摘要：在隧道行业相关单位的大力支持及既有统计数据的基础上,对截至2023年底中国已建成运营、正在建设、规划设计的共计74座长度10 km以上的特长公路隧道进行统计,其中,已建成运营特长公路隧道25座,正在建设特长公路隧道31座,规划设计特长公路隧道18座。从隧道长度、所在省份、公路等级、地理位置、技术标准、施工工法、设计与施工单位等方面,对中国已建成运营、正在建设、规划设计的长度10 km以上的特长公路隧道建设情况进行分析,其中:长度在10~14.9 km的隧道共62座,长度在15~19.9 km的隧道共10座,长度大于20 km的隧道共2座;隧道主要集中在中国西南部,约占63%,四川省最多,其次是云南省;高速公路隧道达65座,占比约为88%;山岭公路隧道68座,水下隧道6座;隧道技术标准以双向4车道为主;隧道施工工法以钻爆法为主,近些年出现了TBM+钻爆组合工法;隧道设计单位主要有31家;隧道施工单位主要有52家。

摘要：为准确评估高速公路环圈匝道不同交通状况下碰撞护栏和追尾的风险,改善出口环圈匝道行车安全不足现状,提出一种基于航拍数据的行车风险评估方法。首先,通过分析3个实际案例的车辆速度和轨迹数据,总结高速公路互通式立交出口环圈匝道的车辆行驶特征,并定义2种主要的事故类型(车辆进入匝道后与左侧护栏相撞、由于跟驰状态导致的追尾)。其次,介绍如何计算安全评估指标(横向距离和碰撞时间),并根据出口环圈匝道特点选择合适的评估阈值,建立行车安全性评估方法。最后,通过实际案例的分析,验证该方法的有效性。研究结果表明:车辆在匝道内的速度和轨迹控制呈现一致性,车辆需要约135 m的距离从变速到稳定;为避免与左侧护栏相撞,车辆在匝道内会有向右偏移的趋势,偏移长度与初始车速相关;在减速车道上,车辆几乎没有撞击护栏的风险,但在跟驰状态下,前车进入匝道可能导致追尾事故;车速过快可能导致在匝道入口处与左侧护栏相撞;所提出方法与历史事故数据的预测结果相符。研究提供了一种新的出口环圈匝道行车安全性分析方法,将行车特征与安全性分析量化,可为立交出口的管理和设计提供理论支持。

摘要：为推动超高性能矩形钢管混凝土组合结构应用并促进桥梁结构轻型化、装配化技术发展,依托沪武高速某跨线桥工程,对中等跨径下承式超高性能钢管混凝土桥梁进行设计研究。提出采用超高性能钢管混凝土组合结构作为桥梁主要承重构件,其高承载力、高耐久性、施工便捷、装配化程度高等优良性能,满足目前对桥梁建设轻型化、薄壁化的发展需求。结合工程建设条件,提出3种主要构件以承受轴向力为主的桥型方案,分别为组合桁梁桥、系杆拱桥以及斜拉板桥,创新性地采用CFRP吊杆、CFRP预应力筋及冷弯卷边U型横梁与UHPC组合桥面板结构,并通过有限元模型对各设计结构进行强度、刚度、稳定性及动力特性分析,得到各验算结果均满足规范要求,并针对各桥型进行技术经济性分析,为中等跨径跨线桥梁的设计及UHPC、CFRP等新材料的应用提供参考。分析结果表明:简支组合桁梁动力特性较好,刚度、稳定性适中;连续组合桁梁构件强度较均衡,材料利用率相对高,但竖向刚度相对较小;系杆拱桥竖向刚度相对较大,但横向稳定性相对差;斜拉板桥竖向刚度相对大,横向稳定性相对好。在相同条件下,简支桁梁、系杆拱桥、连续桁梁、斜拉板桥的材料造价比值为1∶1.02∶0.97∶1.83,连续组合桁梁的经济性最优,而斜拉板桥相对差。组合桁梁桥施工性能更优,而系杆拱桥与斜拉板桥景观效果更为突出。

