大断面隧道装配式约束混凝土施工体系研究与应用

为解决大断面隧道软弱围岩控制难题及人力施工效率低、安全性差的问题,结合约束混凝土支护研究成果,研发拱架智能安装系列设备、装配式约束混凝土拱架（FCC拱架）及相应的配套装置,形成大断面隧道装配式约束混凝土施工体系。开展FCC拱架机械施工过程力学模拟试验,对拱架机械施工过程中的变形及受力进行实时监测,明确拱架机械施工过程力学特性,提出增设肩部节点区抗弯护板的加强措施,进行装配式约束混凝土支护机械化施工现场试验,分别对隧道围岩收敛变形、围岩与初支接触压力、加强后的拱架内力分布特征与规律进行了研究。结果表明：在FCC拱架自重及机械施工双重影响下,拱架肩部节点区变形产生突变,发生明显的应力集中,为受力变形关键部位;加强后的FCC拱架现场举升安装过程中未见有明显的变形;现场试验段围岩偏压现象明显;上台阶围岩变形及受力呈现三阶段波动增长,以拱顶及拱肩部位波动最为强烈;拱架受力整体呈现"上大下小"的特点,最大应力值出现在拱顶外侧,其次左拱肩部位;机械化施工能够有效提高施工效率及装配化水平,保障施工安全可靠,有效控制大断面隧道围岩变形,可为类似工程建设提供借鉴。     

桥面现浇混凝土抹光机行走路径设计及优化

超宽桥面现浇混凝土铺装层平整度多采用驾驶式抹光机进行精平。针对精平工序中存在的抹光机行驶路径混乱、工作时间较难控制等问题,提出了面向全局路径规划的驾驶式抹光机遍历式行走路径,并基于水泥混凝土初凝、终凝时间,综合考虑运输、布料、整平等施工工序,明确了驾驶式抹光机允许工作时间,厘定了水泥混凝土适宜布料长度,推荐了工作段长度校验方法,从而为驾驶式抹光机工作方式提供科学指导,对保障超宽桥面现浇混凝土铺装层施工质量、提高施工效率具有一定意义。     

岩石隧道衬砌渗透水的影响因素及防治措施

为分析隧道渗透水的危害,将达西定律带入能量守恒定律,导出隧道衬砌渗水压力的计算公式,从而得出影响隧道衬砌渗水压力的各个因素。以某隧道为例建立有限元模型,分析隧道衬砌应力随水位差和水头损失的变化情况,找出应力最大的位置。综合考虑应力分析结果及隧道衬砌渗水压力的影响因素,从水位差(储水量)、岩体、衬砌等方面提出防治隧道渗透水的措施。     

胶集比对环氧树脂混凝土抗盐冻性能的影响

为解决现有水泥混凝土抗盐冻性能差的问题,用环氧树脂替代水泥作为胶凝材料,设置环氧树脂和集料质量比1∶4、1∶5、1∶6和1∶7四种胶集比,以外观形态、单位面积剥落量和强度为评价指标,分析不同胶集比对环氧树脂混凝土抗盐冻性能的影响。结果表明:环氧树脂混凝土抗盐冻性能较水泥混凝土提升明显,且随胶集比的增大,环氧树脂混凝土的抗盐冻性能逐渐增强。     

