基于核磁共振与无侧限抗压试验对纤维加固红黏土的宏微观特性研究

红黏土因其具有孔隙比大、易压缩等不良工程特性,常在工程建设中引起一列工程问题.为此,采用聚丙烯纤维对红黏土进行加固,并采用核磁共振(NMR)技术和无侧限抗压强度试验对不同含量纤维加固后土体的宏微观特性进行测试,得到以下结论:1)不同含量纤维加固后红黏土的T2谱形态基本保持一致,均在弛豫时间为1 ms附近出现峰值,且纤维含量为0.2％时,试样内部信号最强;不同含量纤维加筋土内部的孔径主要分布在0.01μm到0.05μm之间,且0.02μm孔径所占比例最大;试样的孔隙度和T2谱峰值面积随纤维含量的增加表现出先增加后减小的趋势,且均在纤维含量为0.2％时到达最大值;2)纤维能够明显增加红黏土的抗压强度,加筋土的抗压强度与纤维含量保持良好的线性增加关系;且随着纤维含量的增加,试样由脆性破坏逐渐表现为韧性破坏特征.3)纤维在土体中起到加筋作用,显著增加了土体间的连接力,且纤维相互交叉连接形成了空间网状结构,限制了土体的变形,使得加筋土抗压强度增加并表现出韧性破坏特征.     

道路工程杂填土地基处理方案研究

以长沙市郭亮南路某路段杂填土地基处理方案为例,对复合地基碎石桩方案以及局部换填方案进行了地基承载力及沉降计算分析,并从技术指标、造价、工期等方面综合比选,确定了厚度较大的杂填土地基处理方案,可为同类型城市道路杂填土路段地基处理方案的决策提供参考。     

面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化

考虑网联自动驾驶车辆(Connected Autonomous Vehicle, CAV)应用先进的车联网与自动驾驶技术，可以采用智能交叉口的组织形式，大幅提升交叉口的通行效率，为降低CAV与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle, HV)混行条件下城市交通系统的整体出行成本，提出智能交叉口在城 市交通网络中的布局优化问题，建立数学优化模型并求解。首先，基于对两类车辆行驶特性的分析，建立混合用户均衡模型，描述CAV与HV的路径选择行为；其次，从交通规划者的角度，以系统最优为目标，整合混合用户均衡模型，建立面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化模型，并利用改进的遗传算法求解；最后，选取Sioux-Falls交通网络作为案例分析，验证模型与算法的有效性，并研究CAV渗透率变化对优化结果的影响。研究表明，智能交叉口在城市路网中的合理规划极大地提高了新型混行场景下城市交通系统的出行效率，同时，大幅降低了由于网联自动 驾驶单方面技术优势带来的CAV与HV的出行效率差距，增进了出行公平性。     

赤泥掺量对水泥稳定碎石基层性能影响

为大规模利用拜耳法赤泥，将其作为砂石应用到公路基层，研究其掺量对水泥稳定碎石赤泥基层性能的影响。结果表明：最佳含水量随着赤泥掺量的增大而增大，最大干密度随着赤泥掺量的增大而降低，7 d和28 d无侧限抗压强度随着赤泥掺量的增加先增大后降低；综合考虑后选定配比：水泥∶碎石∶赤泥为5∶60∶35。1 km的水泥稳定碎石赤泥基层比相同水泥掺量的水泥稳定碎石基层节省造价839 544.5元。因此，赤泥可作为砂石在公路基层中大规模应用。     

沥青路面抗疲劳断裂半刚性基层强度标准研究

为确保水泥稳定碎石（CSG）基层在交通荷载反复作用的情况下不出现疲劳开裂，提出了基于结构与材料一体化控制的CSG材料强度标准的确定方法；研究了CSG基层的力学特性和疲劳特性，建立了力学强度增长模型、力学指标间的关系模型和疲劳方程；推荐了四川省典型沥青路面抗疲劳断裂的CSG基层强度标准。研究发现:CSG的各项强度指标都随养生龄期呈非线性增长，采用骨架密实结构有利于提高CSG的力学强度。提出的力学强度增长方程可以准确预估不同龄期CSG的力学强度；提出了控制疲劳开裂的CSG基层7天无侧限抗压强度标准与7天劈裂强度标准的确定方法，该方法能实现结构与材料一体化设计，可进一步提升CSG基层的疲劳寿命。     

降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理

为探究降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理, 自主研制了足尺模型试验系统和光纤布拉格光栅(FBG)深部柔性位移系统, 对边坡渐进破坏进行了全过程、多物理量联合监测, 揭示了降雨入渗作用下裂土边坡的渐进变形和破坏演化模式; 基于裂土边坡的渐进破坏模式, 提出了土体饱和比概念, 将裂隙深度范围滑体分为饱和层和非饱和层; 以土体饱和度变化描述了含随机分布裂隙的边坡水分运移规律, 并结合刚体极限平衡法探讨了由裂隙控制的边坡失稳机制。研究结果表明: 对于未形成裂隙的边坡, 连续降小雨时浅层变形受表层基质吸力控制; 裂隙形成后, 雨水沿裂隙快速入渗形成暂态饱和区, 导致基质吸力降幅达82.50%~87.14%, 而由其贡献的抗剪强度迅速损失, 从而形成初期溜滑、片蚀等浅层变形, 降雨停止后坡体仍处于蠕变过程, 坡脚与坡顶位移增幅分别为23.40%和19.39%;蒸发后裂隙规模发展增大了雨水对渗流场的影响范围和边坡破坏规模; 土体经历胀缩、蠕变而变得松散, 裂缝区深部土体体积含水率较初始状态的增幅为205.7%;同一降雨条件下, 初始裂隙深度愈深, 稳定系数愈低, 破坏愈快; 对具有同一裂隙深度的边坡, 其稳定系数随土体饱和比的增加逐渐降低, 土体饱和比增长愈快, 表征边坡内部出现大面积连通型饱和区, 这是裂土边坡出现整体失稳的主要原因。      

基于环剪试验的含钙质结核古土壤剪切特性

含钙质结核古土壤在黄土滑坡的剪切带中广泛分布，影响滑坡的剪切特性. 通过固结排水环剪试验，改变轴应力大小，研究不同钙质结核含量下古土壤的剪切力学特性；基于对剪切破坏面的宏观结构分析，总结并提出剪切破坏面的“一”型和“U”型两种破坏形态及平稳、过渡、波动3种破坏模式. 研究结果表明:在低轴应力下，应力-位移曲线均为软化型，具有明显的残余强度特性，随钙质结核含量增大，应变软化特性变弱；在高轴应力下，则表现为硬化型；钙质结核颗粒能增大土的剪切强度、摩擦角，减小黏聚力；剪切带厚度与钙质结核含量正相关，与 D50 负相关；在大位移剪切作用下，颗粒会发生破碎，通过对剪切前后粒径分析，确定了钙质结核主要破碎区间为3～5 mm，破碎率为19.5%～55.5%；古土壤由 0.01～0.05 mm颗粒破碎为 0.002～0.010 mm的较小颗粒.      

郴州互通滑坡稳定性评价及治理设计

分析了耒宜高速公路郴州互通Gk256 620-Gk256 830段山体滑坡的形成机理，运用极限平衡原理对滑坡体进行了稳定性计算，根据计算结果提出了边坡治理设计方案，并对该类滑坡工程提出了自己的体会。