公路交通发展背景下西部民族地区人才培养模式构建与实践

西部民族地区作为共建“一带一路”设施联通的重点领域,加快与境外国际通道的互联互通,提升对区域发展和国家战略的支撑能力,迫切需要培养扎根本地、胜任复杂工程问题的少数民族公路交通人才。结合长安大学少数民族人才培养模式构建与实践,提出了面向少数民族学生的“思政—通识—专业”课程协同育人体系,形成了适应少数民族学生的学习基础和语言能力的课程体系、教学模式和学业“结对帮扶”机制,健全完善了校地联动、产教协同育人机制。铸牢少数民族学生的中华民族共同体意识,强化交通强国建设的使命担当,夯实少数民族学生的理论知识和专业能力基础,提升少数民族学生对公路交通复杂工程问题解决能力和科技创新能力。

非洲法语区硕士留学生课程体系优化探讨——以道桥渡学科为例

提升道桥渡学科硕士留学生的培养水平是我国“一带一路”倡议实施的重点抓手。针对非洲法语区硕士留学生自身固有特点,以锻炼硕士生国际工程思维为导向,从课程体系优化着手,提出增设“道桥渡工程中法规范对比释义”课程,并对课堂教学内容进行改良,优化授课形式,建立基于“互动课堂+校企合作”的阶段式渐进教学模式,综合考虑各项评价指标,改进相应的考核体系,以建立更加完备的培养体系,充分发挥留学生的优势,培养非洲硕士留学生对工程实践新问题的灵活应对与创新能力。

疫情期间高校在线教学的组织与监督

2020年一开始整个社会秩序与节奏被一种病毒瞬间改变。在教育部“停课不停学”的总体要求下,作者亲身经历了从忙乱无措到游刃有余的在线教学管理过程,总结出做好顶层设计、建立在线教学专家咨询团队、预设出备选方案、进行应用数据分析、培训教学督导、教师相互听课等多种途径进行在线教学的组织和监督的管理方法。

“互联网+”背景下《道路工程材料》MOOC建设路径与价值体现

MOOC作为"互联网+课程"的一种典型形式,推动形成了多元化、移动化和泛在化的在线学习新模式。以此为背景,本文介绍长安大学公路交通专业《道路工程材料》MOOC建设路径和意义,为加快推进MOOC建设提供参考。

Settlement characteristics of bridge approach embankment based on scale model test

In order to analyze the effects of backfill materials, geometries and slab setting on the settlement of bridge approach embankment, scale model was built based on the structural characteristics of bridge approach embankment, and scale model tests were carried out under different conditions. The results show that when graded gravels were selected as the backfill materials, the effect of setting approach slab to reduce the differential settlement is more prominent. When lime soils were selected as the backfill material, approach slab can moderate the longitudinal settlement slope. When using different backfill materials, the ultimate settlement of the positive trapezoidal backfill geometries is less than that of the inverted trapezoid, and the backfill geometries have little effect on the settlement slope.

基于非均质模型的水稳碎石材料细观开裂行为

本文采用离散元法(DEM)研究非均质水稳碎石(CSM)材料的细观开裂行为,基于Weibull材料随机场,建立了不同均质度水平的CSM细观断裂模型,通过虚拟半圆弯曲(SCB)试验模拟细观开裂过程,分析砂浆基体均质度的影响。结果表明:CSM裂纹沿着砂浆薄弱点和界面共同扩展,砂浆基体的断裂占主导地位。峰值强度和破坏形变随均质度的提高而增大,砂浆中少量的性能薄弱点有益于改善结构形变特性而提升其整体强度,适当均质度水平有助于CSM材料抗裂性能的发挥。

基于PCA-PSO-SVM的沥青路面使用性能评价

为合理地对沥青路面使用性能进行综合评价,针对传统路面使用性能评价方法主观性强以及已有模型存在缺陷等问题,提出了基于主成分分析-粒子群优化-支持向量机(PCAPSO-SVM)的评价模型。通过主成分分析(PCA)对评价指标进行降维处理,形成彼此相互独立的主成分,利用粒子群算法(PSO)全局搜索优势对支持向量机(SVM)的关键参数——惩罚系数C和核函数参数g进行优化,以提高模型精度。最后,以西南地区某高速公路170个养护路段为例,分别使用PCA-PSO-SVM模型和《公路技术状况评定标准》对路面性能进行综合评价。结果表明,PCA-PSO-SVM模型克服了依靠经验确定参数的缺点,识别精度提高,评价结果更符合实际路况。

