海域环境下泥水盾构同步注浆浆液性能试验研究

盾构掘进同步注浆是控制隧道变形的关键工序,如何确保海水环境下同步注浆性能满足要求是施工必须考虑的问题。以苏埃通道工程盾构隧道为背景,通过浆液对比试验,得到海水拌制的同步厚浆在流动性、凝结时间、抗折强度、抗压强度和固结收缩率指标上均优于淡水拌制的同步厚浆;开展了海域环境下浆液配比的正交试验,分析影响浆液性能的主要因素,发现水胶比、胶砂比、膨水比、灰粉比和泥粉比与浆液的坍落度、稠度、泌水率和凝结时间呈现不同的相关关系;以坍落度为主要控制指标,确定保证施工效果的最佳配合比,并在施工中取得了良好效果。     

后张孔道专用压浆剂配制及应用

孔道压浆是后张预应力构件质量控制的主要环节,质量通病防治的关键,《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011加强对后张预应力孔道压浆浆液性能指标,从压浆用的原材料、外加剂选用,采用了专用压浆料或专用压浆剂配制浆液,从配合比设计入手,使水泥浆具有低水胶比、高流动度、零泌水、微膨胀提高浆液性能指标,为提高孔道压浆的密实度创造条件,结合工程实例,提出压浆配合比设计与大家探讨。     

公路采空区处治浆液扩散分析研究

采用水泥粉煤灰浆对公路采空区进行地基处治,浆液扩散距离受浆液水固比、介质空隙率、注浆压力影响,通过研究,得出浆液在介质中扩散距离与浆液水固比、介质空隙率、注浆压力呈幂函数关系,其中浆液水固比对浆液扩散距离影响最大,介质空隙率对浆液扩散距离影响次之,注浆压力对浆液扩散距离影响最小。研究成果修正了《采空区公路设计与施工技术细则》中注浆量公式,为今后采空区处治和浆液扩散规律研究提供数学依据。     

粉胶比对沥青胶浆和沥青混合料性能的影响

通过试验对比分析了粉胶比对沥青胶浆的高温、低温疲劳性能,以及对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能的影响,推荐连续密级配沥青混合料粉胶比(0.075 mm通过率/有效沥青含量)宜控制在0.8～1.6.     

硅藻土沥青胶浆抗老化性能研究

硅藻土作为一种天然改性剂,对沥青高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性都有较好的改善作用。文章首先通过实践评价,确定硅藻土制备工艺;然后,从沥青胶浆层面出发,对硅藻土沥青胶浆物理力学行为进行研究,采用针入度、软化点、延度以及改进的锥入度试验,分析5%、10%、15%掺量的硅藻土对沥青胶浆的高低温性能和抗老化性能的影响,最终得到影响沥青胶浆不同性能的硅藻土最佳掺量。     

基于CarSim仿真软件的匝道路面摩擦系数研究

为了研究匝道路面的摩擦系数,基于车辆动力学理论,采用CarSim仿真软件,建立了匝道上的车-路模型;设计了不同速度下正常行驶及制动2种典型行驶工况,选取了评价车辆行驶状态的3个安全性指标——制动距离d、侧向偏移距离l、峰值附着系数μ_max,及3个舒适性指标——侧向加速度a_y、横摆角速度ω及制动减速度(即纵向加速度)a_x,确定了各指标阈值;根据仿真模拟试验获得的车辆行驶数据进行安全性和舒适性分析,得到了峰值附着系数μ_max与车速V、坡度i的关系曲线;采用线性和非线性回归分析法对匝道路面摩擦系数μ₀进行拟合计算,得到了基于V-i二元因素的匝道路面摩擦系数拟合公式。结果表明：匝道路面摩擦系数随着车速的增大而增加且增幅不断加大,随着匝道坡度的增大而减小但变化幅度较为稳定;拟合公式可以较为准确地预测匝道路面摩擦系数。     

