本期导读

正根据实际运营状况,利用摆式仪测量路面常温干燥、低温干燥、低温潮湿、融雪等状态下,普通轮胎、雪地轮胎分别与普通路面、防滑路面组合的附着系数值……冬奥延庆赛区复杂山地公路路面附着系数研究(张智勇等,P1)利用回归分析方法对河南宜阳典型粉质黏土的含水率与孔隙率、饱和度、塑限、液限、液性指数和塑性指数等对工程设计影响较大的物理指标进行分析,并建立含水率与孔隙比、塑限和液性指数的经验关系式……宜阳粉质黏土含水率Pearson分析及相关性研究(余燚等,P7)     

基于含水率和温度变化的冻融黄土性能试验

为了解冻融作用对黄土路用性能的影响,以Q2黄土为研究对象,采用增湿法配制不同含水率试样,并在不补水条件下进行不同温度冻融循环后,分别开展液限、塑限、单轴固结及直剪试验,得出了Q2黄土液限、塑限、压缩模量、粘聚力及内摩擦角等物理力学指标与含水率、测试温度的关系.研究结果表明:天然含水率试样冻融后,塑性指数随测试温度降低而略有增大,土样压缩模量及抗剪强度随含水率增大而降低;测试温度对黄土力学性能的影响取决于试样的含水率,其中压缩模量随测试温度降低而降低,且其降幅与饱和度之间存在近似二次函数关系;当含水率小于临界值时,粘聚力随测试温度降低而增大,含水率大于临界值时粘聚力则减小;试样内摩擦角随测试温度的降低呈增大趋势,且含水率越大,内摩擦角的增幅越大.     

沥青混凝土路面耙松热传导试验与仿真分析

为了提高沥青混凝土路面就地热再生过程的加热效率,采取对试件进行热传导试验及FLUENT有限元仿真的方法,以不同厚度但配比及密实度相同的沥青混凝土试件为研究对象,设计制作热传导试验装置,测量试件上下表面温度并计算导热系数;运用Solidworks软件对试验过程进行有限元仿真,模拟建立热传导温度场,对试验过程进行验证。试验和仿真的结果表明:不同厚度但配比及密实度相同的沥青混凝土试件的导热系数基本相同,试件厚度显著影响沥青混凝土路面的底层加热温度,耙松改变路面结构后,热量更容易渗透到路面底层,从而提高热再生加热效率并降低能耗。     

水泥加固处理泥炭土性能的试验研究

以水泥搅拌桩加固处理昆明铁路枢纽泥炭土路基工程为背景,介绍了滇池泥炭土地基的工程特性,通过压实试验、无侧限抗压强度试验,研究了工点水泥泥炭土在不同水泥掺量下的最佳含水率、最大密实度、无侧限抗压强度,讨论了初始含水率、密实度、龄期对水泥泥炭土无侧限抗压强度的影响,为工程实际提供了重要的参考数据。     

基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测

现有预应力管道压浆质量检测方法多为点式测量，检测效率低，对检测环境要求高，并且易造成压浆缺陷漏检。为了弥补这一问题，提出一种基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测方法。通过对预应力管道内压浆缺陷进行热力学分析，探讨与压浆密实度相关的热力学指标及其求解方法，并通过物理模拟开展试验研究，将设计的加热型分布式光纤传感器布设于预应力管道内部，采集加热后分布式光纤传感器的温度数据，识别温度分布曲线中的温度峰，计算各温度峰位置所对应的缺陷截面等效导热系数，分析该系数与压浆密实度的相关关系。研究结果表明：通过识别分布式光纤传感器温度分布曲线中的温度峰，可以将预应力管道中所有压浆缺陷准确识别出；缺陷截面的等效导热系数可以作为压浆密实度的评价指标，根据实测结果所得各位置的等效导热系数，可以近似求解出所对应的压浆密实度。     

