高烈度地震区抗滑桩锚固深度可靠度分析

在高烈度地震区,地震作用对抗滑桩的影响并没有引起人们的足够重视,这将大大降低工程运行可靠度。针对地震区抗滑桩设计,对影响锚固深度的容许侧应力进行地震角修正,建立地震作用下的抗滑桩侧应力计算模型,确定承载能力极限状态下的侧应力功能函数,把桩周岩土介质参数、桩体结构强度和地震作用等作为随机变量,采用一次二阶矩法,进行可靠性指标计算。通过工程实例,得出在一定锚固深度下,岩土参数变异性、考虑和不考虑地震作用条件下对抗滑桩可靠度的影响,获得高烈度地震区抗滑桩设计中的锚固深度取值标准,并提出抗滑桩设计以可靠度法设计指导定值法设计的新思路。     

水平双向地震作用下钢桥墩损伤区域长度研究

钢板局部失稳是典型的钢桥墩地震破坏形式之一，因此在进行结构地震反应分析时需要考虑钢板局部变形对计算结果的影响。为了研究钢桥墩结构的地震损伤特征并为建立合理的杆系-板壳混合单元模型提供依据，以矩形截面钢桥墩为对象，采用板壳有限元模型和修正双曲面滞回本构模型分析了结构在水平双向反复荷载作用下的破坏过程，讨论了加载路径对桥墩承载力、延性以及极限状态下局部变形特性的影响；通过结构参数分析拟合了钢桥墩地震损伤区域长度预测公式；通过全板壳单元模型和杆系-板壳混合单元模型的桥墩弹塑性地震反应分析结果对比，验证了损伤区域长度预测公式的适用性。结果表明：钢桥墩在单方向上的承载能力和延性特性与荷载作用路径有关，沿正方形加载时结构的延性最小，沿斜方向加载时结构的承载力最小；荷载作用路径对钢桥墩极限状态下的损伤区域长度影响不明显；矩形截面钢桥墩地震损伤区域长度主要与截面宽度及横隔板间距有关，根据这2个参数建立的钢桥墩地震损伤域区域长度预测公式能够正确反映结构在水平双向地震作用下发生局部失稳的范围。该公式可为钢桥墩地震损伤范围预测以及合理混合单元模型的建立提供参考依据，但预测结果偏于保守，精度仍有待于进一步提高。     

公路网络运营可靠度研究

首先剖析公路网络运营可靠度与城市道路网络运营可靠度的区别及影响因素,进而对公路网络运营可靠度的内涵进行界定。然后通过对公路路段通行能力的概率分布、均匀分布随机路段通行能力的产生、最短路线辩识、网络平衡配流、路径列出等的研究,建立基于MonteCarlo模拟的公路网络运营可靠度分析方法,并开发MonteCarlo模拟实用程序。最后应用该方法计算了哈尔滨市域公路网运营可靠度。     

区域公路网规模预测研究

公路网规模预测是区域公路网规划的重要内容.通过分析公路网规模的主要影响因素和现有的公路网规模预测研究方法,分析了因素分析法中常用的国土系数法存在的不足,并结合杭州市具体情况,提出了国土系数法的改善方法.建议根据具体实际综合分析公路网系数,通过改进公路网系数的计算模型,得到更准确的公路网规模预测值.     

