圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

基于LM-BD-ESN模型的路面抗滑性能预测

针对路面抗滑性能预测任务中存在的指标单一和预测精度差等问题,在传统回声状态网络(echo state network,ESN)模型的基础上,提出了逻辑映射(logistic mapping,LM)和偏差丢失(bias dropout,BD)优化的改进回声状态网络模型(LM-BD-ESN)。其中,LM模块能够优化输入权重矩阵,从而与多变量非平稳序列数据产生更高的契合度;BD模块能够自主删除多余的存储单元,从而降低模型复杂度。针对路面材料与抗滑性能之间存在的非线性关系描述,基于三维测量仪采集路面的多组三维形貌数据,分别利用支持向量机(support vector machine,SVM)、相关向量机(relevance vector machine,RVM)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)、ESN及LM-BD-ESN对路面抗滑数据进行分析验证。结果表明,所提LM-BD-ESN算法在预测任务中的均方根误差和平均绝对百分比误差分别为0.0858和0.0664,相较于其他算法具有更高的效率和精度。

某高速公路GAC-16C上面层抗滑性能改善措施

依托广东某高速公路项目,从原材料、级配、施工方面对GAC-16C上面层横向力系数偏低的原因进行了分析,并针对各个原因提出了相应的改进方法,明确了上面层抗滑性能施工控制指标。结果表明:通过控制好机制砂质量和施工工艺,能够较好地提升上面层的抗滑性能。GAC-16C上面层施工时,构造深度建议控制在0.8~1.2mm之间,摆值按大于59控制。

杭州世纪中心西天窗索夹抗滑移试验研究

索夹是预应力索结构中拉索与其他构件连接的重要节点构件,若索夹和拉索之间发生滑移,会产生较大的预应力损失,甚至改变结构的受力性能。杭州世纪中心西天窗采用箱形桁架+钢索结构,其结构特殊性决定了拉索在施工张拉和施工完成后的状态不同,即施工张拉时要求拉索对索夹是可相对滑移的,而施工完成后需要锁定拉索和索夹的相对位置,不允许发生滑移。通过拉索施工张拉、高强螺栓紧固力衰减、索夹顶推三个阶段的全过程模拟试验确定了索夹与拉索之间的摩擦力情况。试验结果表明,在拉索施工张拉阶段,索夹对索体产生的摩擦力较小,通过锌板垫层能够有效降低铸钢索夹节点处的摩擦损失,保证拉索张拉过程中索力的有效传递;高强螺栓终拧后12h内会产生不可忽视的紧固力损失;使用阶段索夹的抗滑移承载能力能够确保索夹节点安全。

基于等价输入干扰滑模观测器的磁悬浮轴承控制

针对磁悬浮轴承受到未知干扰而使转子偏离理想位置导致控制性能下降的问题,建立了存在未知干扰的磁悬浮轴承模型,基于模型设计了等价输入干扰系统,利用积分滑模观测器对系统状态量进行观测并结合等价输入干扰估计器协同实现对未知干扰的实时精准估计,通过控制端对等价输入干扰估计值进行前馈补偿,设计转子位置环的滑模控制器,通过复合控制提高系统的鲁棒性。与其他方法的仿真对比结果表明,所提方法能够提高轴承系统的抗扰性能,实现对转子位置的高精度控制。

超薄磨耗层抗滑性能的衰变规律及其影响因素

为了精确评价沥青超薄磨耗层开放交通后抗滑性能衰变过程、机理及影响因素,首先利用弧形模具及其配套的轮碾机来制备弧形超薄磨耗层试件;然后通过驱动轮式加速加载系统对4种级配类型和3个沥青胶结料等级的沥青超薄磨耗层试件进行加速加载试验;最后借助激光纹理扫描仪对一定轮载次数作用后的试件分别进行扫描。结合试验数据分别建立了基于S型函数的沥青超薄磨耗层宏观和微观构造深度衰变模型,以及基于灰色关联分析方法来分析各空隙率和沥青胶结料对抗滑性能的独立和耦合作用。试验研究结果显示:采用驱动轮式加速加载系统结合S型函数模型可以定量地评价和预测沥青超薄磨耗层性能的演变过程;空隙率影响超薄磨耗层宏观和微观构造深度的前期衰减速率,空隙率越大,则超薄磨耗层的宏观和微观构造深度的前期衰减速率越大;宏观构造深度的中后期衰减速率受沥青胶结料等级影响更大,沥青胶结料性能等级越高,则宏观构造深度的中后期衰减速率越慢;空隙率和沥青胶结料等级对超薄磨耗层微观构造深度中后期衰减速率的影响相当。因此,在进行超薄磨耗层抗滑性能设计时,选择大空隙率的开级配超薄磨耗层混合料级配对路面抗滑耐久性是有益的,而沥青胶结料的性能等级则可以根据交通量的大小合理选择。