基于不同含水率橡塑保温层保温效果试验研究

为了研究橡塑保温材料在不同含水率下的保温效果,分别在7种含水率条件下,对橡塑保温材料进行了保温效果试验,分析的得出了基于含水率的保温层保温折减系数预报方程。试验结果表明:当温度为-8℃,含水率由干燥状态增加到18.2%,保温层背后温度达到0℃所用时间缩短9h,当温度为-13℃,含水率由干燥状态增加到37.4%,保温层背后温度达到0℃所用时间缩短10h,随着含水率增加,保温材料的保温效果明显降低,且环境温度温度越低,保温效果降低幅度越大。     

单箱多室混凝土箱梁结构的温度场预测

利用有限元软件Ansys建立赤石特大桥单箱多室混凝土箱梁温度场仿真分析模型,预测持续晴天、夏秋转变季节两种典型不同天气状况下箱梁结构温度场,通过实测温度场验证理论模型的适用性,为施工控制中温度预测提供依据。结果表明:混凝土箱梁日照温度场用无内热源的二维瞬态热传导问题来模拟分析是可行的;验证后的仿真分析模型能简化温度测点布置,提高测试效率;对关键热力学参数导热系数及太阳辐射吸收系数进行优化:只需在箱梁顶板相距一定深度方向埋设两个温度元件,即可得到适合该箱梁的导热系数;验证了新浇混凝土太阳辐射吸收系数取0.5较合理。     

基于冲击回波法的波纹管孔道密实性评估

基于冲击回波法对预应力波纹管道密实性开展研究,在阐述冲击回波法检测原理的基础上,基于ABAQUS有限元软件对检测过程中冲击荷载在砼内部的传播路径进行数值模拟分析,建立了不同压浆密实度下f_测/f_密、压浆密实度c及测试构件厚度H之间的计算模型;开展波纹管孔道密实度测试模型试验,得到f_测/f_密与压浆密实度c的线性拟合关系式;基于工程推广应用,建立了同时考虑数值模拟及模型试验结果的修正模型,结果表明有限元模型计算结果与实际模型试验结果吻合较好,使用冲击回波法可有效检测波纹孔道的压浆密实度。     

不同湿度膨胀土无侧限抗压强度随冻融循环的演化规律

为研究膨胀土无侧限抗压强度随初始湿度状态和冻融循环次数的变化规律及其内在机理,以棕红色弱膨胀性膨胀土为研究对象,压实系数0.9为密实度控制指标,分别配制初始含水率为20%,23%,26%的膨胀土试样,采用-15,20℃为冻结、融化边界温度,将制备好的试样放入冻融循环试验箱进行冻融循环作用。利用全自动三轴仪对经过不同冻融循环次数后的膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。结果表明:压实度为0.9的膨胀土应力应变曲线存在由最优含水率条件下的"软化型"向高含水率状态下的"硬化型"转变趋势;随冻融循环次数的增加,土体应力应变关系曲线呈梯度性向应变横轴靠拢收缩;膨胀土无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加而迅速衰减,且衰减幅度随着初始含水率的增加而增大;经过10次冻融循环后膨胀土的剩余无侧限抗压强度分别仅为其未冻融土体强度的55%(w=20%)～31%(w=26%)。     

基于热物理特性的沥青混合料的研究

为了减少高温车辙病害的产生,提出采用"主动"降低沥青路面温度的方式以降低车辙病害产生的方式。研究分析了沥青混合料及其骨料的热物参数与沥青路面温度的关系。采用Williamson公式和热学导热系数推算公式计算分析骨料热物参数对沥青混合料热物参数的影响,在室内试验中用常功率平面热源法进行验证;应用传热学中一维导热方程和巴勃模型,研究了路面结构热力学材料参数对于沥青路面结构温度的影响。结果表明,在正常的高温条件下,导热系数较小的材料其路面结构内部的温度相对较低。在室外试验中,普通沥青混合料与采用导热系数较小的材料制备的沥青混合料的底层温度相差可达6℃。     