基于重力模型的公路网可达性测算模型

为了评价区域公路网的连通效果,以公路网可达性为研究对象,探讨了可达性测算模型的优化方法。以可达性和机动性之间的内涵差异为切入点,辨析了公路网可达性的含义。本研究认为公路网可达性不仅仅是空间节点间交通联系的便利程度,还应包含各节点间的相互作用能力,同时体现出节点本身规模(吸引力、发展潜力等)对交通联系的影响。因此,将其定义为区域路网中节点之间相互作用能力及相互作用潜力的大小,其中相互作用能力体现在节点间交通设施的连通状况和发展水平,相互作用潜力体现在节点间人口、资源等的相互交流和相互作用情况。在对公路网可达性基本概念和内涵进行分析的基础上,分析距离法、累积机会法、重力模型法等常用可达性测算方法的优势与不足。结合公路网可达性的影响因素,将广义综合出行阻抗、道路容量和节点发展梯度引入重力模型,用于描述节点间联系的方便程度、节点发展现状及发展潜力等,构建了公路网可达性优化模型。为了检验模型的优化效果,以最基本的可达性测算模型作对比,利用汉中市区域公路网数据进行验证。结果表明,该模型能够更全面地反映路网交通特性和节点间相互作用等对可达性的影响,有效地弥补了距离法、累积机会法等模型的不足,可作为公路网规划方案的评价指标。     

随机地震作用下框架锚杆锚固边坡稳定性可靠度分析

为了能够准确进行随机地震作用下框架锚杆锚固边坡的稳定性评价,开展其稳定性评价方法及可靠性抗震设计理论研究,将坡后土体考虑为弹性体,建立了坡后土体动力计算模型,将地震激励视为随机变量,采用虚拟激励法求得边坡随机地震反应,获得了边坡地震加速度反应功率谱,给出了最危险滑移面确定的极限状态方程和稳定性可靠度计算方法。将提出的计算方法应用于工程实例,运用可靠度理论分析了地震加速度的分布特征对支护边坡稳定性的影响和最小稳定系数的变化规律,进行了随机地震动力反应分析及稳定性可靠度计算,并采用Monte Carlo法验证了提出方法的有效性。结果表明:提出的分析模型物理概念明确,是一种快速、精确、实用的分析方法;提出的方法为框架预应力锚杆支护边坡的稳定性可靠度计算提供了理论依据和一种新的计算途径。     

区域公路网与经济发展空间依赖关系研究

针对区域公路网规划建设与区域经济发展空间依赖关系问题,以产业结构重点突出的青海省为研究区域,进行了公路网密度与区域经济发展的空间依赖关系分析。根据青海省发展现状以5年为研究时段,建立了青海省融入区域重点产业发展指标的公路密度与经济发展空间依赖关系规律模型。研究表明:规律模型可描述87%青海省公路网相对于经济发展水平的需求预测;通过对青海省研究起始年份2014年与研究就近年份2018年的空间依赖偏好指数进行计算,青海省公路网与经济发展具有较强偏好依赖性;规律模型可根据区域经济发展状况进行公路网建设需求预测,为研究区域新建公路预可研决策工作提供支持,简化公路建设前期预可研工作。     

广西公路适度规划研究

为满足广西融入泛珠三角区域和中国-东盟自由贸易区的发展需要,广西未来公路网的发展规划已成为亟待研究和解决的问题。该文通过对广西人口、经济、区域面积等的统计计算和利用国外的公路里程的数字、图解分析以及我国较为成熟的公路网密度、长度计算方法,计算出广西未来较为合理的公路网密度和长度,为正在进行的相关的公路网规划与建设提供科学依据。     

不同交通供需分布下的路网畅通可靠度变化规律研究

畅通可靠度是在研究交通供需之间关系的基础上提出的概率型指标。根据畅通可靠度的计算方法,将各小区交通需求和各路段通行能力视为符合正态分布的变量,通过组合不同交通供需分布方式,对所需要研究的路网采用多次随机试验的方法得到各道路单元、路径及系统的畅通可靠度,并研究不同交通供需分布方式对路网车速和畅通可靠度的影响,寻找在不同交通供需下道路畅通可靠度的变化规律。分析表明:道路单元、路径、OD对间及路网的畅通可靠度变化规律是一致的,并且畅通标准越高,路网的畅通可靠度就越低;在同一畅通标准及相同的需求变化范围下,需求越低,相应的畅通可靠度会越高;同时,随着畅通标准的提高,道路通行能力和交通需求方差越大,道路畅通可靠度也越大。     