新型高聚物微型桩加固工程斜坡的抗滑性能模型试验研究

基于高聚物材料成型快、力学性能优异与微型桩施工非开挖、扰动小、场地适应性强的特点,提出一种用于工程斜坡突发滑坡灾害防治加固的新型高聚物微型桩技术。通过自主设计的工程斜坡加固模型试验装置,开展不同设计方案下高聚物微型桩加固效果试验,分析高聚物微型桩的抗滑性能、加固机理、桩体破坏形式与受力变形特征。研究结果表明:高聚物微型桩成型快,具有优异的强度性能,能够有效提高滑坡体的承载能力。在滑坡推力的作用下,桩身呈现出“S”型变形,变形区域主要集中在滑面附近,桩体会发生一定程度的偏转。不同埋深处桩体的剪力与弯矩沿滑面整体呈对称三角形分布,靠近滑面附近的剪力与弯矩最大。在无筋和加筋2种方案下,滑坡体所能承受的极限荷载分别为35 kPa和50 kPa,桩体偏转角度分别为2°和1°,加筋后,桩体承受的最大剪应力约为无筋桩体的1.55倍,其最大弯矩约为无筋桩体的2.75倍。

基于加速磨耗试验的钢渣-橡胶沥青混合料抗滑性能

为研究钢渣-橡胶沥青混合料的抗滑性能,通过钢渣替换不同比例粗集料的形式,设计控制试验变量,制备AC-13钢渣-橡胶沥青混合料(AC-13 steel slag-rubber asphalt mixture,ASSAM),采用室内加速磨耗试验,研究了不同粗集料分维值的级配和不同钢渣掺量对ASSAM抗滑性能的影响;采用抗滑衰减率研究ASSAM的抗滑性能衰减程度;采用指数模型研究了ASSAM的抗滑衰变规律;基于抗滑性能研究结果推荐了ASSAM最佳钢渣掺量。结果表明:ASSAM短期抗滑性能和长期抗滑性能良好;减小级配粗集料分维值或增加钢渣掺量对其抗滑性能均有较好的提升作用,但减小级配粗集料分维值的作用更加显著;ASSAM的抗滑性能随钢渣掺量的增加而提高,结合其路用性能和体积安定性,推荐40%作为最佳的钢渣掺量。

基于投资-效益准则的滑坡抗滑桩结构目标性能

基于投资—效益准则,从滑坡抗滑桩结构在全寿命周期内总费用的构成和计算方法出发,构建了抗滑桩结构基于投资—效益准则的优化设计模型,通过寻找全寿命周期内总费用的最小值来实现抗滑桩结构设计的目标性能。以陕西省吴起县大路沟滑坡抗滑桩工程为研究背景,详细介绍了抗滑桩结构的初始建造成本和各项失效损失费用的计算方法和公式,以及抗滑桩结构的目标性能表达式。结果表明:抗滑桩结构全寿命周期内总费用的评估是实施基于投资—效益准则优化设计的关键。根据抗滑桩工程所处地的社会经济发展水平,依据钢筋和混凝土材料单价来确定抗滑桩结构的初始建造成本的方法是有效可行的。文中提出的关于滑坡抗滑桩结构目标性能的确定思路和方法具有一定的参考价值。

隧道露石混凝土路面试验性能及路用性能研究

本文分别选取骨料粒径偏小的EAC1和骨料粒径偏大的EAC2两种配合比制备露石混凝土试件,确定了露石剂的最佳喷洒量.在某隧道中铺筑了SMA-13、EAC1、EAC2、以及刻槽混凝土四种路面,检测比较其宏观纹理、抗滑性能与降噪性能.结果表明:随着温度升高,水泥混凝土表面水膜消失时间不断缩短,露石混凝土的最早、最佳、最迟可刷洗时间均明显提前,且可刷洗窗口期不断缩短.推荐6%露石剂溶液的喷洒量在250~300 g/m 2之间,在相同的露石剂溶液喷洒量下,增大骨料粒径有利于提升露石深度.露石混凝土的抗滑性能与其宏观纹理大小并不一定成正比,过大的骨料粒径不利于路面的抗滑性能.两种露石混凝土的宏观纹理抗衰减性能、抗滑性能与降噪性能均明显优于刻槽路面,而与SMA-13路面接近,且小粒径EAC1路面的各项性能均更好.

