到了Q／DBAA001-2002的要求,并在预应力钢筋混凝土桥梁,道路高性能化混凝土、路面修补用快硬早强高性能混凝土和大体积混凝土中得到了应用。     

温州市域铁路高架线环境振动源强试验研究

温州市域铁路S1线是我国市域铁路先行先试的示范工程。为了给新建市域铁路环评工作提供参考,在S1线开展了环境振动源强的试验研究。研究结果及建议:相比地面测点,桥面测点的测试数据具备更好的稳定性和可靠性,市域铁路高架线环境振动源强测试建议采用桥面测点;采用ISO2631—1:1985计权标准,VLz,max的计算值较采用ISO 2631—1:1997计权标准小2～4 dB。温州市域铁路S1线高架直线地段,市域动车组列车匀速95 km/h通过工况下,环境振动源强测试结果:采用ISO 2631—1:1997计权标准时为94.1 dB,采用ISO 2631—1:1985计权标准时为90.6 dB。基于所测有限工况的比较发现,列车运行速度增加15 km/h时,振动源强测试值增加3～5 dB;曲线地段曲线半径减小700 m时,振动源强测试值增加约4.5 dB。     

大跨度铁路无砟轨道桥梁动力性能试验研究

为检验、评估铁路大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的动力性能,验证大跨度桥上纵连板式无砟轨道的设计方法,对遂渝线新北碚嘉陵江大桥主桥(94 m 168 m 84 m)进行全桥动力试验研究.该桥的自振特性以及200 km·h-1速度等级CRH2动车组和120 km·h-1速度等级货物列车以不同速度通过桥梁时桥跨结构动力响应的试验结果表明,新北碚嘉陵江大桥连续刚构桥动力性能良好,具有良好的竖向刚度、横向刚度和结构强度,能够满足CRH2动车组以160～200 km·h-1速度、120 km·h-1速度等级货物列车以70～120 km·h-1速度运行的安全性要求.     

泡沫轻质混凝土单轴循环加卸载试验研究

为研究循环加卸载对泡沫轻质混凝土力学性能的影响,采用微机控制电子万能试验机对湿密度为700 kg/m~3的泡沫轻质混凝土试样开展3组方案的循环加卸载试验,重点研究循环加卸载对其应力-应变曲线、峰值强度、弹性模量的影响。研究结果表明:随着循环加卸载的进行,应力-应变曲线出现不断迁移的现象,且对于3种试验方案,第一次循环加卸载引起的迁移值最大,而后,采用加卸载方案1、方案2,迁移值随着加卸载次数增加而减小,采用加卸载方案3,迁移值随着加卸载次数的增加先减小后增加;对于3种加卸载方案,峰值强度随着加载幅值的增加而增大,且随着循环加卸载次数的增加而增大;对于3种加卸载方案,第1次加卸载对弹性模量影响最大,而后,对于试验方案1、方案2,弹性模量随着循环加卸载次数的增加而增加,而对于试验方案3,弹性模量随着循环加卸载次数的增加而减小。     

客运专线基床底层砾石土填料物理力学性质试验研究

对取自武汉—广州客运专线路基基床底层的砾石土填料开展颗粒分析、相对密度、多种击实、大型剪切/压缩/渗透等粗粒土特种土工试验。得到以下结论:(1)粗细颗粒含量适当的无黏性砾石土填料,较易形成密实骨架结构,从而获得优良力学性能,并表现出较好的可压实性;(2)良好级配的砾石土填料,对应规范要求孔隙率的压实系数偏低,采用压实系数作为控制指标更为严格、可靠;(3)运用构建的"模量折减率法"和"卸载回弹率法"分析发现,压实系数0.90和0.95分别对应骨架疏松和密实土体结构状态,并在强度、变形和渗透性能等方面差异明显。     