高强无收缩地聚物的研制与性能研究

当今碱激发工业固废制备的地聚物胶凝材料是最具潜力替代普通硅酸盐水泥的绿色胶凝材料之一。筛选粉煤灰、矿渣和偏高岭土为前驱体,NaOH-水玻璃的混合液体为碱激发剂,高分子吸水性树脂(polymer absorbent resin, SAP)与复合膨胀剂为补偿收缩材料,制备了一种力学性能优异且体积无收缩的地聚物,并通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)和X-射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)等手段进行微观分析。结果表明,当水固比为0.32、碱含量为12%、水玻璃模数为1.3及复合型膨胀剂掺量为6%时,所制备的地聚物力学性能最好,具备高早期强度的功能;硬化24 h后体积无收缩,膨胀率为0.02%;此时地聚物浆体流动性较大,无泌水现象,结石率高。究其原因在于水化产物中网络状的N-A-S-H凝胶与C-A-S-H凝胶以及少量CaCO₃晶体相互交织,形成致密的结构提高了体系的力学性能,而膨胀剂生成的针棒状AFt和少量Ca(OH)₂晶体补偿收缩的同时,也具有增强功能。本工作可为绿色新型建筑...     

多因素对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响

为了解西部地区氯氧镁水泥混凝土的抗压强度以及田口方法在混凝土配合比中的适应性,针对活性MgO与MgCl₂摩尔比、粉煤灰、耐水性改性剂和减水剂对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响进行了研究,确定了各因素对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响程度,并量化表征,提出了多因素共同作用氯氧镁水泥混凝土抗压强度信噪比的多元非线性回归模型. 研究结果表明,最优氯氧镁水泥混凝土28 d抗压强度设计组合为:摩尔比为5.4,不掺粉煤灰,耐水性改性剂为1%磷酸,减水剂为1%,各因素影响程度从大到小的顺序为:减水剂、粉煤灰、摩尔比、耐水性改性剂. 最优氯氧镁水泥混凝土长期抗压强度设计组合为:摩尔比为5.4,不掺粉煤灰,耐水性改性剂为2%磷肥,减水剂为1%,各因素影响程度从大到小的顺序为:摩尔比、粉煤灰、耐水性改性剂、减水剂.      

基于隧道法的机动车PM2.5排放因子研究

选取典型城市隧道进行机动车排放因子测试,在南京市富贵山隧道进行监测,对隧道内的PM_2.5浓度、风速风向、交通量、车型、速度及气象条件进行采集分析、计数、分类、观察。建立守恒方程和多元线性回归求解PM_2.5平均排放因子,分别得出出租车（天然气）、小汽车、公交车（天然气）、大客车（柴油）、大货车在35⁴0 km·h-1,40⁴5 km·h-1,45⁵0 km·h-1范围内的平均排放因子;其中最大值为0.157 2 g·（km·辆）-1,最小值为0.015 21 g·（km·辆）-1,在相同速度范围内城市大货车的PM_2.5的平均排放因子明显高于其它,其次是大客车（柴油）、公交车（天然气）、小汽车、出租车（天然气）。     

粉煤灰基地聚物混凝土的耐久性研究新进展

地聚物是近10余年来国际上研究非常活跃的一种新型化学激发胶凝材料，可能成为大量取代水泥的绿色胶凝材料. 针对碱激发粉煤灰（AAFA）地聚物的耐久性问题，分别从抗碳化性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能、抗酸和抗硫酸盐侵蚀能力及抗风化性能等方面对AAFA地聚物混凝土的国内外研究现状进行了系统的整理与分析. 结果表明:1） AAFA混凝土的抗碳化能力不如水泥混凝土（OPC）的，碳化后的地聚物的孔隙率增加，力学性能下降，热固化、添加Ca（OH）₂、OPC、矿渣粉和纳米TiO₂等可以改善AAFA混凝土的抗碳化性；2） AAFA混凝土的抗冻融性能较OPC的低，添加矿渣、偏高岭土等可以提高AAFA混凝土的抗冻融性能；3） AAFA混凝土的氯离子渗透率较高，掺入矿渣粉、降低液固比、高温固化及延长固化时间可以增强AAFA混凝土的抗渗透性；4） AAFA混凝土的抗硫酸、盐酸、硝酸、乙酸及硫酸盐的能力较强，吸水率较低；5） AAFA混凝土的抗风化能力较差. 延长热固化时间，掺入富铝添加剂、降低目标钠与铝的摩尔比、减少地聚物的含水量、添加纳米SiO₂和硅烷表面改性都可以增强AAFA混凝土的抗风化性能.      

