我国悬浮隧道水动力特性及模型试验研究进展

悬浮隧道是一种跨越深大水域的新型交通方案，在地质条件差和环境保护要求高的水域优势突显，成为最具竞争力的跨海通道形式，引起了国内外学者的广泛关注。简要介绍了悬浮隧道的结构特点与研究概况，重点梳理了国内学者在悬浮隧道的水动力特性与动力响应、锚索涡激振动及控制和模型试验研究方面的研究成果，并对需进一步研究的问题进行展望。分析表明：1)已有研究普遍采用欧拉梁和弹性支承梁模型分析管体的动力响应，锚索的计算大多采用无质量的弹簧或受拉的杆单元；2)环境荷载集中于均匀流与规则波，模型试验以小比尺节段模型试验为主；3)波-流-交通耦合荷载或极端波流荷载作用下的动力响应、大比尺多管节模型试验将是未来的发展方向。     

种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试方法

为监测海绵城市种植土-碎石绿化带结构长期渗透性能,提出了一种种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试装置.测试装置由亚克力板试验桶、降水系统和水位监测系统组成.基于一维非饱和渗流理论,提出了测试过程中种植土饱和时间确定方法,进而形成了种植土-碎石绿化带结构渗透系数原位测试方法.依据提出的测试装置,在试验室开展了种植土-碎石绿化带结构渗透系数测试的足尺模型试验,测试试验模型中种植土的饱和时间和渗透系数,与该文理论方法计算结果对比表明:理论值与试验观测值基本一致,说明该文方法可用于种植土-碎石绿化带结构渗透性能原位测试.     

海南某临海地区潮汐作用下的地下水水位变化特征的研究

结合海南三亚某基地临海地区地层地下水水位在潮汐作用下的长期观测资料，根据地下水流动规律，采用地下水一维流动的布辛奈斯克方程，研究临海地下水潜水含水层地下水水位在潮汐作用下的波动规律，并进行主要影响因素的识别与分析。分析发现，临海地区地下水水位波动主要受潮汐作用幅值大小和距离海岸远近的影响，当距离海岸超过100 m时，潮汐作用对地层地下水水位的影响可忽略。研究结果对临海地区土岩质基坑的土质边坡稳定性分析以及基坑围护设计、施工都有着重要的指导作用。     

海南某临海地区潮汐作用下地下水水位变化特征研究

结合海南三亚某基地临海地区地层地下水水位在潮汐作用下的长期观测资料,根据地下水流动规律,采用地下水一维流动的布辛奈斯克方程,研究临海地下水潜水含水层地下水水位在潮汐作用下的波动规律,并进行主要影响因素的识别与分析。分析发现,临海地区地下水水位波动主要受潮汐作用幅值大小和距离海岸远近的影响,当距离海岸超过100 m时,潮汐作用对地层地下水水位的影响可忽略。研究结果对临海地区土岩质基坑的土质边坡稳定性分析以及基坑围护设计、施工都有着重要的指导作用。     

路基边坡支挡结构物大比例模型试验系统的开发

为了对路基边坡支挡结构物开展更深入的研究,并考虑到室内小模型试验存在的比尺效应等问题,自行开发了大型路基边坡支挡结构物模型试验系统,为进行室内路基边坡支挡结构物大比例模型试验研究提供了可能。试验系统主要由模型槽、加载系统、测试系统、人工降雨系统、地下水系统以及试验所需的土料和结构物等组成。     

土工格栅加筋陡坡路堤离心模型试验研究

根据土工格栅加固陡坡路堤的加固形式,采用室内小比尺离心模型试验模拟并分析了2种不同陡坡路堤边坡坡比、2种不同路堤填料干密度以及7种不同工况条件下陡坡路堤的变形规律。试验结果表明,采用土工格栅加筋能大大提高陡坡路堤的稳定性和承载能力,具有较好的工程应用价值。     

车桥耦合模型试验中试验模型特性的确定与实测分析

运用相似原理及量纲分析法推导出公路桥梁车桥耦合振动缩尺模型相似比关系.以3×30 m先简支后连续T梁桥、东风EQ3166三轴自卸汽车为原型,计算车辆与桥梁缩尺模型的相似比尺.对按相似比尺制作的试验模型特性进行实测,得出试验模型的轴重、静力挠度、应变、基频等实测值,并与运用虚功原理及Ansys有限元软件分析得出理论值进行对比分析,校验试验模型的设计、制作及安装的有效性.试验测试结果及理论分析表明:试验中模型试验小车及模型桥制作符合试验要求,可以用来研究测试车桥耦合模型试验的振动响应.     

斜拉桥索塔大吨位环向预应力束伸长量试验分析

系统地分析了影响大吨位环向预应力束实测伸长量的主要因素，并引入附加伸长量的概念，对武汉军山长江公路大桥索塔锚固区足尺节段模型试验，工艺模型试验及实桥施工中实测伸长量比计算伸长量偏大的现象给出了合理的解释。     

模型试验在顺层边坡中的应用

边坡的研究方法有很多,地质力学模型试验是在研究顺层岩质边坡变形和破坏时常用的一种重要手段,它是今后岩土工程研究中不可缺失的方法之一,它不仅能进一步验证数值模拟的准确性,还能更加实际地反映出各种因素对顺层边坡稳定性的影响,能恰当准确地表现边坡的变形破坏模式和过程。本文简述了模型试验在实际工程应用中的相似原理与相似条件,在边坡模型试验中,先要选择模型比尺,再选择试验所需的材料以及相关参数的确定,进一步完善模型试验的理论方法,为边坡的模型试验研究提供依据和保障。     