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。     

水泥改良高液限土工程特性试验研究

针对高液限土含水率大、饱和度高、力学性能复杂等特点,通过室内试验研究了不同水泥剂量、含水率以及压实度条件下的水泥改良高液限土的工程特性。结果表明,合理的水泥含量及压实度的改良土无侧限抗压强度和水稳定性系数大;浸水作用会大幅度降低改良土的CBR值,压实度越低,浸水后越容易发生松散破坏,强度越低;合理的水泥用量、含水率以及压实度等能够有效提高改良土的回弹模量,改善路基抗变形能力和强度性能。     

路基非饱和粉土的力学特性研究

利用重塑土样开展了土体的水土特征曲线试验和直剪试验,分析压实度、干密度、含水率及法向应力指标对非饱和粉土力学特性的影响规律。研究结果表明：非饱和粉土的水土特征曲线有典型滞后规律,尤其当土体压实度较低时,滞后规律更为显著;法向应力及含水率提升,非饱和粉土由早期剪切变形表现为软化,逐步转化表现为硬化特征,这一特征随土体干密度的提升而更加明显;随土体样本含水率提升,非饱和粉土黏聚力逐步下降,将这一规律进行线形拟合,整体拟合曲线表现为折线特征,且转折点与最佳含水率高度重合;含水率与内摩擦角间无明显相关影响规律,同等含水率水平下,土样干密度越大,内摩擦角也相对更大。     

不同压实度下路基土抗剪强度参数和CBR试验研究

为了研究压实度对路基土抗剪强度参数和加州承载比（CBR）的影响，选取粉土、砂土和黏土三种类型的路基土，分别进行击实试验、不同压实度下的直接剪切试验和CBR试验。结果表明:压实度对路基土的内摩擦角、黏聚力和CBR值影响显著，且均具有较好的相关性。在此基础上，以塑性指数表征路基土的类型，最佳含水率和最大干密度表征路基土的物理状态，以压实度为主要影响因素，建立了路基土的抗剪强度参数和CBR值预估模型，建立的预估模型不仅精度较高，而且具有普遍适用性，可为公路路基的设计与施工提供参考。     

压实度对MgO碳化土加固效果的影响及其机理研究

活性MgO是一种用于软土加固的新型材料,与土体拌和并经CO₂气体碳化后可使固化土强度在数小时内显著提高。在已有研究的基础上,通过静压法制取86%、87%、89%、91%和92%五种不同初始压实度下活性MgO固化土试样,并对固化土试样进行室内碳化试验。对碳化前后的MgO固化试样进行了含水率、干密度和无侧限抗压强度测试,以研究压实度对MgO碳化土含水率、干密度和无侧限抗压强度的影响规律;最后从无侧限抗压破坏的试样中选取典型样品进行X射线衍射、热重、扫描电镜和压汞试验,根据碳化产物和孔隙特征2个方面分析MgO碳化固化土的微观特征。结果表明：MgO固化土碳化过程中消耗了大量CO₂和水分,生成的主要碳化产物为棒状三水菱镁石和片状水碳镁石/球碳镁石,这些碳化产物具有显著的胶结和填充作用,使氧化镁固化土试样的干密度和强度明显增加;固化土的初始压实度对碳化效果有较大影响,随着初始压实度的增加,碳化试样的含水率呈先减小后增加趋势,而无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势;当固化土试样的初始压实度为中等压实度89%时,碳化后试样含水率最低,生成的碳化产物最多,碳化试样的无侧限抗压强度最大,孔隙率最小,说明该压实度为最佳初始压实度,最有利于氧化镁固化土的碳化加固。     

