摘要：针对现有侧阻双曲线模型参数计算较困难的问题,提出一种考虑桩侧土初始剪应力以及侧阻软化特性的简化侧阻三折线模型;并结合桩端位移与桩端承载力的非线性发挥关系,采用双曲线模型模拟桩端荷载传递性状。进一步在上述桩侧和桩端荷载传递模型基础上,提出一种获取单桩荷载-沉降关系的简化递推分析方法。实例分析表明,本文所提简化模型与计算方法应用于单桩沉降计算具有较好的精度,且分析模型参数获取容易、计算便捷,研究成果可为设计施工提供有益参考。

摘要：为解决现有匝道连续分流间距规定未考虑匝道设计速度及车辆换道紧急程度,导致匝道设计速度较高时相邻出口间距不足车辆紧急换道的问题,开展匝道连续分流间距研究。首先,基于车辆运行特征并考虑换道安全性,将驾驶人在匝道连续分流区的操作过程划分为4个阶段:减速过程、标志认读过程、等待过程和换道过程。其次,基于实测车辆运行轨迹,提出了考虑换道紧急程度的sigmoid换道轨迹模型,并通过拟合优度检验证明了该模型对匝道连续分流区的适用性。最后,分析了间距模型中参数的取值,提出了匝道连续分流最小间距推荐值。结果表明:sigmoid换道模型对于匝道中车辆左换道和右换道的拟合优度分别可达97.83%和96.63%,拟合精度较高,能够准确描述匝道连续分流区的换道行为。提出的间距计算模型符合车辆行驶特点,与轨迹吻合度高;当匝道设计速度在小于60 km/h和大于60 km/h时,匝道连续分流最小间距分别受主线设计速度和匝道设计速度控制,设计速度较高的匝道所需间距明显更长。与《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)和《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21—2014)中规定值相比,当匝道设计速度小于60 km/h时,间距推荐值与规定值相近;当匝道设计速度大于60 km/h时,规定值偏小。提出的最小间距推荐值,可为设计人员对该指标的灵活设计提供参考。

摘要：因较好解决了钢桥面疲劳开裂和沥青铺装层易破损问题,钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete,超高性能混凝土)轻型组合桥面在新建斜拉桥中逐步推广;然而,宽幅钢-UHPC轻型组合桥面不可避免地涉及分次浇筑,接缝处钢纤维拉接作用失效,导致接缝抗裂强度显著下降。为了有效降低分次浇筑接缝处UHPC桥面与铺装层的病害风险,开展了多型UHPC接缝的抗裂性能试验与对比分析。采用多尺度有限元仿真分析斜拉桥的全过程受力状态,计算识别出宽幅钢-UHPC桥面在施工和运营阶段的高拉应力区域,据此制定了斜拉桥UHPC分次浇筑接缝的设置原则。设计了五型UHPC分次浇筑接缝供工程比选,包括加粗钢筋接缝、斜向接缝、锯齿接缝、矩形接缝和异形钢板接缝;含对照组,共制作了7组UHPC接缝试件开展直拉试验,根据测试得到的最大裂缝宽度-应力曲线进行了UHPC分次浇筑接缝的抗裂性能对比分析。分析表明:斜拉桥施工阶段的UHPC层高开裂风险区明显不同于运营阶段,施工体系转换将使得最大拉应力峰值达7.543 MPa,超过了传统凿毛接缝的初裂名义应力。试验表明:与整体浇筑试件相比,传统凿毛接缝抗裂性能最差,初裂名义应力降低幅值高达78%;加粗钢筋接缝与斜向接缝的抗裂性能相当,初裂名义应力降低幅值分别为34%与35%;锯齿接缝、矩形接缝与异形板接缝抗裂性能优越,初裂名义应力降低幅值最大仅为16%左右。综合考虑异形钢板接缝的抗裂性能与施工便利性,推荐为应用工程实施方案。

摘要：针对圆形地下连续墙基坑开挖受力过程复杂且采用有限元通用程序计算效率低的问题,分析了墙体承受的内衬环向支撑力、坑外水平土压力荷载、坑内水平地基反力计算方法,基于轴对称荷载作用下柱壳的三维弹性力学基本方程,建立了圆形地下连续墙墙体的形变势能、内衬弹性势能、水平土压力势能、水平地基反力弹性势能等的计算公式,从而得到了求解墙体位移问题的泛函;引入单傅里叶级数作为求解位移的试探函数,根据变分原理对试探函数的待定参数进行全微分,得到了待定参数的求解方程组;同时,给出了各种边界条件下的待定参数方程组,从而得到了圆形地下连续墙的里兹解法;最后采用里兹法和有限元法对外径73m的黄埔大桥北锚碇圆形地下连续墙进行了分析对比。结果表明:里兹法与三维弹性地基板法有限元计算的施工阶段最大位移仅相差0.49%,最大弯矩仅相差1.2%,计算结果几乎一致,尤其是位移曲线几乎完全重合,说明了里兹法方法的正确性,且其有很高的计算精度;算例中里兹法计算的未知数为17个,而有限元计算节点数为40 075个,未知数为240 450个,可见里兹法计算效率非常高,非常适合编制小型程序求解;研究结果为圆形地下连续墙受力研究提供了一种新方法,可广泛应用于工程设计。

