基于探地雷达的高铁无砟轨道结构层病害检测

为了检测高速铁路(高铁)无砟轨道混凝土结构内部在施工过程中产生的缺陷,避免在高速列车荷载作用下发展成路基病害,运用探地雷达技术对高铁无砟轨道结构进行了二维正演模拟分析.基于有限差分法,在时间域上推导了探地雷达二维正演模拟方程.针对易形成高铁无砟轨道病害缺陷的多种复杂工况,建立了CRTSⅡ型板式无砟轨道的地电模型,分别对CA砂浆层不同填充程度、CA砂浆层硬化过程进行了二维正演数值模拟,分析了探地雷达二维正演模拟图像的特征.模拟结果表明,二维正演模拟可以清楚地分辨板式无砟轨道结构内不同介质层的分界面,以及钢筋的数目和位置.      

扁平箱梁颤振计算公式中联合折减系数的量化研究

扁平箱梁已广泛应用于大跨度桥梁的主梁设计中,其颤振性能通常会借助物理和数值风洞的方法获得,测试周期长、费用高。尽管采用颤振计算公式可以简便计算扁平箱梁的颤振临界风速,但当前公式中未考虑扁平箱梁气动外形和来流攻角的具体影响,计算误差较大,无法用于实际工程设计。为了提升颤振计算公式中联合折减系数的准确度,利用节段模型风洞试验开展气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振性能影响的研究。在分析各种气动构件和外形参数对扁平箱梁颤振性能的影响后,确定以斜腹板倾角和宽高比为气动外形变量,设计制作3组12个节段模型,分别在5个风攻角下测试了有栏杆扁平箱梁的颤振性能。在此基础上,根据节段模型风洞试验获得的颤振临界风速,结合弯扭耦合颤振闭合解计算公式,量化了气动外形和风攻角变化对扁平箱梁颤振的影响,给出不同条件下扁平箱梁颤振计算公式中的联合折减系数。最后,基于实际桥梁的颤振临界风速算例,验证利用联合折减系数计算颤振临界风速的准确性和适用性。研究结果表明：在0°风攻角和正风攻角下,当扁平箱梁的宽高比分别为11,9时,斜腹板倾角的减小有利于颤振临界风速提高,宽高比为7时,斜腹板倾角对颤振临界风速没有影响;在负风攻角下,3组宽高比模型斜腹板倾角的减小均会引起扁平箱梁颤振临界风速的降低;联合折减系数与扁平箱梁截面的颤振性能正相关,可直接反映其颤振性能,相对于目前《公路桥梁抗风设计规范》中扁平箱梁颤振临界风速计算时的固定折减系数,该系数能够具体和准确反映气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振的影响,可以结合颤振计算公式快速、准确地计算出大跨度桥梁颤振临界风速。     

PP-ECC用于墩底塑性铰区域的抗震性能试验

为增强桥墩的抗震能力,探讨塑性铰区域采用聚丙烯纤维水泥基复合材料（PP-ECC）桥墩的抗震性能和损伤容限,设计并制作3个剪跨比为7的钢筋混凝土高墩试件,其中2个桥墩试件的塑性铰区域采用不同高度的PP-ECC材料,1个普通混凝土桥墩为对比试件。基于低周反复荷载试验获得桥墩试件开裂过程、破坏形态和水平力-位移滞回曲线等试验结果,对比分析墩底潜在塑性铰区采用不同PP-ECC高度对桥墩延性、承载力、耗能以及刚度等抗震性能指标的影响,并与普通混凝土桥墩的抗震性能指标进行对比分析。研究结果表明：与普通混凝土桥墩相比,采用PP-ECC材料可以明显改善桥墩的破坏形态,控制裂缝的宽度和发展,提高桥墩的损伤容限;局部使用PP-ECC材料可以提高桥墩的位移延性系数,该构件具有良好的变形能力和抗倒塌能力;相对普通混凝土桥墩,PP-ECC桥墩的滞回曲线面积更大且滞回环更加饱满,骨架曲线下降段较为平缓,承载能力和刚度退化缓慢,耗能能力提高了20%;PP-ECC材料高度增加1倍,桥墩位移延性系数提高了15.2%,能量耗散系数变化不大,试件的侧移刚度有一定的提高,刚度退化变缓;墩底PP-ECC材料与普通混凝土相交的界面未出现剪切滑移现象,可见PP-ECC材料的黏结性较好,可以保证2种材料协同受力,共同工作。     