高速铁路桥梁移动模架结构计算及预拱度设置

研究目的:根据沈丹客运专线沿线桥梁桥址所处自然环境条件,对于部分特殊地段桥梁,需采用移动模架造桥机施工.本研究旨在通过实际计算验证MZ900S型上行式移动模架造桥机设计和制造质量,同时准确掌握现浇箱梁施工过程中模架造桥机各工况下的实际挠度和刚度,以确保设备在投入使用后能正常工作.研究结论:(1)计算及堆载试验表明移动模架强度、刚度、加工质量和拼装质量满足设计要求,按y=0.121 3x2-30.1设置预拱度是合理性的;(2)具有结构受力明确,适应能力强,功能完备,机械化程度高等优点;(3)可满足24 m箱梁、曲线桥梁、双向、32 m整孔节段拼装箱梁架设工艺的施工要求.     

移动模架造桥机提前过孔技术的分析及应用

研究目的:目前的上行式移动模架要在箱梁预应力终张拉完成后方可过孔,而箱梁预应力终张拉要在梁体混凝土达到100%设计强度(10 d以上龄期)后方可施加,这就导致上行式移动模架的过孔时间至少要在箱梁混凝土浇注完成11 d后,过孔等待时间过长,不能满足工期要求.为保证工期,研究一种能加快施工进度的新技术.研究结论:通过仿真计算与分析,在梁体浇筑混凝土完成3～4 d且达到80%强度后,通过张拉部分预应力以承受梁体自重和移动模架过孔荷载,从而实现了初张拉后的提前过孔技术,保证了移动模架由原来的18 d完成1孔箱梁缩短为12 d完成1孔箱梁,加快了施工进度,保证了工期要求.     

既有线铁路路基基床评价与测试研究

研究目的:结合现场调查,采用轻型动力触探、K30 测试、Evd测试、瑞雷面波法等手段对白阿既有铁路路基基床进行测试,并对测试数据进行分析研究,对现有基床性状进行综合评估,得出提速后路基基床能否继续保持良好状态,研究结论为提速工程的设计和方案比选提供技术依据.研究结论:根据既有线调查、填料成分等,在考虑整体的同时进行既有线路基分段落评价,这样既可以减少数据离散带来的影响,提高评价结果的精度;对于运营多年的白阿铁路线路基基床,承载力和强度不合格处主要集中在基床表层0.0～0.6 m 和底层0.6～1.2 m 范围内,需要对该深度范嗣内填料进行重点测试评价;轻型动力触探有操作简单、适用性强的优点,但测试数据离散性较大,如何降低误差是今后需解决的问题;K30相对Evd需要投入大量人力、物力和时间,可以先对不同等级既有线路进行对比试验,探求两者之间的关系,采用Evd替代部分K30测试点以便于提高工作效率;物探瑞雷波速测试法与轻型动力触探法相结合,可以准确揭示路基基床承载力及强度不满足要求的位置和范围,对既有路基基床的现状作出评价.     

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢疲劳裂纹扩展规律

针对Paris幂律方程计算获得的疲劳裂纹扩展速率在扩展后期小于真实值的问题,以列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢为研究对象,进行空气中以裂纹尖端应力强度因子范围△K为驱动参量的疲劳裂纹扩展速率da/d N试验研究,建立相应的da/d N-△K曲线方程,并采用扫描电镜观察分析试样断口。结果表明：有效da/d N相应的△K近似为16～90 MPa·m^1/2,当△K约为16～72 MPa·m^1/2时,da/d N-△K数据分布可以较好地用Paris幂律方程表达;当△K约为72～90 MPa·m^1/2时,由于驱动力越来越大,试样裂纹尖端附近因屈服区过大而不满足Paris幂律方程所要求的小范围屈服条件,使得da/d N-△K数据逐渐偏高于Paris幂律方程曲线;在整个有效△K内,da/d N-△K数据分布可用递增多项式表达;在疲劳裂纹扩展后期,试样断口呈现大量撕裂棱、二次裂纹、疲劳辉纹等微观特征,表明裂纹尖端附近应力越来越大,致使其附近塑性区也越来越大,不再满足小范围屈服要求,从微观上佐证了疲劳裂纹扩展后期用断裂力学法...     