简化U形峡谷风速分布及其对悬索桥抖振响应的影响

使用理论推导和地形试验的方法研究了简化U形峡谷的风速规律,并分析了峡谷中大跨径悬索桥的抖振响应。研究表明:简化U形峡谷中的风速是在顺压力梯度、峡谷宽深比等因素综合作用下的结果;风速加速效应随着宽深比的增大而增加;风速的横向分布符合抛物线模式,地形模型风洞试验也验证了抛物线分布的合理性;相比较抛物线分布模式,规范推荐的均匀分布风速模式会高估大跨径悬索桥主梁位置的抖振位移响应和关键位置的抖振内力响应。本文研究结果可为峡谷地区桥梁抗风设计提供参考。

尺寸和形状效应对多孔结构风阻系数的影响

为研究孔径、孔间距、孔隙形状和透风率等因素对风障这类多孔结构应用性能的影响,进行了多个参数的多孔板测力风洞试验,对比了各个参数对多孔板风阻系数的影响效应,通过数值模拟对不同参数下多孔板的流场特性及压力降变化规律进行分析,讨论了相同透风率下,孔径大小和孔间距对边界层厚度、有效透风率的影响,并与风洞试验结果进行对比。结果表明:孔隙形状对多孔板风阻系数影响较小,而长宽比、孔径和孔间距对多孔板风阻系数影响较大,可作为影响多孔结构风阻系数的关键性参数。

非平稳极端风作用下大跨桥梁瞬态风致效应分析

为了研究非平稳风场瞬态效应对风致桥梁响应的影响,基于Hilbert谱进行全桥非平稳风场模拟,采用Cholesky分解嵌入风场空间相性,并引入2-D阶跃响应函数建立了考虑瞬态效应的非平稳风致桥梁抖振响应分析方法。通过下击暴流和台风实测数据提取Hilbert谱,从而高精度地重现真实下击暴流/台风风场。依托某大跨度悬索桥进行非平稳抖振响应分析,探究了非平稳风场瞬态效应对桥梁气动力和抖振响应的影响。研究结果表明:下击暴流风场表现出显著的非平稳特征,时变平均风致瞬态效应明显改变了风-桥耦合系统的气动特征,使阶跃响应函数呈现出显著的时变性,进而影响大跨度桥梁的抖振响应;而在台风风场中,时变平均风致瞬态效应并不显著,对气动力和桥梁抖振响应的影响几乎可以忽略。

泥石流作用下道路结构韧性分析及提升

针对道路结构抗灾韧性研究的不足,提出了泥石流冲击和淤埋作用下的道路结构性能响应函数,通过分析泥石流防治特征和道路结构韧性特征对其进行求解,并用泥石流作用后道路结构性能的累积损失程度表征其安全韧性,构建了道路结构安全韧性理论模型。以甘肃省沙湾镇水峪沟泥石流为例,分析了水峪沟国道394 km+800 m处道路结构在自我恢复、灾中采取抵御措施、灾后应急处理3种情况下的韧性曲线和安全韧性。结果表明:未采取任何措施时,道路结构安全韧性值仅为63.92%;而对泥石流灾害采取应急处理后,道路结构应对灾害的能力提升至81.98%;对泥石流采取抵御措施后,道路结构应对灾害的能力进一步提升至85.76%,韧性得到了明显提升。本文研究成果量化了泥石流作用下道路结构的抵抗力和恢复力,可为提升泥石流作用下的道路结构韧性提供决策依据。

基于光纤传感技术的路面结冰智能监测研究进展

为了促进道路安全性智能感知技术应用,对国内外有关光纤传感路面结冰状态智能监测的研究进展进行了综述。首先,揭示了光纤式路面结冰检测原理;随后,经过分析不同光纤性能指标、常用探头分布模式以及多种弱信号检测方法,构建了光纤式路面结冰检测系统;然后,探讨了常见的结冰检测数据预处理及其厚度分析方法,并概括主要环境影响因素和提升检测效果的措施,分析了适用于光纤式路面结冰检测传感器的埋设工艺;最后,归纳并总结了当前结冰路面监测及预警研究现状,论述了现有研究存在的问题并尝试对路面结冰状态智能感知的发展方向进行展望。