高速公路沥青路面水泥稳定土配比和性能的试验研究

进行水泥稳定土的重型击实试验，确定各配合比条件下水泥稳定土的最优含水率和最大干密度；采用无侧限抗压强度试验，确定水泥稳定土混合料适宜的水泥和添加剂剂量。研究结果表明:添加剂掺量对水泥稳定土最优含水率和最大干密度的影响不大；掺1%，2%添加剂时，最优含水率和最大干密度变化甚微；随着水泥剂量的增大，水泥稳定土7天无侧限抗压强度增大，强度变异系数减小，表明路面结构层出现强度薄弱区的概率减小；推荐满足我国高速公路和一级公路（重交通）等级基层材料适宜水泥剂量为12.00%，底基层材料适宜水泥剂量为6.75%；添加剂掺量宜为水泥质量的2.00%。     

粉细砂土压缩特性试验研究

以嘎拉山隧道与嘎拉山大桥连接处的路基土为研究对象,采用WG型单杠杆固结仪开展固结试验,通过显著性分析比较各变量及各变量间交互作用对压缩指标的影响程度,研究不同粒径级配、压实度和含水率对粉细砂土压缩特性的影响.结果表明:在完全侧限条件下,细颗粒含量在15％左右时,重塑土的可压缩性最低;压实度增大,压缩性降低;含水率增大,...     

考虑固液二相互态特性的流固耦合模型

为研究岩土体内的流固耦合作用对道路工程中道路建筑物/构筑物的变形和沉降，聚焦于构建考虑固液二相互态特性的流固耦合模型，首先构建以含水率为参数的固相物性参数方程（弹性模量、体积模量、极限偏应力）和以孔隙比为参数的液相物性参数方程（饱和含水率、残余含水率、Gardner模型参数），其次建立考虑固液二相互态影响的固相本构方程（邓肯-张模型）和液相本构方程（Gardner模型），之后将新构建的本构方程与固液二相控制方程联合使用构建出考虑固液二相互态特性影响的流固耦合模型。以非饱和黄土为研究对象，利用数值模拟软件构建考虑固液二相互态影响的非饱和土流固耦合数值模型，探索固液二相互态特性对非饱和土流固耦合影响机制。研究结果表明：随着含水率的增大，固相物性参数（弹性模量、体积模量、极限偏应力）均呈减小的趋势；含水率增大使得土体强度减小，表现为达到相同的应变，土体的应力减小；含水率增大，相同的变形情况下，土体所承受的荷载变小。随着孔隙比的增加，饱和含水率线性增加，残余含水率线性减小，Gardner模型参数β呈指数减小，土体内有效饱和度也随之增加；孔隙比增大还会导致土体饱和渗透能力的减小，非饱和相对渗透系数增加。在相同的载荷条件下，相较于未考虑互态影响的流固耦合模型，考虑互态影响的模型模拟的土体变形量较大，含水率、压力水头较小。     

细观尺度下土颗粒间胶结面积对粒间湿吸应力的影响研究

基于细观尺度建立了孔隙水和土颗粒相互作用的数学模型,推导了颗粒间湿吸应力的计算公式,对不同胶结面积下非饱和土中接触角与饱和角、含水量、湿吸应力之间的变化关系进行讨论,并对含水量与湿吸应力的关系进行拟合分析。结果表明:当土体含水量小于临界含水量时,随着土体内含水量的增加,湿吸应力呈增大趋势;当土体含水量大于临界值时,随着含水量的增加,湿吸应力呈减小趋势,验证了理论模型的可靠性。     

风积沙压缩特性的影响因素试验研究

为探究干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙压缩特性的影响,通过单轴固结仪,分别对不同初始干密度、含水率及含泥量的风积沙试样进行室内侧限压缩试验,进而得到风积沙压缩模量和压缩系数在不同条件下的变化规律,并采用统计学方法分析各因素对风积沙压缩性能的影响。结果表明:风积沙具有低压缩性;干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙的压缩性能有非常显著的影响;干密度和含水率两因素之间存在交互作用,这一作用对试验指标的影响也非常显著。