翔安海底隧道运营环境及污染物分布规律

为了明确城市海底公路隧道内环境参数和污染物的分布规律,针对厦门翔安海底隧道运营通风效果进行了现场测试,获取了交通高峰期和非高峰期两个时段隧道内气压、温湿度、风速、CO、NO₂和PM浓度的分布规律,结合一维扩散理论和Fluent组分输运模型研究了海底公路隧道内环境参数和污染物随交通流的分布规律. 研究结果表明:（1） 交通高峰期时段,温度沿车流方向逐渐升高,出口处达到最高温度36 ℃;湿度沿车流方向逐渐降低,入口处最大湿度为94%;CO、NO₂和PM浓度随车流方向逐渐升高,在出口处达到最大,最大浓度分别为21.00 ppm、3.73 ppm和1.76 mg/m3,V型坡坡底处PM浓度也较高（2.03 mg/m3）;根据烟尘质量浓度与消光系数的转换公式得到出口处和V型坡坡底处的消光系数分别为0.008 3 m?1和0.009 5 m?1,NO₂和PM浓度超过了规范值.（2） 非交通高峰期NO₂最大浓度为1.68 ppm,出口处和V型坡坡底处的消光系数分别为0.006 9 m?1和0.007 7 m?1,出口处NO₂浓度和坡底处消光系数超过了规范值.      

超音速喷涂喷管数值模拟及结构优化

提出了一种新型超音速喷涂喷管以促进涂料雾化,以原子灰作为喷涂材料进行数值模拟,详细讨论了喷涂喷管内外流场和雾化颗粒分布情况。基于响应曲面法和遗传算法分析了该喷管中进液口直径d₄、进液口位置l、进液口与轴线夹角α对平均粒子直径的影响,得到了一个响应变量关于3个因素的回归预测模型,优化出喷管的最佳结构参数。结果表明：当d₄=0.05 mm、l=2.5 mm、α=30°时,喷管雾化效果最好,平均粒子直径为3.714 5×10^-6 mm,优化结果与雾化计算仿真结果误差小于0.05%,说明了优化结果的可靠性。     

基于航行数据的北极地区船舶排放清单

基于自动识别系统分析了极地船舶航行数据, 考虑冰区船舶受力, 提出了主机功率估算模型; 选取劳氏船级社数据验证了主机功率模型的可行性与可信度; 结合3种不同的航行状态与排放因子、负荷因子建立了动态船舶废气排放模型; 选取中国远洋海运集团有限公司穿越北极地区的“永盛”轮等5艘船舶的航行数据, 使用燃油消耗法对船舶排放估算模型进行验证; 利用排放估算模型计算了北极地区船舶排放清单, 并在ArcGIS上显示排放的时空分布等特征。研究结果表明: 北极地区的各类船舶废气排放中, CO₂的排放量最多, 约为69.7%, NO_x和SO_x次之, 分别为13.3%和12.0%, CH₄最少, 为0.4%;各类船型的排放分担率最大的为集装箱船(29.3%), 其次为破冰船(28.8%), 其中集装箱船和散货船的废气排放量占比达到了50.4%;北极地区船舶废气CH₄、CO₂、CO、HC、NO_x、SO_x、PM的排放量分别为504.85、82 545.63、1 645.90、562.54、15 711.47、14 232.54、3 263.15 t, 与船舶交通流密度相符; 2016年9月散货船、集装箱船、油轮和渔船废气排放量最大, 10、11月逐渐减少, 这与该地区的冰封情况有较大关系; 一天内, 滚装船、渔船和破冰船的废气排放在11:00~18:00出现一段波峰, 这可能是由船舶的工作性质决定的。      

自密实混凝土扩展度影响因素分析与评价

扩展度是表征自密实混凝土填充性的一项重要指标,同时也是混凝土工作性能的重要指标。从砂率、粉煤灰用量、微硅粉掺量三方面探讨自密实混凝土扩展度大小的影响因素。试验结果表明:砂率的大小对自密实混凝土的影响主要体现在对粗骨料的润滑,本试验条件下的合理砂率约为46%;当粉煤灰含量约占胶凝材料的30%时,粉煤灰能够与水泥充分反应,自密实混凝土的扩展度达到最大;因微硅粉对混凝土拌合物起到了保水作用,减少了拌合物发生离析、泌水的几率,使得拌合物具有较好的工作性和稳定性。因此,本试验条件下微硅粉的复拌含量为粉煤灰总量的5%较为适宜。     

