沥青路面车辙预估与分析

以山东省典型的某高速公路沥青路面结构为例,运用非线性有限元软件ABAQUS进行了路面结构车辙的数值模拟与分析,建立了车辙深度与轮载作用次数之间的模型方程,采用该方程可以确定路面养护的时机,为养护方案的决策提供科学依据。     

水位抬升对高铁路基动力响应与长期沉降的影响

基于Biot理论，建立了轨道-路基-多层饱和土地基耦合系统的2.5维有限元分析模型，提出了考虑实际列车循环荷载作用的路基累积沉降计算方法，分析了水位抬升、列车速度和列车轴重对路基动力响应与长期沉降的影响。研究结果表明：水位抬升对土体振动强度的放大作用并不是局限在水位变化的深度范围内，而是会导致整个路基和地基断面的振动增大，并且这种全断面式的振动放大效应随着列车速度的提高而增强；水位抬升至路基内部时，路基内部会出现显著的超静孔压，最大值达到27.52 kPa,导致有效应力大幅下降，路基内土单元的应力路径向破坏线靠近；当水位仅在地基内抬升时，路基在列车循环荷载作用下的累积变形较小，线路沉降主要来自于地基，当水位抬升至路基内部时，路基累积变形随加载次数的增加发展迅速，100万次加载后变形为19.54 mm,远超容许值，说明路基防水对于线路的长期累积沉降控制具有关键作用；路基和地基的累积变形受列车速度和列车轴重的影响，随着列车轴重的增加而显著增大，并且轴重的增加对路基累积变形的影响相较于地基更强烈，在设计时需要格外关注。     

原位纳米SiO2防护剂对水泥砂浆防护效果的试验研究

为阻止空气中CO2渗入混凝土以提高其耐久性能,在试件表面采取涂刷由正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和水配制成的纳米SiO2防护剂的方法,待充分反应后,测试试件吸水率和碳化深度并对试件横断面进行显微硬度检测。试验结果表明:1)不同配合比的防护剂均可降低砂浆吸水率和碳化深度,当防护剂配比为乙醇∶水∶TEOS=4∶1∶3时防护效果最明显,其中吸水率可降低73%,碳化深度至少降低50%;2)根据显微硬度以及碳化试验结果,试件表层硬度随着防护剂的渗入逐渐提高,其有效作用深度为1 mm-2 mm。结论是原位纳米SiO2防护剂可用于混凝土表层防护,可提高结构的耐久性。     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因，统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料，对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测，并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外，相应的压实度出现了0~10%的线性衰减；其中，路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显，而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大；路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中，吸水导致体积膨胀和压实度衰减；当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时，土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减；低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大，压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%；综合湿化和弹性恢复结果来看，两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%；此外，路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%，表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此，既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。     

基于多目标优化的公交运行速度优化控制方法

为了在保证城市公交运行准时性的基础上提高燃油经济性,研究了基于多目标优化的公交运行区间速度控制方法.基于公交车辆运行与信号灯交叉口和公交站点之间的动态时空关系,建立了公交到站准时性区域判断模型;采用基于车辆比功率的油耗模型,建立了公交燃油经济性优化模型;利用分层序列法,设计了基于多目标优化的区间速度优化控制方法.在基于Matlab软件搭建的公交运行仿真平台开展了仿真实验,结果表明,所提出的方法在多种参数组合下不同控制场景中均可给出可靠速度建议;在所有场景中均降低了时间偏差,最大降低值为26 s,提升了公交线路服务可靠性;所提出方法平均降低燃油消耗7.32 mL,在一定程度上节约了公交运营成本,进一步证明了所提出方法的有效性和适用性.      

中国铁路隧道智能化建造实现路径探讨

隧道建造技术的发展是一个复杂的系统变革过程,隧道智能化建造是当前隧道建造技术的发展方向.通过归纳总结隧道建造技术发展的4个阶段,在概述我国改革开放以来铁路隧道总体发展成就基础上,论述了隧道智能化建造的必要性,探讨铁路隧道智能化建造所面临的挑战,提出智能化建造的基本概念与涵盖范围,阐述了功能架构及技术组成,从多源异构地质...     

基于Revit的新奥法隧道初期支护构件参数化建模研究

为推动BIM技术在新奥法隧道设计与施工中的应用，开展隧道初期支护构件的参数化建模研究。通过研究锚杆、小导管、格栅钢架等初期支护构件在隧道设计与施工过程中的特点，利用Revit进行二次开发，研究隧道构件的参数化建模方法，通过改进算法开发一种能够实现初期支护模型快速创建与自动布设的插件。研究结果表明： 通过对Revit进行二次开发，能够显著提高新奥法隧道初期支护构件的建模效率，在实际建模过程中具有很好的应用效果。     

传感型土工格栅加筋含轮胎片体填料挡墙性能模型试验

风化料-废旧轮胎片体（TDA）混合形成的轻质土具有重度小、透水性强等优点，可用于台背回填，能显著降低工后沉降。然而TDA在土中的质量比对加筋土挡土墙性能的影响尚不清楚。为此，针对以风化料和TDA混合料填筑挡土墙的性能开展了一系列比例为1：5的缩尺模型试验，研究风化料中的TDA质量比（20%、30%和40%）和条形荷载位置对挡土墙极限承载力和变形的影响。模型中的加筋材料为自主研发的传感型土工格栅（SEGG），SEGG兼具加固和变形自检测功能，可以通过测试其电阻变化的方法实现对筋材应变的分布式测量。试验结果表明：加筋土挡墙的极限承载力在条形荷载距离侧墙0.4H（H为侧墙高度）时达到最大，同时极限承载力随着TDA质量比增加而减小；破坏时侧墙变形随TDA质量比增加而显著增加，同时侧墙形状随条形荷载的位置不同而不同；通过试验观察可知，滑裂面通过了每层SEGG的最大应变区域；随着条形基础与墙面距离的增加，滑裂面向更深处发展；当条形荷载距离侧墙0.8H时，挡墙破坏模式接近平面基础剪切破坏模式；当TDA质量比达到40%时，TDA与风化料出现离析现象。对比发现，20% TDA质量比更适用于加筋土挡土墙工程；当条形荷载距离侧墙为0.4H时，极限承载力达到最大；锚固楔体法适用于加筋土挡墙滑裂面；SEGG应变的测量结果与滑裂面的试验观察结果吻合较好，同时也证明，TDA质量比和条形基础的位置均对挡墙破坏时的滑裂面有影响。     

高大土石混合料路堤蠕变沉降分析及加固研究

依托潍日高速公路3个高大土石混合料路堤,采用ABAQUS有限元软件计算模拟了它们各自的蠕变沉降变形。为确保高大土石混合料路堤的稳定性,采用铺设新型土工格栅的方案来增强路堤的稳定性,减小最终沉降量与沉降速率。计算分析表明:3个采石坑路堤均需增设格栅来满足路堤最终沉降量与沉降速率的技术要求;经多次验算与方案设计得出,1#坑路堤需铺设2层格栅,2#坑路堤需铺设7层格栅,3#坑路堤需铺设5层格栅,设置格栅后的3个采石坑路堤的最终沉降量均小于20cm,沉降速率小于0. 1mm/d,满足了规范要求,说明新型土工格栅可以减小路堤的蠕变沉降变形。