摘要：为了考虑黄土地层特征，获取合理的围岩压力以指导黄土盾构隧道结构设计，通过对比盾构隧道与新奥法隧道围岩压力现场测试数据，结合黄土盾构施工实践，验证形变围岩压力计算黄土盾构隧道围岩荷载的合理性；考虑黄土地层的强度参数，通过芬纳公式构建黄土盾构隧道形变围岩压力的计算方法；采用三轴剪切实验，探究原状黄土的应力应变关系以及应力结构性参数的变化规律，构建应力结构性参数下黄土强度指标的计算方法；结合盾构隧道开挖支护下围岩的应力应变变化规律，建立深埋黄土盾构隧道围岩结构性参数场的计算框架，结合结构性参数修正的黄土强度准则，给出深埋黄土盾构隧道围岩压力的计算方法。研究发现，使用形变压力理论计算黄土盾构隧道围岩荷载具有合理性；原状黄土相比重塑黄土有明显的应力峰值及应变软化现象；黄土应力结构性参数与粘聚力存在较好的拟合关系，与内摩擦角相关性低；当仅考虑地层浸水造成黄土结构性演变引起的围岩压力变化时，当含水率由1%增加到25%，塑性圈半径由4.6 m增加为5 m，围岩压力由587 kPa增加到622 kPa。

摘要：为解决我国中小桥数量庞大、分布广泛,仅依赖人工巡检难以有效管养的问题,利用长标距FBG组建传感系统,基于“一核多模”的思路研发多种健康监测方法,从结构变形到损伤识别全覆盖,构建起中小桥监测体系。首先通过将共轭梁理论进行长标距化,并结合铁木辛柯梁理论,提出了基于长标距FBG的变形监测方法;随后,经理论推导得到长标距应变影响线,提出了基于长标距应变面积的损伤指标及损伤识别方法,建立起中小桥监测体系。针对提出的方法设计开展了相应的室内模型试验研究,结果表明:提出的变形监测方法可以有效消除剪切变形引入的误差,在不同变形状态和梁体尺寸下识别误差均处在3%以下;损伤识别方法可以在不同车速下成功识别不同程度的预设损伤位置,相较而言,损伤程度识别精度会受损伤程度大小及车辆动态效应干扰,虽不理想但仍可接受。整体结果初步表明基于一套长标距FBG构建的监测体系具有在中小桥中应用的潜力,但后续仍需进一步完善提升。

摘要：为了提高普通钢筋混凝土梁的耐久性,设计了一种超高性能混凝土(UHPC)-高性能混凝土(HPC)组合梁新型结构,开展了锈蚀后UHPC-HPC组合梁的抗弯性能试验,研究了氯盐侵蚀后组合梁抗弯承载力降低的机理,分析了腐蚀程度、截面形式与预损伤对其抗弯性能的影响;引入钢筋屈服强度折减系数、截面积折减系数与混凝土预损伤系数,提出了锈蚀后UHPC-HPC组合梁抗弯承载力计算方法,并验证了计算方法的可行性。分析结果表明:锈蚀后梁体抗弯承载力降低主要原因为钢筋抗拉强度下降,梁体刚度退化与韧性减弱,钢纤维阻裂效果削弱;锈蚀后UHPC-HPC组合梁的破坏表现为跨中附近出现1条主裂缝或加载点附近出现2条主裂缝;UHPC-HPC组合梁的受力过程分为线弹性、裂缝发展和屈服3个阶段,梁体截面混凝土应变基本符合平截面假定;侵蚀时间越长,组合梁的开裂荷载和承载力降低越大,通电快速侵蚀10 d时,降幅分别达16.2%和10.9%;锈蚀后T形梁比矩形梁开裂早,前者的开裂荷载比后者降低8.1%,后期刚度下降较快;预损伤显著影响梁的整体刚度,预加载后梁的整体刚度降低,混凝土损伤后的预损伤系数为0.984;锈蚀率越大,钢筋的屈服强度与截面积折减系数越小,变化趋势符合二次抛物线;锈蚀后UHPC-HPC组合梁抗弯承载力的计算值与实测值吻合良好,两者之比的平均值为0.998,标准差为0.020。

摘要：围绕张拉缝滑面稳定性评价中存在的若干基础性问题,通过上千个算例,系统分析了两种易混淆的“忽略”方法的可行性和适应性,以及它们在不同张拉缝深度,不同几何形状滑面、不同安全系数方法等条件下对滑面稳定性的影响,主要结论为:①张拉缝未充水时,方法一仅对简化Janbu、简化Bishop法适用,而对通用条分法GLE、不平衡推力法不适用。张拉缝考虑水压力时,方法一不适用,方法二适用。②张拉缝滑面安全系数的变化趋势曲线,与张拉缝开裂前的条间力是拉力还是压力有关,这又与黏聚力、张拉缝深度、安全系数方法相关。如果黏聚力低,则条间力大概率是压力,如黏聚力高,则条间力大概率为拉力。③张拉缝有利于迭代收敛,对于严格法GLE而言,张拉缝促进收敛的效果更明显。本文成果为科学评估张拉缝滑面的稳定性提供了坚实的理论依据和分析方法。