加固软土路基的现浇X形混凝土桩力学特性

通过截面几何特性分析和足尺模型试验,从理论分析和模型试验等多角度研究了现浇X形混凝土桩的力学特性。分析了X形桩截面3个参数对其截面力学效应的影响,并与等面积和等周长的素混凝土方形桩、圆形桩作了对比。结合试验结果,并针对X形桩有别于传统桩型的过度充盈反而削减承载力的特点,提出X形桩极限承载力计算公式。理论分析结果表明:从增大侧表面积、减少桩身混凝土用量的角度分析,X形桩优于方形桩,方形桩优于圆形桩。足尺模型试验结果表明:在相同的荷载条件下,与等面积圆形桩相比,X形桩沉降量小、侧摩阻力高;实测极限状态时X形桩承载力比等面积圆形桩提高了32%。     

建筑垃圾流动化回填材料配合比设计方法研究

对建筑垃圾流动化回填材料的配合比设计方法进行研究。通过试验手段对回填材料流动度与用水量的关系、回填材料中粉煤灰掺量确定方法、回填材料强度与水泥用量的关系进行分析。确定建筑垃圾回填材料流动度与用水量之间的关系表；提出利用回填材料最大堆积密度确定粉煤灰掺量；建立了建筑垃圾回填材料灰砂比、水固比与回填材料强度之间的关系式。在此基础上采用体积法或质量法建立了以回填材料中水泥用量、粉煤灰用量、建筑垃圾和水的用量为未知数的四元一次方程组，通过求解得到建筑垃圾回填材料每立方米组成材料的用量，形成了完整的建筑垃圾细料制备流动化回填材料的配合比设计流程。     

彭溪河特大桥索塔锚固区段足尺模型试验研究

介绍彭溪河特大桥索塔锚固区段足尺模型试验、张拉工艺模型试验及空间有限元仿真分析。通过模型试验与理论计算相结合的方法,研究索塔锚固区的受力状态和安全性能,并测试小半径“U”形环向预应力束预应力损失和伸长量,为优化设计及指导施工提供了可靠的依据。     

基于一维-三维联合仿真的冷却系统匹配研究

由于一维软件不能兼顾冷却介质流动的均匀性等问题,往往给匹配带来较大的误差。本文采用一维-三维联合仿真的方法对冷却系统匹配进行了详细分析,并进行两工况的整车转鼓热平衡试验验证。分析结果表明仿真分析结果与试验结果相吻合。采用此方法可以缩短了开发的时间,降低开发成本,提高设计的成功率,特别适用于新车型的开发。     

软粘土非线性一维固结半解析解

由于非线性一维固结问题解的复杂性，其解析解很难求得，一般的解答都是采用有限差分法获得。建立了求解软粘土非线性一维固结问题的半解析方法，编制了计算程序，并通过详细的计算，得到了有关固结，由此对粘土地基非线性一维固结性状进行了分析。     

大吨位小半径环向预应力在斜拉桥索塔锚固区中的应用研究

目前我国大跨径斜拉桥索塔锚固区开始采用大吨位小半径环向预应力体系，该体系突破了现行《公路桥涵设计规范》的规定。结合武汉军山长江公路大桥索塔锚固区足尺模型试验及张拉工艺模型试验对该预应力体系在斜拉桥索塔锚固区中的应用作了深入的探讨。     

公路隧道通风物理模型试验的理论研讨

根据流动相似性理论和隧道通风主要控制因素，确定隧道通风的边界条件；以纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程为基础，推导隧道通风模型试验相似准则，选取雷诺数相似作为隧道通风物理模型的相似准则；以尼古拉兹试验为基础，分析雷诺数的影响因素和自模区产生原因，论述自模区试验方法；给出隧道通风模型设计方法。     

徐州市和平路跨铁路站场斜拉桥索塔锚固区足尺模型试验

通过徐州市和平路铁路站场斜拉桥索塔锚固区的节段足尺模型试验,介绍了该桥索塔锚固区模型试验的内容和方法,研究了塔身U形束的预应力施工工艺,给出了索塔的开裂荷载,并对照试验结果得出了一些有益的结论.     

基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法

提出了基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法,此方法兼具CFD对进气系统三维流动特性准确描述与一维仿真对内燃机进气系统全局控制的优点。建立了进气歧管三维模型,采用GT-Power软件进行缸内工作过程模型仿真,根据试验数据标定仿真模型。通过一维-三维耦合仿真计算得到进气歧管各转速下的流动参数,以此作为CFD仿真的边界条件,优化进气歧管的结构参数。通过整机试验对进气歧管流动性能进行了验证。试验结果表明,该方法能够较好地指导进气歧管设计。     

简讯

主跨长432m的铜陵长江公路大桥,其索塔比桥面高出108m,最大索力达500t,为了节约索塔的用钢量,降低工程造价,交通部公路规划设计院大胆地首次采用预应力混凝土箱形截面的斜拉桥索塔,以代替通常使用的“钢扁担”。为了实现这个大胆的设想,该院的设计负责人采取科学态度,委托湖南大学土木系桥梁教研室进行索塔节段足尺模型试验。模型结构的主要特征是:     

下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

结合某高速铁路CFG桩加固湿陷性黄土地基的工程实例,采用室内模型试验和数值模拟的方法,研究了下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响.通过模型试验,获得了天然地基、悬浮式和支承式CFG桩复合地基的P-S曲线以及桩土应力比曲线.采用有限元分析软件,模拟以上三种工况在路堤荷载作用下的位移和桩土应力比.模型试验表明:下卧层刚度对湿陷性黄土CFG桩复合地基沉降影响效果显著,支承式CFG桩复合地基的桩土应力比更大.数值模拟与模型试验的结果基本一致,二者可以相互印证.