黄泛区中高液限黏土动、静态回弹模量及预估模型研究

土体回弹模量是路基填料的重要力学指标和路面结构的主要设计参数。针对黄泛区中高液限黏土，开展了3种压实度、3种含水率和3种围压、7种附加应力水平下的动、静三轴试验研究，分别获得了189组工况下的动、静态回弹模量及其相关关系。研究结果表明：土体回弹模量与物理状态和应力水平密切相关，且土体动态回弹模量普遍高于其静态值，动态回弹模量以及动、静回弹模量比均随着偏应力比（附加应力与围压比值）的增加而呈指数式衰减，并可划分为快速衰减区、过渡区和缓慢衰减区，对应的偏应力比分别为0.2~1.0，1.0~2.0和2.0~3.0；在此范围内，土体的动态回弹模量为其静态回弹模量的1.21~1.91倍；同时，获得了土体归一化动态回弹模量与回弹应变的相关关系，提出了黄泛区中高液限黏土归一化动态回弹模量表达式，在偏应力比为0.2~3.0范围内，土体的回弹应变为34×10^-6~2 200×10^-6，处于变化敏感的小应变水平，归一化动态回弹模量随着应变的增加而快速减小，最大衰减至0.54，计算路基顶部竖向压应变的设计指标时，需要考虑动态回弹模量的衰减；最后，对现行规范的土体动态回弹模量预估模型进行了修正，提出了适合黄泛区中高液限黏土的三参数经验公式，并且建立了土体双参数静态回弹模量预估模型，对9种不同物理状态下的土体静态回弹模量进行了可靠预测。     

公路边坡干湿客土喷播生态恢复效果评价

为评价公路边坡干湿客土喷播生态恢复效果，以京沪高速公路莱芜至临沂（鲁苏界）段改扩建工程路堑岩石边坡生态恢复工程为例，在归纳边坡客土喷播干湿工法的基础上，通过现场采样测试分析，对干湿客土喷播两种工法的生态恢复效果进行评价，提出了边坡客土喷播生态恢复评价方法。结果表明，与客土干喷工法相比，湿喷工法具有作业快、生产效率高、初期出苗快、种类多、植被覆盖度好等特点，但初期灌草比例中草本植物出苗偏多，对后期草本向灌木植物演替产生一定的影响。尽管干湿两种客土喷播工法均能实现边坡生态恢复，但两种工法的差异性导致边坡生态恢复的效果有所不同，对于具体的公路边坡生态恢复工程而言，需进行现场试验研究确定适宜的干湿客土喷播工法及相应植生材料配比，以达到最佳的边坡生态恢复效果。     

基于kinect的隧道三维重建技术及其应用研究

为解决传统地质素描技术在隧道中施作效率低、数据不连续且原始数据难以再现的问题,采用基于kinect传感器和kintinuous算法的隧道岩体三维重建方法,基于物理模型试验,确定三维重建过程中光源、TSDF立方体等主要参数指标,将模型试验重建误差控制在1.9%~2.5%,并将该参数指标应用于现场试验,重建出良好的隧道三维模型。结果表明,该方法在重建模型的全局鲁棒性和细节还原方面较好,具有可视化程度高、数据连续性强、操作简易等优点,有效改善了传统地质素描对裂缝、结构面等数据记录不够准确和不完善的问题。     

高速公路改扩建既有桥梁承载力评定

通过对高速公路改扩建提高既有道路通行能力和改善运营服务水平已成为我国高速公路建设新常态,但是高速公路改扩建面临既有桥梁使用性能退化及原设计承载力无法满足现行荷载标准等问题,制约了高速公路既有桥梁的充分利用。现依托京沪高速公路(山东段)改扩建项目,选取既有跨径10m、13m装配式PC空心板桥,分别对PC空心板进行了基于技术状况检算的承载力评定和荷载试验的承载力评定,同时进行了抗弯极限承载力试验。根据承载力检算和试验结果得出:高速公路(山东段)改扩建既有桥梁技术状况评定为1类的PC空心板桥,通过加铺15cm整体化现浇铺装层,空心板跨中截面抗弯承载力满足现行荷载标准,支点截面抗剪承载力不满足现行荷载标准,但差值均在5%以内。考虑高速公路改扩建后,既有桥梁主要承受小型车辆荷载作用,其荷载效应远低于现行荷载标准,承载力满足现行荷载标准,可原状充分利用。     

结构层厚度和模量对全厚式沥青路面设计指标的影响

采用法国标准,利用法国结构设计软件ALIZE,进行全厚式沥青路面结构设计,并通过对路面结构层的厚度和模量进行正交试验设计,分析了全厚式沥青路面不同厚度处应变的变化规律,揭示了两个参数对全厚式沥青路面设计指标的影响规律。结果显示,路面承台模量对路面结构设计力学指标的影响远高于基层和面层,基层厚度对设计指标的影响较磨耗层和联结层更为显著。