摘要：寒区隧道普遍受到冻融作用影响，易发生沿着混凝土衬砌结构与围岩界面损伤与脱黏现象，严重影响隧道工程施工质量与安全运营。为提升隧道围岩–喷层界面黏结强度与抗冻性能，将围岩–喷层界面简化为岩石–混凝土二元体，研制适用于提升围岩–喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂，并开展水泥基界面剂喷涂前后的砂岩–混凝土界面黏结强度及抗冻性能对比试验。试验结果表明：(1)冻融作用产生的岩石–混凝土界面中与硅氧四面体平行的主链破裂，是导致岩石–混凝土界面黏结性能降低的核心原因；(2)通过试验适配研制，提出适用于提升寒区隧道喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂最优配合比为∶水泥∶水∶硅微粉∶硅烷偶联剂∶高分子胶凝材料(水性丙烯酸酯腹膜胶+竹材液化酚醛树脂)=10∶4.4∶0.8∶0.2∶1∶0.5;(3)因水泥基界面剂的高分子水化作用，喷层界面产生的“树根桩”效应扩大了岩石与混凝土接触面的栓堵程度，同时，硅烷偶联剂的化学键合作用提升了界面间的机械咬合力，二者耦合增强作用提高岩石–混凝土界面的黏结剪切强度和劈裂强度。通过对比试验发现，在冻融30次后，采用水泥基界面剂处理后，岩石–混凝土界面剪切强度较未处理试样可提升109%，黏结劈裂强度则提升了78%;(4)水泥基界面剂中硅氧烷水解缩合作用产生的硅氧键吸附在岩石–混凝土界面形成的疏水层，抑制了界面富水区扩展；而联合反应生成的硅凝胶发生相变释放热量，减少了岩石–混凝土界面冻融损伤，可抑制岩石–混凝土界面裂纹萌生与扩展。(5)研制的水泥基界面剂本身具有良好的抗冻性，特别是在-10℃～10℃的冻融环境中可高效发挥提升围岩–喷层界面黏结性及抗冻性的功能。研究为寒区隧道围岩–喷层界面增黏与抗冻处理提供了一种新的解决方案。

摘要：相比传统除冰方式,微波可穿透冰层并选择性加热路面,进而破坏冰对路面的粘附性。针对现有吸波混凝土应用于整个面层,进而导致吸波骨料利用率不足的问题,本工作设计了一种具有吸波功能层的路面结构。首先综合对比分析了三种吸波骨料与石灰岩的微波升温特性、微波耐久性、骨料与水泥石粘附性以及经济性能,选择综合性能较好的吸波骨料;然后探究了不同粒径的吸波骨料的升温速率和替代石灰岩后其对混凝土力学性能的影响程度,以及不同厚度的吸波混凝土上、下表面温度及上下表面温度差变化规律,推荐了最佳的吸波骨料替换粒径及功能层厚度;最后研究了石墨掺量对微波均匀性及力学强度的影响,推荐了最佳石墨掺量。结果表明:在四种骨料中,磁铁矿的综合性能较好;磁铁矿的粒径为16~19 mm时升温速率最快,且其替换相应粒径的石灰岩所制备的吸波混凝土结构强度比普通混凝土高50%,吸波混凝土功能层设计厚度为5 cm可保证材料的最优利用率。同时,3%的石墨掺量可改善微波加热的均匀性并满足力学要求。研究结果可为微波除冰应用于道路及机场路面提供参考。

摘要：考虑标线涂料配方各组分间的相互作用对标线性能的影响,采用混合实验设计(MED)方法,根据Design-expert v13.0软件给出的响应面分析结果,对MMA双组份标线涂料配方进行优化。通过红外光谱确认了MMA树脂固化后的化学结构,测定了固化剂BPO加入量对标线涂料的不粘胎干燥时间、铅笔硬度和色差(ΔE)的影响,结果表明,室温下BPO加入量1.5%时性能最佳。将配置涂料所用的树脂、颜料和两种填料的用量作为实验变量,以粘度、白度、粘结强度和紫外老化前后的色差作为性能响应指标,通过方差分析选择软件中的匹配模型并确定最佳的涂料配方。结果证实所选模型和实验测量值之间具有一致性,表明混合实验设计法是一种优化标线涂料配方的有效方法。