简支梁桥纵向水平随机地震反应分析及抗震可靠度计算

简支梁桥各墩在强震时纵向水平地震振动表现了单墩独立的振动特性,可以把简支梁桥在强震作用下的地震振动简化为单墩单梁模型来模拟。笔者对柔性桥墩的简支梁桥采用单墩单梁模型进行了纵向水平随机地震反应分析和抗震可靠度的计算。柔性桥墩的简支梁桥在强震作用下简化为单墩单梁模型,受力过程明确,计算得到大大简化,对柔性桥墩的简支梁桥在地震作用下的安全可靠性的评估具有一定的实用价值。     

复杂艰险山区公路隧道运营安全风险归类及特征分析

基于对西南复杂山区52座典型在役长大公路隧道运营10余年来逾2 500件安全风险案例的调研,以及西部高烈度地震区、高山峡谷区的国省干线运营隧道震害、崩塌泥石流等灾害的调查分析,结合境内外公路隧道安全风险相关文献,对复杂山区公路隧道运营安全风险的典型风险事件和风险致因进行细致梳理、辨识归类和分析。分析得到:建立了公路隧道安全典型风险辨识框架体系;交通事故是山区公路隧道中发生频率最高的一类风险事件,其时间分布上具有明显的季节特征,空间分布上隧道洞口影响段事故高于隧道中间段;交通环境是引发公路隧道火灾的最主要的因素,需特别重视交通事故和易燃易爆品运输两大不利因素的叠加效应;复杂山区特殊的自然环境和地质灾害是导致公路隧道结构性损伤不可避免的因素,但施工过程中的种种不规范行为的人为因素却是运营期隧道各种病害的重要诱因;公路隧道运营安全风险因素贯穿隧道勘察、设计、施工及运营的全过程,加强隧道全寿命周期的风险辨识、防控十分必要,才能全方位、彻底有效地提高隧道运营安全性。     

汶川大地震灾区成兰铁路地质选线与工程对策

拟建铁路成兰线横穿地质条件十分复杂的龙门山脉,并通过汶川大地震重灾核心区,工程地质与地震次生灾害问题控制线路方案。文中以跨越龙门山脉选择沿安县雎水河谷方案的事例,探讨近震源区余震频发条件下复杂山区的选线技术,可供铁路、公路选线借鉴。     

桥梁双柱式排架墩抗震性能研究进展述评

桥梁双柱墩在国内外中小跨径公路桥梁和城市高架桥中应用非常广泛,但在历次破坏性地震中震害普遍严重。为了揭示桥梁双柱墩在地震作用下的破坏机理,发展具有可恢复功能的防震桥梁双柱墩,实现从双柱墩结构到桥梁工程、再到交通线路乃至整个交通网络的全寿命周期抗震性能设计,对桥梁双柱墩抗震问题的研究进展进行评述。首先总结汶川大地震和国外重大地震中钢筋混凝土桥梁双柱墩的震害情况并分析其特征,主要破坏形式有墩柱的弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏,间系梁的纵向开裂及其与墩柱节点的断裂,盖梁梁体的斜裂缝、冲切开裂及其垫石和挡块的剪裂、剪断、撞碎等。再从抗震性能试验、非线性力学行为及数值模拟、间系梁减震耗能、损伤控制与可恢复功能结构体系、ABC双柱墩及其在强震区的应用问题、抗震加固方法和抗震设计理论等方面对桥梁双柱墩相关的抗震问题研究进展进行系统梳理与评述,进而指出桥梁双柱墩应用与研究中存在的问题。在此基础上,结合当前地震工程领域的主要发展趋势和前沿热点问题,如子结构混合模拟试验、可恢复功能结构和交通系统、多次多灾种耦合作用、全寿命设计、大数据和人工智能等,对双柱墩结构及其桥梁体系未来的研究方向进行展望。     