MS-2型微表处在路面抗滑性能处治中的适用性研究

为深入研究微表处路面构造与级配及沥青含量的关系,选取抗滑性能指数不足的代表性路段6处,在路面采取微表处处治前后,现场分别实测路面构造深度和抗滑性能指数,研究微表处在路面抗滑性能不足处治中的适用性。得出构造深度与集料级配和沥青含量有很好的相关性;构造深度与抗滑性能指数没有明显的关系;微表处只能暂时提高路面的抗滑性能,不能起到长效作用。

WER乳化沥青小粒径碎石封层配比设计研究

结合雾封层和同步碎石封层经验,以乳化沥青作为胶结料配合玄武岩的撒布设计一种新型的水性环氧树脂(WER)乳化沥青小粒径碎石封层技术,并对封层材料配比展开研究。通过将胶结料喷洒量、小粒径碎石撒布量、不同粒径碎石的混合比例为三因素,构造深度、摆式摩擦系数BPN,1 h磨耗值为三水平设计正交试验,并将结果进行极差和方差分析表明:不同粒径碎石的混合比例是影响抗滑性能和耐磨耗性能的主要因素,而水性环氧树脂乳化沥青喷洒量对于荷载磨耗值的影响较大;而小粒径碎石撒布量对抗滑性能和磨耗性能的影响十分有限。为保证路面功能性的要求,设计参数为:胶结料喷洒量为0.6 kg/m^(2)+0.2 kg/m^(2),小粒径碎石0 mm~2.36 mm与2.36 mm~4.75 mm的比例选择为20∶80,撒布量选择为1.4 kg/m^(2)。

积雪条件隧道进出口路面抗滑性能与路面温度研究

为了确定隧道进出口路面积雪条件下的路面抗滑性能变化规律,采用摆式仪测量了自然降雪过程中恒山隧道和抢风岭隧道进出口间隔25m的摆值;采用红外测温仪采集了晴天且路面干燥时2座隧道间隔10m的路面温度。分析结果表明:隧道进出口呈现融化雪路面、松散雪路面和压实雪路面3种状态,3种路面的摆值依次降低;隧道进口的摆值波动幅度和范围均超过了隧道出口,隧道进口的摆值波动范围为洞口内50m至洞口外170m,隧道出口的摆值波动范围为洞口至洞口外25m;隧道内路面温度低于路基段,隧道进出口路面存在明显的温度降低震荡。由此可知,隧道进口的压实雪路面主要是由于进口处温度降低引起的,隧道出口摆值变化与路面温度关系不显著。所作研究可以为降雪条件下隧道进出口事故的预防和预警提供技术支撑。

岩石高边坡加固中抗滑桩-内支撑联合支护的数值模拟研究

为解决岩石高边坡因放坡条件受限导致加固措施难以满足工程应用这一现实问题,提出了抗滑桩-内支撑联合支护体系。基于有限差分软件FLAC3D,对贵州某岩石高边坡施行了抗滑桩-内支撑联合支护,并进行了三维数值模拟计算,分析了边坡从开挖到支护完毕全过程中的坡体位移、桩身弯矩、剪力、桩身位移以及安全系数的变化规律,研究了抗滑桩在内支撑作用下的受力变形特性和边坡支护效果。研究表明:抗滑桩联合内支撑结构能有效地控制坡体变形,提高了边坡施工过程中的安全系数,增加了边坡的整体稳定性;内支撑的施加将两侧的抗滑桩连成一个整体,使得双侧桩共同受力、协调变形,改善了桩身的变形和受力状态,极大地提高了抗滑桩的承载性能。研究结果可为此类岩石高边坡的支护治理提供理论借鉴。