基于间接拉伸模式的沥青混合料内部力链分布特征

为了表征沥青混合料在间接拉伸模式下的力链分布特征,成型3种骨架结构沥青混合料的马歇尔试件,以及旋转压实试件和相应3种类型的沥青砂浆静压试件。利用简单性能试验分别测试不同温度条件下沥青混合料和沥青砂浆的动态模量、相位角,在获取沥青混合料旋转压实试件和马歇尔试件截面图像的基础上,结合数字图像处理技术和MATLAB编程,借助离散元方法重构了3种类型沥青混合料的旋转压实和马歇尔数字试件。对旋转压实数字试件进行虚拟简单性能试验,运用反演算法计算数字试件的细观参数,校验细观模型的准确性和合理性。对马歇尔数字试件开展虚拟间接拉伸试验,提取颗粒间接触力力链信息,以力链概率分布和角度分布作为量化指标进行分布特征分析。研究结果表明:利用离散元方法重构的3种骨架结构沥青混合料黏弹性细观模型具有较高的预测精度,动态模量和相位角的实测与预测最大差异分别为9.64%、0.24°;间接拉伸荷载模式下,3种骨架结构沥青混合料的内部法向压力力链概率分布均随f(接触力与平均接触力的比值)的增大而衰减,强力链(f≥1)的概率分布较小,而弱力链(f<1)的概率分布较大,随着温度的升高,力链的最大概率分布基本呈增大的趋势;不同温度的压力力链角度分布差异较大,呈沿0°-180°水平线和90°-270°垂直线的非对称分布,0°-180°水平线以上分布占主导,随着温度的升高,角度分布均向外延伸,但延伸幅度不大,最大仅为3.954%;不同截面的沥青混合料具有一致的法向力链概率分布和角度分布。研究结果为从细观角度认知沥青混合料的非均匀力学响应及荷载传递演化提供了理论依据。

对非英语母语工程类留学生的高效教学思考与创新

随着我国科学技术的蓬勃发展以及教育事业的快速进步,我国的国际影响力与日俱增,来华留学和深造的国际留学生数量急剧增加,但国际留学生教育存在一定的问题。尤其是来自非英语母语国家的留学生,由于其中文、英文均掌握有限,易导致教学效果较差,与培养目标相去甚远等。因此,为了让非英语母语留学生更快地适应专业课程教学,达到更好的教学效果,有必要从培养方案、培养目标、师资配备及教学形式上进行较全面的改革和实践,从标准化准入制度、深化中文(英文)教学、归一化专业课程和加强人文关怀四方面着手进行教学探索。

智能道路无线充电系统耦合线圈互操作性分析

无线充电线圈的互操作性是智能道路无线充电系统的关键性能指标。为分析耦合线圈的互操作性,首先建立了无线充电系统及耦合线圈的仿真模型,选取了3种不同形状和对应尺寸的线圈作为发射线圈和接收线圈,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,分别分析了不同形状和尺寸以及不同组合形式线圈对无线电能传输系统效率和耦合线圈互操作性的影响。另外,采用MATLAB/Simulink对无线充电系统的传输效率进行了仿真分析。为验证仿真结果的准确性,对无线电能传输的试验装置进行了测试验证。研究结果表明:随着线圈传输间距的不断增加,线圈的自感不变而互感不断降低,同时其耦合系数和系统的输出效率也会随之减小;圆形线圈的互操作性优于方形线圈,其中方形-方形耦合线圈互操作性最差,圆形-圆形耦合线圈互操作性最优,其最大传输间距提升9%~12%;大尺寸线圈的互操作性优于小尺寸线圈,且线圈尺寸的变化对于互操作性的影响大于线圈形状。研究结果为智能道路无线充电系统设计提供了理论依据。

应用于光伏道路的透光混凝土适用性

为研究以废旧钢化玻璃为集料、环氧树脂为胶结料的透光混凝土在光伏道路路面层结构中应用的可行性,首先通过层间剪切试验与拉拔试验确定透光混凝土层与水泥混凝土层的层间黏结状况;其次,成型不同厚度的透光混凝土试件进行透光率试验,探究不同厚度对面层结构透光率的影响;最后,对设计的光伏发电结构进行实际发电量测试,验证其实际应用价值并通过拟合方程确定最佳发电效率和负载。结果表明:水泥混凝土层养护7 d后再进行透光混凝土面层的制备,可以达到普通沥青混凝土路面层间黏结的效果,黏结特性符合规范要求,且水泥混凝土层养护7 d后的拉拔强度和抗剪强度较养护3 d的增长率分别为32.8%和28.2%;透光混凝土面层透光率与其厚度呈现负相关,并可根据拟合公式反算目标透光率得到所需透光混凝土面层的厚度;结合1 d中西安市太阳光辐射照度情况,确定了薄膜太阳能电池板的最佳负载为30Ω,并测得每天可产生的电量为0.203 kW·h/m^(2),经性能优化后可进行路用实践。上述研究结果验证了透光混凝土在光伏道路中具有良好的层间黏结特性及可观的发电量,可为透光混凝土在光伏道路上的多场景应用提供科学依据和理论支撑。