朔准黄河桥极限承载力分析

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥以其特有的自重轻、强度大、抗变形能力强、施工方便和外形美观等优点,被大量地的用于桥梁结构中。本文以一座在建360 m钢管混凝土拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分别对该桥进行裸拱状态和考虑拱上建筑共同作用状态下的特征值屈曲稳定性分析、考虑几何和材料双重非线性的极限承载力分析,并对计算结果进行比较分析,给出拱桥极限桥承载力计算的一般性方法。研究结论:(1)考虑拱上结构的特征值屈曲分析结果最小值为13.477,裸拱的特征值屈曲分析结果最小值为6.673,均大于规范要求的4～5,拱肋截面满足面内和面外的稳定性要求;(2)拱桥极限承载力计算结果最小值为2.252,表明在双重非线性及结构初始缺陷的影响下,主力工况下,全桥结构的安全系数为2.252,满足考虑结构的非线性影响弹塑性稳定安全系数不得小于2的要求,结构设计合理;(3)拱上墩柱等拱上结构对全桥的计算刚度有较大的贡献,但对全桥的极限承载力影响较小;(4)特征值屈曲分析结果是非保守的计算结果,在实际结构设计过程中,必须考虑双重非线性及初始缺陷等对结构极限承载力的影响。     

沙漠腹地高速公路风积沙填料压实特性及填筑方法试验研究

针对沙漠腹地风积沙路基填料最大干密度确定和填筑方法选取的问题,以穿越腾格里沙漠腹地的乌玛高速公路风积沙路基试验段工程为依托,通过筛分、承载比、重型击实、表面振动台等室内试验以及水沉法、洒水压实法、振动干压法等现场路基填筑试验,对风积沙填料的工程特性、压实特性、填筑工艺与压实效果检测方法适用性进行分析.研究结果表明:该区域风积沙粒径主要分布在0.075～0.25 mm之间,属于级配不良的细砂;风积沙的重型击实曲线呈横卧的"S"型,在饱水状态和干燥状态条件下均能够获得较大的干密度;干燥状态下采用表面振动台法测得的最大干密度较重型击实试验结果高出约0.1 g/cm3;重型击实试验与自然含水率下表面振动台法确定的干密度较大值作为路基风积沙标准干密度;3种填筑方法均能满足压实要求,振动干压法适用于现场实际,93区最佳碾压遍数组合为静压1遍+振动1遍,94区为静压1遍+振动2遍;浸水环刀法检测风积沙压实效果操作简便,检测结果离散性相对较小,具有较好的平稳性.     

软黏土地层地铁盾构始发端加固及掘进控制研究

盾构始发是地铁隧道施工的关键环节之一,具有风险大、防水任务重、土体扰动强的特点。以天津市滨海新区B1线欣嘉园东站～欣嘉园站区间盾构始发为例,基于薄板理论确定了始发端的软黏土加固范围,并针对穿越软黏土的力学特点,提出“三轴搅拌桩+2排高压旋喷桩”的联合加固方案,并分析了始发端的掘进控制参数,运用现场实测方法得到了地表沉降曲线。结果表明,土体加固方案可满足加固土体的抗剪切、抗拉和盾尾部防渗要求;加固区掘进推力≤1 200 kN,推进速度≤10 mm/min,刀盘转速≤1 r/min;非加固区掘进推力≤3 000,推进速度30～40 mm/min,刀盘转速1～1.51 r/min;监测表明最大地表沉降发生在掘进掌子面附近,掌子面前方2倍掘进长度后的地表沉降趋近于0;地表沉降峰值随着掘进长度的增加而增加,在盾壳尾部脱离加固区时,地表沉降的速率增加较快。