摘要：为获得不同掺土量格宾网加筋煤矸石的残余强度特性,进行格宾网加筋煤矸石的的大型直剪试验。试验以镀锌覆塑格宾网为筋材,以不同掺土量(0%,5%,10%,20%,质量分数)煤矸石为填料,获得不同法向应力作用下,格宾网加筋煤矸石的残余强度参数指标。试验结果表明:不同掺土量加筋煤矸石的残余强度随法向应力的增大而增大,当剪切位移大于40 mm以后,残余强度与剪切位移曲线趋于直线型。格宾网加筋煤矸石的残余强度公式能用摩尔库仑理论公式进行拟合,格宾网加筋煤矸石的残余强度与峰值抗剪强度相差不大。掺土20%加筋煤矸石与未掺土加筋煤矸石相比,广义黏聚力增加149.98%,广义摩擦角降低16.85%。

摘要：湖南官新高速公路马路口资水大桥主桥为主跨500 m的双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,在该桥主梁设计时,提出了钢-UHPC组合梁(方案1)和钢-混组合梁(方案2)2种方案。为选择合理的主梁方案,对2种主梁对应的大桥结构方案进行设计,采用MIDAS Civil和ANSYS软件分别建立全桥和UHPC局部受力模型,分析2种方案的结构静力、动力性能,最后对2种方案的经济性进行比较分析。结果表明:2种方案的结构受力均能满足规范要求;与方案2相比,方案1的自重较小,可以明显降低其他结构部件工程量,其桥面板的抗裂性能好,建造成本可降低约3.3%。因此,该桥主梁推荐采用钢-UHPC组合梁方案进行设计。

摘要：为处理地铁侵限问题,采用实际掘进中线坐标估计优化线路参数,以地铁实际掘进中线为基础,整体上对线路参数进行优化,以满足设计约束及侵限要求,可最大限度地提升对复杂侵限情况处理的能力.阐述了调整设计中线以控制边侧侵限的原理,给出了地铁调线优化模型,包括目标函数及约束条件.采用正交最小二乘法,按侵限阈值进行线形拟合分段,形成直线和圆曲线分段线元集合,并提出优化算法对直线、圆曲线分段线元进行优化组合,形成初始优化线路,再对初始优化线路的分段点进行迭代优化,获得与实测中心线贴合度最佳且满足规范和侵限要求的地铁设计中线.最后,对该算法的正确性和有效性进行了实例验证.研究结果表明:该优化算法不仅可以进行地铁优化调线,而且可以有效估计既有线路参数.

摘要：复合材料夹芯结构具有较高的比强度和比刚度、优异的耐腐蚀性能、良好的抗疲劳性能、简单的成型工艺等特点。以聚氨酯(Polyurethane,PU)泡沫作为芯材,玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)作为面层和腹板,制备了空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。保持试件的几何尺寸不变,改变竖直格构腹板的空间位置,将竖直格构腹板优化设计为双层正交格构腹板、双层错位格构腹板和三层错位格构腹板。对试件开展准静态压缩试验,对比研究其破坏形式与吸能特性。发现三层错位格构腹板试件具有较理想的荷载-位移曲线。改变格构腹板的空间位置后,试件的弹性行程延长,同时,试件的承载能力也有所提升。与竖直格构腹板相比,三层错位格构腹板试件的能量吸收值提升91.9%。运用等效十字模型计算了双层正交格构腹板试件的面内等效弹性压缩刚度,可知双层正交格构腹板试件的弹性刚度受格构压缩模量影响较大。利用ANSYS/LS-DYNA对试件进行数值模拟,对比试验研究得到的材料特性和破坏模式,验证了数值模拟的准确性,进而运用数值模拟对各试件的GFRP腹板和泡沫芯材吸收能量的情况进行对比和分析。

摘要：以衡邵高速公路K128顺层边坡为依托,根据项目特点及支护方案,结合层理节理概率分布模式以及层面软化特性,利用UDEC数值软件建立基于离散单元法的顺层岩质边坡的数值模型,进行不同工况下支护与非支护方案的稳定性分析及支护结构受力分析。数值模拟结果与实际现场情况吻合良好,所建立的数值模型能够综合反映结构面强度、岩层厚度、岩层倾角等关键因素对顺层岩质边坡破坏失稳模式的影响。基于该离散单元法数值模型,对提出的微型桩-锚索联合支护方案进行支护效应分析。采用微型桩+锚索联合支护后边坡的安全系数得到显著提高,边坡的潜在失稳模式由中层的沿软弱层面滑动转变为浅层坡体圆弧型滑动。微型桩和锚索支护的结果内力均处于设计安全范围之内,且能保留较大安全储备。

摘要：为了确保悬索桥主缆钢丝的服役可靠性,使用声发射技术对主缆钢丝腐蚀损伤以及断丝源定位情况进行全过程监测。采集并分析直径为5 mm的镀锌钢丝在300、500和700 MPa张拉应力过程中的腐蚀损伤声发射信号。结果表明:根据钢丝腐蚀情况,可以将钢丝腐蚀过程分为腐蚀开始、腐蚀稳定和腐蚀迅速发展3个阶段。在整个腐蚀过程中累积特征参数变化速率呈上升趋势,3种张拉应力按累积特征参数的变化率由小到大的顺序是300、500、700 MPa。在各张拉应力状态下,腐蚀断丝波形的频率分布范围较广,主要为0~100 kHz,并且主频率集中在40 kHz左右。进行断丝源定位时,通过对原始波形信号的处理,根据线定位原理可以计算出断丝源的位置,相对误差在4%以内,精确度较高。