西—攀高速公路米易滑坡稳定性评价及治理措施

在建高速公路以路基和桥梁方式从米易古滑坡中前部通过,文章介绍了滑坡的工程地质环境和特性,通过宏观地质条件和作用因素对其整体稳定性进行了评价,在此基础上通过力学计算法对稳定性较差的前级次生滑坡进行了定量评价,指出滑坡对在建高速公路的影响,并提出了工程治理措施。通过对此滑坡治理的成功经验为西南山区高速公路建设地质灾害防治提供了一条新思路。     

高填土路堤边坡地震动力分布系数探讨

对于25m以下的路堤边坡,公路工程抗震设计规范规定了其在地震作用下边坡设计的综合地震影响系数的取值。针对目前公路路堤边坡不断增高的趋势,对25m以上的高路堤边坡进行地震作用下的稳定性分析,并对计算结果进行分析、汇总,探讨得出了高填土路堤边坡的地震动力放大系数公式。     

DEA方法在公路网规划方案综合评价中的应用

以提高公路网规划方案综合评价的灵活性、针对性、客观性、可靠性为目的,以公路网方案的技术性能特征与其服务区域的社会经济的适应程度为标准,对公路网规划方案进行优劣判断,从公路网提供的设施条件、便利程度和规划区域对公路交通需求两方面建立公路网规划方案综合评价指标体系,并论述了DEA方法在公路网方案综合评价中的应用。根据实际数据,应用DEA法对吉林省各地区2002年现状公路网方案进行了评价。结果表明,该方法用于公路网规划方案综合评价是可行有效的,并且,与基于最优化原理的综合评价方法相比,其评价结果更加公正、客观、合理。     

山区公路边坡地质灾害类型快速识别方法研究

该文在对公路边坡地质灾害主要类型及特点进行研究的基础上,研究了路线走向与边坡地层走向的关系、边坡外部形态、坡体结构和岩土体性质等因素对公路边坡地质灾害类型的影响,提出了以"影响因素叠加识别方法"为核心的山区公路边坡地质灾害类型快速识别方法。     

重庆市山区公路雪灾等级划分及预警评估模型研究

通过对国内外相关领域雪灾等级的分析,结合重庆气象条件和公路网的实际情况,提出适合重庆的山区公路雪灾分级标准。将雪灾强度数学模型与雪灾等级划分情况相结合,用动态聚类法找出各雪灾等级的重心,从而建立雪灾预警评估模型。     

公路桥梁地震设计状况荷载组合分项系数研究

为了在保障桥梁目标可靠度指标的前提下,确定最优的地震设计状况荷载组合分项系数,使桥梁结构以最为经济的抗力方式抵御外加荷载,从而对现行的桥梁设计规范地震设计状况进行优化,为今后公路桥梁地震设计状况荷载组合计算提供理论依据和指导意见,以2座连续刚构桥为依托工程,建立空间动力有限元模型,采用Monte-Carlo法并基于动态称重（WIM）系统模拟随机车流,进行了数条地震波增量动力分析（IDA）;采用Ferry Borges荷载组合理论求解地震设计状况组合效应分布,依据直接积分法求解桥梁结构的失效概率,从而确定荷载效应分项系数与可靠度指标影响面关系。研究结果表明：荷载效应分项系数的取值与目标可靠度指标的选取息息相关,忽略汽车荷载的地震设计状况风险分析,将严重低估桥梁结构的实际失效概率。为指导高烈度区连续刚构桥的地震设计状况设计,对于E2工况下的地震动输入,地震作用重要性系数λ₁取1.0,桥梁结构跨径对汽车荷载效应分项系数取值产生较大的影响,故选取β_s=3.1~3.4作为Ⅷ度区连续刚构桥地震设计状况设计时目标可靠度指标建议值,汽车荷载分项系数Ψ_Q的建议取值为0.76;地震基本烈度对汽车荷载分项系数存在一定的影响,在同样的目标可靠度指标建议值下,对于Ⅶ度区地震设计状况,汽车荷载分项系数Ψ_Q的建议取值为0.652。