斜拉桥箱形主梁尺寸的优化分析

针对斜拉桥中采用的双箱式主梁,改变斜拉桥箱形主梁的底板厚度、斜腹板厚度以及斜腹板倾斜角度,利用结构有限元分析程序ANSYS,对不同情况下的箱形主梁建立了有限元模型。考虑到梁段以外附近区域的作用,在其两端截面上施加了由平面杆系结构分析所得的端面内力,另外,索力和预加力(梁纵向、横隔梁横向、斜腹板竖向)也施加在相应的位置,分析了不同工况下箱形主梁在自重、索力和预应力作用下的空间应力效应。给出了斜拉桥箱形主梁的底板厚度、斜腹板厚度及斜腹板倾斜角度的合理化建议。分析表明:当底板厚度为30 cm左右,斜腹板厚度为30cm左右,斜腹板倾斜角度为150°~152°时,主梁的应力分布比较合理。     

点燃式CNG发动机燃烧过程研究

利用混合气形成和燃烧三维模型建立了针对CA6SE1—21N增压点燃式CNG发动机的数值模拟研究平台,并对模型进行了试验验证,同时研究了该发动机混合气形成和燃烧的缸内微观变化历程。验证结果表明,CNG发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对CNG发动机进行模拟分析。模拟结果表明,缸内混合气形成可分为大幅度掺混和弱流动混合两个阶段;采用螺旋进气道与平缸盖时,在压缩后期逐渐形成强涡流、低滚流的刚性涡;点火时刻缸内混合气呈上稀下浓的分布,不利于提高点火稳定性和火焰传播速度。     

复合道面弯沉特性影响的数值分析及实验验证

对复合式道面芯样进行了马歇尔稳定性试验和劈裂试验,利用有限元分析软件数值模拟了道面材料力性衰退后不同飞机轮载作用下的道面变形,总结了局部脱空对复合道面弯沉特性的影响规律。作为对比试验,进行了震动映像与瞬态面波测试、探地雷达测试和重锤弯沉测试,测试了沥青面层同水泥混凝土基层间的粘结状况、水稳层局部脱空状况及道面结构性能。结果表明,长期使用后材料性能衰退不是影响道面结构性能的主要因素,旧水泥混凝土道面刚度大,对道面抗变形能力起控制作用;但由于沥青混凝土面层性能劣化严重影响了道面功能性,需要进行封层处理;未考虑加铺层与旧道面间粘结状况的数值模拟结果较现场实测结果偏小,解释了重锤测试难以发现位置远、范围小的脱空,反映了局部脱空影响弯沉盆形状变化的内在机理;震动映像与瞬态面波测试、探地雷达测试能直观反应脱空断面深度,是辅助重锤测试的有效手段。     

冲击荷载作用下有隔离层的水泥混凝土路面板动态响应模拟试验研究

选择土工布、橡胶板作为水泥混凝土路面隔离层,通过室内模拟水泥混凝土路面冲击振动试验,借助微地震测试系统,测定了室内不同隔离层混凝土面板与基层板振动特性,初步获得了冲击荷载作用下隔离层对水泥混凝土面板与基层板的振动响应影响规律。振动响应试验结果表明,无隔离层时面层板振动速度峰值最大,其次是一层土工布,橡胶板作隔离层时面层板振动速度峰值最小;无隔离层面层板振动位移峰值最大,其次是两层土工布,橡胶板振动位移峰值最小。基层板在冲击荷载作用下,由于面层和隔离层的阻尼作用,基层振动速度峰值和位移峰值大幅度减小。4种工况下,无隔离层时基层板振动速度峰值和振动位移峰值均最大;按照振动速度峰值和振动位移峰值从大到小排序均为无隔离层、橡胶板、一层土工布、两层土工布。这些研究所获得的不同隔离层水泥混凝土路面板振动特性规律与方法,可为进一步研究隔离层水泥混凝土路面动力响应提供方法与理论参考。     

冷热冲击工况下发动机冷却水套传热分析

通过模拟整车在上下坡过程中发动机工作状况,建立了冷却水套非稳态工作环境,利用CFX流体分析软件对非稳态工况下的冷却水套流动传热状况进行仿真分析,得到了冷却液流场和温度场,通过流固耦合分析得出了发动机缸体缸盖热负荷的分布情况。对发动机进行了实际的变工况试验验证,证明了仿真分析的正确性,验证了冷热冲击试验可以为冷却水套换热分析提供准确的工况环境。     

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明： 1）采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23.9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35.4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2）对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3）既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。     