AK-13A抗滑表层的GTM法设计

针对传统的马歇尔设计法在抗滑表层沥青混合料AK-13A设计中的不足,通过优化AK-13A级配、采用混合料GTM法配合比设计进行弥补。对沥青混合料的体积指标、路用性能、拌和工艺、碾压工艺都进行了详细的研究。依据贝雷法,将沥青混合料的级配范围进行适量的调整,使其更满足道路需求;通过GTM法配合比设计,提高压实度,降低孔隙率,满足日益增加的交通荷载要求。采用GTM方法成型试件,并对试件进行切割,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。将马歇尔方法和GTM方法成型的试件试验结果进行对比分析,研究不同的配合比设计方法对沥青混合料路用性能指标的影响。试验得出,优化后的AK-13A级配下限通过率增大,保证混合料密实,上限通过率减小,保证路面的抗滑,路面4.75 mm以上碎石较多且无明显离析现象;采用GTM方法设计的混合料油石比低、密度高,比马歇尔密度提高2%,在现有施工设备条件下,能够达到较高的压实度,使抗滑表层的路面实际空隙率控制在4.5~5.5%;路面表面构造深度达到0.65,横向力系数SFC60达到75,渗水系数在50 m L/min以内,同时平整度标准差σ达到0.53 mm,各项检测指标都远远优于交工验收的标准。级配范围、配合比设计方法调整后得到的AK-13A抗滑表层具有优良的抗水损、抗滑和抗车辙性能。

易养型超薄铺装材料U-PAVE10设计及性能试验研究

基于当前超薄路面铺装路用性能存在的不足,依托五峰山过江通道公路南北接线工程,从胶结料性能改善和级配优化方面入手,设计了一种超薄磨耗层U-PAVE10,并通过试验研究对其路用性能进行检验:结果表明:U-PAVE混合料的高温抗车辙性能表现优秀,抗疲劳性能以及抗滑性能较好,低温抗裂性能及水稳定性能够满足规范要求。

基于倾斜摄影技术的沥青路面纹理的实时识别系统

为解决沥青路面在传统测量方法中受到环境条件的限制和测量结果中纹理信息数据的丢失问题,实现科学、合理地评估沥青路面在服务期限内实时抗滑性能,提出基于倾斜摄影技术和定位技术,通过三维重构软件CC(Context Capture)和Matlab创建分析模块与数字化处理的实时识别系统,获取路面纹理参数平均构造深度(MTD)、沥青路面凸起构造体积占总构造体积之比(凹凸比),并与铺砂法测量的平均构造深度、摆式仪测量的摆值等传统测量方法相对比分析。结果表明,采用倾斜摄影技术获取的MTD与铺砂法获取的构造深度相关性R2=0.997 7,构造深度结合凹凸比反映的路面抗滑性能具有准确性和有效性,精度识别在路面纹理构造信息接近于0.01 mm,可作为路面抗滑性检测的新手段,为道路评价、管理监测和养护提供精确性、实时性的抗滑数据参考。

抑尘抗滑型AC-13沥青混合料性能评价研究

选用抗滑型AC-13级配,通过天然沸石粉100%置换矿粉和无水氯化钙75%置换矿粉得到2种抑尘沥青混合料.通过室内试验对这2种抑尘沥青混合料的路用性能进行评价,并通过自主研发的扬尘模拟系统对其抑尘效果及抑尘耐久性进行研究.结果表明:抑尘抗滑型AC-13沥青混合料的路用性能均满足规范要求,且具有持久有效的抑尘效果.

SMA-13沥青混合料在市政道路养护中的应用

基于某市政道路高粘复合改性SMA-13沥青混合料大修养护实践,从原有道路状况调查、施工方案制定、施工技术和质量检测等方面进行了质量控制。通过对完工后道路平整度、压实度、抗滑性能等指标进行检测,并进行了经济效益分析,说明选用高粘复合改性SMA-13沥青路面结构具有良好的经济效益。

三塔悬索桥中塔设计方法研究

为提高三塔悬索桥中塔设计效率,提出基于中塔纵向刚度区间进行中塔设计的方法。该方法在总体计算模型中将中塔等效为一根弹簧,根据全桥竖向刚度和主缆抗滑要求试算纵向刚度,得到中塔纵向刚度区间;从中选择合理的初始值进行中塔设计;将中塔代入全桥计算模型进行迭代计算,调整中塔材料和几何参数直至各项指标均满足规范要求。利用已建成的4座公路三塔悬索桥对该方法的准确性进行验证,同时构建公铁两用三塔悬索桥算例,应用该方法进行中塔设计。结果表明:3座公路三塔悬索桥中塔实际纵向刚度均在本文确定的纵向刚度区间内,且取实际中塔纵向刚度时,等效模型与实际全桥模型计算的活载挠度、主缆抗滑安全系数最大差异为8.1%;公铁两用三塔悬索桥算例的中塔纵向刚度设计终值与纵向刚度初始值的差异为13.9%,与常规桥塔设计方法相比迭代次数减少,设计效率提高。