温拌阻燃SMA混合料水稳定性研究

为了得到温拌剂及阻燃剂对SMA沥青混合料水稳定性的影响,通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验研究了温拌剂掺量、阻燃剂掺量、掺加方式、降温效果等因素对温拌阻燃SMA混合料水稳定性的影响规律,并通过分析温拌剂和阻燃剂的作用机理,验证了试验结果的可靠性。结果表明：SMA混合料水稳定性随着EC130温拌剂掺量的增加先增大后减小,在掺量为0.3%时达到最大值;随着FRMAX^TM阻燃剂掺量逐渐增大,在掺量为0.6%时,冻融劈裂强度比(TSR)和残留稳定度(MS₀)相比于不掺加阻燃剂的情况下分别提高了8.0%和3.6%;选择干法温拌剂加干法阻燃剂的掺加方式在保证水稳定性的同时具有操作方便,便于施工的特点;降温效果对水稳定性影响较大,在温拌剂掺量为0.3%的情况下,试验温度下降30℃以上时不满足规范要求。     

超高速公路三波护栏安全性碰撞仿真

从超高速公路三波护栏防护性能角度出发，运用有限元软件HyperWorks和LS-DYNA进行联合仿真。分别以100～180 km·h^-1为碰撞速度、5°～20°为碰撞角度，以护栏最大动态变形量和吸能量、汽车的驶出角和合成加速度为评价指标，对三波护栏的防护性能进行考量。研究结果表明：随着碰撞速度和角度增加，护栏吸能占比曲线呈先增后减再增趋势，波形梁是护栏的主要吸能部件。碰撞速度为160 km·h^-1、碰撞角度为20°时，护栏最大动态变形量为880.2 mm,超出750 mm安全值；碰撞速度为140 km·h^-1、碰撞角度为20°时，车辆驶出角为12.16°,超过驶入角的60%,对临近车道车辆造成不利影响，车辆合成加速度峰值为33.05 g,大于安全值20 g。该三波护栏用于设计速度低于140 km·h^-1的超高速公路，防护性能满足安全评价标准。     

下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法

为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法，建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程，得到合理拱轴线的解析解；在解析解的基础上，定义了主拱恒载占比系数，得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法；采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果，验证了本文方法的可靠性。研究结果表明:下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式，合理拱轴线为悬链线，相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定；拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系，决定系数大于0.99，说明拟合公式准确；工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8，相应的拱轴系数范围为1.000~1.792，常见的矢跨比范围为1/4~1/5，相应的拱轴系数范围为1.000~1.465，与工程案例中拱轴系数统计结果的吻合度较高，说明计算结果可靠；工程中常见主拱恒载占比系数范围为0.1~0.5，对应的拱轴系数范围为1.102~1.364，与拱桥设计规范中的取值范围接近，证明了规范取值的合理性；当主拱恒载占比系数小于0.5且矢跨比小于1/7，或主拱恒载占比系数小于0.1时，拱轴系数接近于1.000，即合理拱轴线可采用二次抛物线；利用查表法或简化公式法，可以快速求得合理拱轴线方程；与已有研究成果相比较，主拱截面弯矩、偏心距和偏心距平方和的偏差均在5%以内，证明了本文计算方法的正确性。      