粉土路基坡面复合面层护坡技术的面层材料特性

针对粉土路基边坡的坡面冲刷破坏和分层滑移破坏特征,提出一种融合玄武岩纤维加筋与聚丙烯酰胺固化作用,并集植草、抗冲刷、增稳多种功效的粉土路基坡面复合面层护坡技术。根据复合面层中不同面层的防护机制,开展对应面层材料的直剪试验、淋滤质量损失试验、渗透试验和毛细水上升试验,通过讨论面层材料中玄武岩纤维加筋量、筋长、聚丙烯酰胺掺量的变化与对应面层材料剪切变形、剪切强度、质量损失比、渗透系数、入渗量的关系规律,从材料角度分析获得玄武岩纤维的相对经济掺量、筋长与聚丙烯酰胺的相对经济配比及其对应材料指标。试验结果表明：复合面层材料相对粉土强度提高80%~150%,抗冲刷性能提高约200%,抗渗性提高约3个数量级;面层材料相对经济的配合比大致为玄武岩纤维筋长12 mm、掺量0.4%,聚丙烯酰胺掺量1%;面层材料大幅改善了原粉土的强度、变形性能、抗冲刷性与抗渗性,3层复合面层材料将减少入渗、削弱侵蚀、提高强度3种功能融为一体。     

无机药剂对工程废浆药剂真空预压的影响

针对温州某工程施工过程中产生的高含水率废弃泥浆,预添加不同种类与掺量的无机化学药剂,使泥浆与药剂充分发生化学反应,然后进行了20组废浆的真空预压模型试验,试验中对废浆排水量、含水率、液塑限、颗粒组成、十字板剪切强度和微观结构进行了测试,研究不同无机药剂对工程废弃泥浆药剂真空预压效果的影响。研究结果表明：药剂预调理可以将泥浆中细小颗粒聚集成粒径较大的颗粒体,具有改善泥浆渗透性和加快排水速率的作用,达到相同排水量时所需时间比不加药剂要减少近1/2;药剂真空预压处理可以将泥浆含水率由180%降低至50%~60%,且加入药剂能提高成泥浆土的液塑限,大幅度提高土体强度,处理后其十字板剪切强度可达30~50 kPa;由扫描电镜微观结构图像分析可知,与添加单一药剂相比,预添加混合药剂的泥浆真空排水后土颗粒团聚现象显著,排列更加紧密,孔隙更小,整体性更好,十字板剪切强度也印证了这一点;根据药剂对废浆特性影响的特点,从理论上对药剂真空预压机理进行了解释,认为药剂真空预压处理废浆中包含"黏塑性流体颗粒聚并"和"黏塑性流体固化"2种作用机理;可见采用适当掺入比例的多种无机药剂组合对废弃泥浆进行药剂真空预压处理能够获得较好的处理效果。     

基于可变车道的交叉口时空资源优化配置

交叉口在潮汐交通影响下会产生各流向不均衡现象,容易使进口道利用效率低下,形成拥堵.常用的应对措施是设置适用于交叉口的导向式可变车道.基于可变车道,提出信号交叉口时空资源优化配置方法.在空间上,为寻求交叉口各流向之间的均衡化,以同一相位下各流向流量比之间的差值尽可能小以及总体的流量比之和尽可能小为目标,以各进口道各流向的交通量为基础数据,考虑进、出口道通行能力匹配等约束,同时考虑直右合用车道设置问题,构建车道功能划分模型.时间上配以Webster信号配时模型.以时段为单位,得到各个时段优化的车道功能划分和信号配时,从而确定可变车道的设置.以实际交叉口为案例,通过设置现状组、对照组、模型组对比分析该方法的效果.通过Vissim交通仿真,结果表明,相比于固定的车道功能,模型优化后能降低交叉口10%的延误.     

基于因子模型的高速公路特长隧道驾驶人心理负荷特性研究

为研究驾驶人行驶通过特长隧道环境中的心理负荷变化特性,选取2座典型特长隧道进行实车试验,采集驾驶人实时心电信号,以心率和心率变异性指标分析为基础,通过数据挖掘构建了基于因子分析的心理负荷计算模型,采用心率变异性频域分析结果对模型进行验证。研究结果表明：心率变异性指标在计算心理负荷时比心率指标具有更高的效度和信度,驾驶人在距离隧道入口较远处和距离隧道出口较近时负荷较大;在隧道路段和普通高速路段,熟悉试验道路的驾驶人平均心理负荷小于不熟悉试验道路的驾驶人;被试在隧道路段的平均心理负荷大小依次为入口段、出口段、行车段,熟练驾驶人心理负荷在特长隧道入口前300 m至前180 m范围受到的影响最为明显;非熟练驾驶人心理负荷在入口前300 m至入口后240 m范围受到的影响最为明显。上述结果说明：在隧道出、入口段,尤其是入口段驾驶人负荷过高,也是造成事故数量多的主要原因之一;熟悉道路条件可在一定程度上降低驾驶人心理负荷;普通高速路段虽然行车环境较好,但运行车速过高也会造成驾驶人负荷增加。熟练驾驶人心理负荷在隧道入口前升高,而非熟练驾驶人心理负荷在进入隧道后仍保持较高水平。