绿泥石片岩地层大跨度公路隧道大变形控制及合理支护形式现场试验

为了探索绿泥石片岩地层大跨度公路隧道大变形控制技术及合理支护形式,以陕西省宝(鸡)汉(中)高速公路连城山隧道工程为依托,针对采用单层I22b、双层I22b和双层HK200b钢架的3种初期支护形式,通过对围岩变形和支护结构受力进行现场量测,对比分析了不同初期支护形式的变形控制效果,提出了大跨度公路隧道软岩大变形控制方法和支护体系。研究结果表明:“大预留+双层HK200b钢架分次强支护+大管径长锁脚锚管+深仰拱”联合支护体系能有效控制隧道大变形灾害,避免初期支护变形侵限及频繁拆换拱;该支护体系中第1层初期支护钢架的刚度不宜太弱,以避免因其刚度不足导致的局部失稳和局部拆换问题;试验断面第2层初期支护的接触压力约占第1层初期支护围岩压力的61%,二次衬砌接触压力约占第1层初期支护围岩压力的40%;调整仰拱曲率对于优化结构受力和防治仰拱底鼓作用显著;基于对连城山隧道试验断面围岩压力和径向位移的统计分析,建立了不同支护阶段和不同刚度下的围岩-支护特征曲线,揭示了围岩与支护的相互动态作用机制和“多层分次强支护”大变形控制方法的支护作用机制;结合连城山隧道大变形处置实践,总结提出了“三台阶留核心土法+大预留、多层、分次支护+大管径长锁脚锚管+深仰拱”的大变形控制技术、“不侵限、不换拱、不破坏压密区”的大变形防控理念及“大断面、少分步、快挖快支”的施工原则。研究成果可为类似软岩隧道大变形控制提供重要借鉴。     

混凝土冻融破坏机理分析及寿命预测

为提高高寒地带混凝土的耐久性,对混凝土的冻融破坏机理进行了分析,并对受到冻融破坏后的混凝土寿命预测方法进行了简介。分析表明,目前混凝土冻融破坏应用比较成熟的理论为静水压理论和渗透压理论,静水压理论和渗透压理论的主要区别就在于未冻水的迁移方向。混凝土抗冻性影响因素主要有水胶比、含气量、粗集料和掺合料。每种影响因素作用的机理不同,但都共同影响着混凝上在冻融环境下的耐久性。既有研究建立的混凝土冻融寿命预测方面还仅停留于理论层面,能够指导工程实践应用的寿命预测模型仍有待进一步研究。     

基于流变特性的消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性研究

为探究油污泥热解残渣沥青胶浆性能,实现其在道路工程中的应用,开展了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性与改性机理研究。通过扫描电镜和红外光谱试验分析油污泥热解残渣的理化性质;在此基础上通过沥青胶浆三大指标和黏度试验,解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的掺配比;通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)和动态剪切流变(DSR)等试验评价了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆水稳定性能及高低温流变性能;最后通过微观试验解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的微观界面特性和改性机理。结果表明：油污泥热解残渣存在以中大孔为主、微小孔为辅的多孔体系,经消石灰改性后的油污泥热解残渣与沥青之间存在较强的物理吸附作用与化学吸附作用,提高了油污泥热解残渣与沥青之间的黏结力;消石灰掺量占填料总质量的30%时,其对油污泥热解残渣沥青胶浆的改性效果最佳;当粉胶比为1.0,消石灰掺量为30%时,与普通矿粉沥青胶浆相比,其水煮后的质量损失率减小了18.2%;-6℃、-12℃、-18℃时的蠕变劲度分别降低18.3%、16.5%、5.4%;64℃、70℃、76℃、82℃时的抗车辙因子分别降低6.9%、7.4%、3.3%、1.4%。...     

砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

基于深度强化学习与风险矫正的智能车辆决策研究

为实现高速公路环境下车辆的安全决策,提出一种结合深度强化学习和风险矫正方法的行为决策模型。构建决策模型所需的目标车辆及周围车辆的行驶信息,并引入自注意力安全机制,提高车辆在复杂高速场景下对周围潜在危险车辆的注意力,综合考虑行车效率、避障等因素以设计强化学习的奖励函数。此外,为解决强化学习在决策过程中缺乏安全性保障的问题,设计风险矫正模块对决策动作进行风险评估和矫正,避免危险决策的执行。在Highway-env仿真平台上对提出的决策模型进行训练和测试。试验结果表明,提出的决策模型有较高的行车安全率和鲁棒性,其驾驶效率也优于以规则、模仿学习和单纯深度强化学习为基础的决策方法。     

沥青再生扩散模型及再生效果评价方法分析和改进

扩散程度是反映老化沥青再生进程的重要指标,而扩散模型可以更加直观地对回收沥青路面材料(RAP)再生进行描述。对比分析现有用于描述沥青扩散的模型、扩散理论、扩散效果评价手段及再生剂再生效果,总结不同模型、理论、试验条件间的差异,认为应进一步寻找一种更接近实际状态的RAP老化沥青膜,并加强评价方法的可行性研究。提出可通过模拟再生RAP老化沥青膜的试验方法,运用核磁共振(HNMR)与红外(IR)相结合的手段,观察再生进程并用沥青胶体结构的电导率方法对再生效果进行表征。     

栏杆基石对闭口箱梁桥梁涡振性能影响的机理

为研究检修道栏杆基石对桥梁涡激振动性能的影响,依托中国某主跨808 m的超大跨度闭口箱梁加劲梁悬索桥,通过主梁大比例节段模型弹性悬挂测振测压风洞试验获取模型风致振动响应和表面各测点压力时程数据,测试原设计断面在±5°攻角范围内的涡振性能,对比分析3种不同栏杆基石位置和高度工况下主梁涡振响应性能和桥面测点脉动压力系数均值、均方差、压力功率谱以及局部气动力和总体气动力的相关性。研究结果表明：依托工程主梁设计断面发生了显著的竖向和扭转涡激共振,且扭转涡振显著超出规范允许值,主梁涡振性能随来流风攻角的增大而变差。主梁表面实测脉动压力数据分析显示,由于栏杆和基石的阻挡,箱梁上表面气流分离后在后部再附,导致上表面前部和中后部发生了强烈的压力脉动。上表面前部、后部以及下表面迎风区斜腹板局部气动力与总体气动力具有很强的相关性,这也是导致主梁发生显著扭转涡振的根本原因。将栏杆基石移至桥面板边沿显著减小了上、下表面压力脉动,上表面前部和后部气动力相关性被破坏,可以大幅抑制涡振;将栏杆基石移至桥面板边沿,并降低栏杆基石高度抑制了气流在上表面后部的再附现象,断面压力脉动被削弱,局部气动力和总体气动力相关性被完全破坏,从而有效抑制涡振。     

缓凝剂作用机理及对水泥混凝土性能影响

根据化学成分的不同,将缓凝剂分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两种,介绍了其典型类型的性能;论述了无机缓凝剂和有机缓凝剂的作用机理;研究了两类缓凝剂对混凝土拌和物凝结时间、工作性能和硬化混凝土强度、耐久性能的影响,得出了影响规律;提出了缓凝剂用于道路水泥混凝土工程的注意事项。     

酸碱和冻融双重腐蚀下混凝土力学效应的试验研究

在酸碱和冻融双重腐蚀条件下,进行了混凝土室内模拟试验。通过对混凝土的表面腐蚀现象、单轴抗压强度以及应力—应变关系的探讨和分析,结果表明:强酸和强碱均对混凝土具有明显的腐蚀性;酸碱和冻融循环腐蚀在不同时期分别占据主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。同时,对酸碱和冻融腐蚀的机理进行了分析。本文的研究对混凝土在复杂环境条件下的设计和工程应用具有重要参考价值。     

粉煤灰加筋土挡墙工作机理的离心模型试验研究

将能够完全满足模型相似律的离心模型试验方法应用于粉煤灰加筋挡墙研究中。试验基于整体刚性面层加筋土挡墙结构研究了粉煤灰加筋土挡墙的工作机理、筋材中的应变分布、粉煤灰加筋挡墙的变形。结果表明,加筋土挡墙所发生的侧向位移量远小于素土无加筋挡墙的位移量,且加筋层竖向间距越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;因粉煤灰填筑密度较轻,加筋后的挡墙所发生的相对侧向位移量较小,说明加筋效果明显。