B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车应用性能

以国三和国五公交车为研究对象, 对其燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油进行了应用研究, 以柴油为参照, 分析了B10餐厨废弃油脂制生物柴油对公交车动力性、燃油经济性、排放性与可靠性的影响。研究结果表明: 国三与国五公交车使用B10餐厨废弃油脂制生物柴油的最高车速、直接挡25~70 km·h-1全油门加速时间、0~70 km·h-1全油门起步加速时间等动力性能与柴油相当; B10餐厨废弃油脂制生物柴油国三、国五公交车HC、CO、PM和固态PM2.5数量排放低于柴油, 其中HC分别降低7.1%、11.1%, CO分别降低9.2%、8.0%, PM分别降低36.8%、8.4%, 固态PM_2.5数量分别降低4.7%、23.5%;B10餐厨废弃油脂制生物柴油对国三、国五柴油公交车NO_x排放影响存在差异, B10国三公交车的NO_x排放比柴油增加7.9%, 但B10国五柴油公交车NO_x排放降低11.2%;在16个月的试验应用期间, 柴油公交车燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油的月平均百公里油耗随时间变化趋势一致, 受夏季使用空调的影响, 公交车在夏季(7~9月) 的月平均百公里油耗较高; 国三、国五公交车燃用柴油与B10的月平均百公里油耗样本服从正态分布, 其分布均值分别为38.67、38.60、39.06和39.27L, B10公交车的百公里油耗与柴油相当; 与柴油比较, B10公交车油路故障率有所升高, 油水分离器和燃油滤清器是故障率相对较高的零件。应采取措施改善餐厨废弃油脂制生物柴油的氧化安定性, 严格控制其水含量, 改善B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车的可靠性。      

高海拔强盐沼泽区桥梁桩基损伤现场模拟试验

为了探明高海拔强盐沼泽区公路桥梁桩基受干湿循环和冻融循环的损伤状况, 采用现场模拟试验, 研究了桩身位置、混凝土配合比、混凝土掺合料与外防护措施等对桥梁桩基力学性能的影响, 采用SEM分析、EDS分析和化学成分分析等手段探究了桩基损伤的微观机理。研究结果表明: 桩基混凝土抗侵蚀能力及其内部钢筋锈蚀受桩身位置影响, 对于基准混凝土试件, 龄期为360 d时, 水中、地表、地下0.25与1.25 m的桩基混凝土抗侵蚀系数依次为0.80、0.63、0.75和0.76, 对应位置钢筋面积锈蚀率依次为76%、91%、66%和65%;桩基混凝土抗侵蚀能力受混凝土配合比与掺合料的影响, 整体上掺入矿渣的混凝土抗侵蚀能力最强, 龄期为360 d时, 当砂子、水、碎石、减水剂、水泥、阻锈剂和膨胀剂的含量一致时, 掺入87.25 kg·m-3粉煤灰、21.8 kg·m-3硅灰、87.25 kg·m-3矿渣的混凝土试件的平均抗侵蚀系数分别为0.79、0.89、0.91;钢护筒在短期内能保护桩基混凝土不受到外界侵蚀, 在长期侵蚀下保护期限一般为2~3年; 从90 d龄期到360 d龄期, 桩基混凝土中C元素的质量分数从0增长到9.61%, 生成了越来越多的CaCO₃分子, 再加上钙矾石等晶体的膨胀, 使得桩基混凝土膨胀开裂。      

坡形浅埋隧道爆破振动效应及理论模型验证

为研究位于边坡地形和浅埋土岩复合地层条件下的山岭隧道施工爆破振动效应和振动影响范围,验证并获得准确适用的振速理论模型,以国道317线下穿县城密集区的德格隧道为依托,利用现场爆破振动监测和回归分析对4组常用理论模型进行验证,同时,通过三维数值模拟及与理论模型计算、现场实测结果的比较,围绕爆破振速、振动影响范围以及存在的爆破振动效应进行分析. 研究结果表明:4组常见理论模型计算拟合度在0.15～0.86之间,其中,唐海、朱传统和周同龄理论模型公式对应不同爆心水平距离、高程差时各有优势;理论模型计算得到的爆破振动影响范围比数值计算结果更接近现场实测结果;在隧道成洞区28 m范围内爆破施工引起的“空洞效应”明显,地表垂向最大振速由起爆点处的1.98 cm/s增大到了2.23 cm/s;爆心所在横切面内顺坡向一侧距离开挖中线10～20 m范围坡面上“边坡效应”显著,最大垂向振速达1.83 cm/s之后随爆心距增大而线性减小;在逆坡向一侧5～10 m范围内随高程增加将出现“高程放大效应”,因此,上述范围内的地表建筑应作为现场监测重点并做好防震措施.