考虑运营环境不确定性的斜拉桥模态频率识别

为剔除运营环境因素（温度、车辆荷载、风等）对斜拉桥结构模态频率的影响,凸显因结构损伤引起的频率变化,对运营环境和模态频率之间的量化和传递进行研究。首先,考虑温度对材料弹性模量以及几何特性的影响,对温度影响模态频率的机理进行分析,以灌河大桥为工程背景,在较长时间尺度内对模态频率进行单因素回归分析;然后,根据匀速移动常量力作用模型推导移动荷载和结构振动强度的关系,考虑到车辆荷载及风荷载在较短时间尺度内对桥梁结构作用存在较强的耦合关系,采用非线性主成分分析方法（NLPCA）对运营环境因素进行主要特征提取和冗余信息的剔除,使用人工神经网络（ANN）模型实现两者之间的量化和传递;最后,提出基于运营环境变量分析的模态参数修正方法。结果表明：在较长时间尺度内,温度和车辆荷载与斜拉桥模态频率均有明显的负线性相关性,40℃季节温差对灌河大桥模态频率的影响为1.3%;非强风期间,主梁加速度RMS可近似反映桥上车辆荷载的变化;在短时间尺度内,温度与车辆荷载2种因素影响水平相当,一天内对灌河大桥影响一般不超过1%;基于NLPCA的ANN回归模型能较好地实现灌河大桥环境因素与模态频率的传递,剔除运营环境因素影响后的斜拉桥模态频率变异性明显降低,主要包含某些随机误差,符合正态分布。     

基于车窗区域定位的出租汽车驾驶员蓄须行为的自动检测技术研究

针对出租车驾驶员蓄须行为自动检测技术展开研究,提出了一套基于视频图像的、完整的自动检测方法。首先,根据复杂交通车流的特性,提出一种用车窗区域代替完整车辆的出租车检测方法,同时基于检测到的车窗区域实现对驾驶室的精准定位。其次,利用基于亮度通道的多尺度视网膜（Multi-scale Retinex, MSR） 增强的图像预处理算法实现对图像的光线平衡及细节恢复。最后,通过libfacedetection 算法的精准下巴区域提取、结合非肤色像素点提取以及灰度阈值法的正反验证来提升算法的鲁棒性。利用交通监控视频对整套方法进行测试,研究结果表明,该方法能够对出租车驾驶员蓄须行为进行识别,进而提高执法效能。     

某路堤溜坍原因分析及治理措施

四川某路堤初步验收后,在2013年7月暴雨期间发生了多处溜坍。在现场调查、试验的基础上,对溜坍原因进行综合分析,指出了溜坍原因是渗透破坏、高地下水压力、饱和软化和表面冲刷共同作用结果。针对性地采用了路基覆盖、砂袋堆砌和钢管桩临时加固措施及挡土墙、混凝土格构、分台阶分层回填、增设密目网等永久措施,经6个月运行检验,效果良好。     

基于客车稳定杆的载荷谱获取方法优化及应用

以断裂稳定杆分析为基础,指出稳定杆载荷谱获取方法优化前的缺陷,提出优化载荷谱获取的方法.并通过仿真与路试,验证了优化后的载荷谱获取方法具有更高的准确性.     

高速公路隧道路面抗滑性能评价标准研究

收集的事故资料表明,路面抗滑性能不足严重影响我国高速公路隧道交通安全。由于隧道环境的特殊性,我国公路路面的抗滑评价标准不适应隧道路面。根据驾驶员对隧道路面附着能力的期望、隧道交通流特点及行车动力学分析结果,提出以车辆制动时路面的临界附着系数作为隧道路面抗滑能力的不可接受水平,并据此制定了隧道路面的抗滑评价标准。最后,提出改善隧道抗滑安全性的措施。     

大直径泥水盾构浅覆土掘进隧道稳定性分析

隧道上浮问题是盾构水域下浅覆土掘进时所面临的一个重要课题。本文针对某过江隧道江中浅埋段的工程地质条件,建立了隧道上浮计算模型,对江中浅埋段的隧道稳定性进行了数值模拟计算,研究分析了隧道承受上浮力后江底变形及隧道内力的变化情况,得出了一定的规律,以期为后期隧道施工提供参考。     

辅助改性剂在SBS改性沥青中的应用对比研究

主要针对SBS改性沥青在使用中出现的高温易软化、低温易龟裂等问题,采用试验和理论分析的方法,研究了单一无机辅助改性剂、单一有机辅助改性剂及二者复合的辅助改性剂对SBS改性沥青性能的影响。试验结果表明:加入无机辅助改性剂后,改性沥青的高温性能得到改善,SBS改性沥青的软化点提高了48.01%;有机辅助改性剂使改性沥青的高低温性能都能很好地改善,特别是低温性能,其中SBS改性沥青的延度(5℃)提高了188.46%,软化点提高了39.40%;复合辅助改性剂虽然对改性沥青的高低温性能有所改善,但存在一定局限,SBS改性沥青延度(5℃)提高了57.69%,软化点却降低了4.64%。因此,选择有机化合物作为辅助改性剂,能更好地改善SBS改性沥青的高低温性能。