多因素影响下预崩解炭质泥岩动回弹特性研究

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度呈正相关关系,与偏应力、含水率呈负相关关系;在同一围压下,动回弹模量随偏应力增加而降低,降幅区间为14.1%~30.7%;含水率为6%时对应的动回弹模量最大;在围压和偏应力相同时,含水率从6%递增至10%,动回弹模量降幅区间为18.6%~35.5%;压实度从93%递增至96%时,动回弹模量增幅区间为4.47%~20.64%。采用干湿循环损伤因子表征干湿循环次数对动回弹模量的影响,发现损伤因子随干湿循环次数N增加可分为3个阶段,即快速增长阶段(N=0~1)、缓慢增长阶段(N=1~6)和增长稳定阶段(N=6~9)。各因素按显著性由高到低排序依次为:压实度、干湿循环、含水率、偏应力、最小体应力。建立的综合考虑约束效应、剪切效应、压实度、含水率和干湿循环的预测模型具有较高地准确性和适用性,可有效评估和预测湿热地区炭质泥岩路堤的动回弹模量。

盐分环境下水性混凝土防腐涂层失效规律对比研究

为实现分析混凝土结构物水性防腐涂层的服役效果和预期寿命,充分考虑盐渍土地区温度交替变化大、盐分环境多样等影响因素,进行混凝土防腐涂层的长期失效规律研究。本研究通过涂装3种体系的水性混凝土防腐涂层,对其干湿循环和长期浸泡状态下的涂层宏观形貌、微观表面形貌进行分析,并测试不同循环周期下的涂层光泽度、色差值、附着力等指标,采用logistic曲线、S型曲线和二次函数曲线分别对涂层的光泽度、色差和附着力分别拟合分析并预测服役寿命。结果表明:水性环氧涂层(ES)、水性氟碳涂层(FS)、水性丙烯酸涂层(AS)在长时间盐分作用下均逐渐失效,均产生涂层孔隙扩大,内部填料流失,涂层分层断裂的过程;其中FS涂层、ES涂层和AS涂层在干湿循环60 d后完全失光,70 d后明显变色,在长期浸泡90 d后颜色变化趋近平缓,其各自涂层的附着力随干湿循环周期增加也逐渐下降;通过光泽度、色差和附着力指标进行系数加权的方法所预测的FS,ES,AS涂层寿命分别为2.45,2.48,2.74 a,与实际盐分环境下涂层寿命接近。所建寿命预测加权分析方法能较好地反映不同树脂类型涂层的盐分腐蚀规律,可为盐渍土地区准确评估实际环境影响因素下混凝土腐蚀行为及涂层防护效果提供依据。

炭质页岩路基填料的路用性能研究

炭质页岩用于路基填筑不仅能缓解炭质页岩分布区路基填料的供应难题,也符合中国基础设施建设“资源集约、节约”和“绿色化”的战略要求。然而,此类岩石性质软弱、易风化崩解、遇水强度衰减显著,充分利用须建立在深入认知其性质的基础上。该文研究炭质页岩原岩的基本性质;设计填料级配;进行填料的击实特性及击实后颗粒破碎特征研究、干湿循环条件下的RCBR(加州承载比)变化特征研究、干燥及浸水状态下填料的压缩性能及压缩后颗粒破碎特征研究以及浸水过程中路基回弹模量的现场测试。研究发现:随风化程度增加,原岩趋于黏土化,微观结构变得疏松。填料颗粒越粗,击实过程中越难调整自身位置来寻求稳定密实状态,颗粒破碎越显著。遇水后填料表现出较强的软化、崩解特性:初始RCBR为54%,随干湿循环呈现先快后慢的减小趋势,最终稳定在26%左右;压缩试验中,填料浸水后的湿化附加变形极为显著,颗粒破碎率大幅增加,最佳含水率状态下未发生破碎的粒组在浸水饱和后也发生了破碎;未浸水路基的回弹模量为140.4 MPa,浸水6 h后衰减至82.1 MPa,之后随浸水时间延长回弹模量衰减不再明显。实际应用时建议优化填料级配、控制最大粒径,采用能有效防水、控湿的路基结构,并避免将炭质页岩填料用于地表水、地下水发育部位。

对现行重庆市地方标准《城镇道路路基设计规范》的几点修编建议

重庆市地方标准DBJ50-145—2012《城镇道路路基设计规范》自颁布以来已有近11年时间,对指导重庆市道路工程的设计起到了重要的作用。该文结合交通部和住建部最新发布的规范和最新的道路路基研究成果,对现行规范的相关条文进行了分析和探讨,从路床范围、路基干湿状态、路基结构设计、路基回弹模量、海绵城市与路基关系等方面提出了几点修编建议。

湿滑路面轮胎制动距离有限元仿真分析

对配有ABS系统的汽车在湿滑路面上的制动距离进行了仿真研究。基于有限元商业软件ABAQUS,采用制动过程离散分析方法,考虑ABS功能和路面积水与轮胎间的流固耦合作用,仿真研究了某纵向沟槽花纹子午线轮胎在10mm积水路面各离散速度下的制动情况。根据有限元仿真结果,使用相关分析方法,获得了该轮胎的制动时间和制动距离。对干、湿路面轮胎制动性能仿真结果进行了比较,验证了轮胎湿滑路面制动性能仿真评价方法的有效性。

虚拟雨景中路面湿润效果的实时建模与绘制

对虚拟雨景中路面湿润效果的模拟可大大增强场景的真实感.通过分析路面湿润效果的形成机制,提出了基于双层反射的路面湿润模型,根据子面反射理论和Torrance-Sparrow光照模型计算湿润时路面上的倒影和灯影,并采用路径跟踪技术对湿润效果进行绘制.利用GPU加速技术可实时绘制出不同情况下的路面湿润效果,效果逼真.

复杂花纹轮胎湿滑路面制动距离FEM仿真分析及评价

以205/55R16型子午线轮胎为研究对象,对配有ABS系统的汽车在湿滑路面上的制动距离进行了仿真研究。基于制动过程离散分析方法,使用有限元商业软件ABAQUS仿真研究了不同复杂胎面花纹及不同胎面材料轮胎在1.5mm深积水路面、各离散速度下的制动情况。然后根据各有限元仿真结果,使用相关分析方法,获得了轮胎的制动距离。仿真结果均与对应的试验结果趋势一致,证明了轮胎湿滑路面制动性能仿真评价方法的有效性。

基于SVM分类器的道路湿滑图像分类方法研究

在恶劣天气下路面湿滑状况将发生显著变化,导致驾驶条件恶化,极易引发恶劣的交通事故.为了帮助交通管理部门实时获取路面湿滑状况信息,了解路面附着性能,并以此制定合理的车速控制和交通诱导策略,通过采集道路湿滑图像,利用设计的具体SVM分类器结合3种训练算法对道路湿滑图像进行分类学习训练,并通过训练后的SVM分类器对大量道路湿滑图像进行分类实验,对道路湿滑状态进行分类研究.实验结果表明:(1)寻找合适的核函数,选择合适的参数是使用SVM进行高效分类的一个重要因素;(2)在训练过程中,均方误差(MSE)能反映出分类器实现的正确率,SVM的训练本身的误差决定了分类的正确率,而且训练个数的增多带来了特征空间维数的增加,从而导致计算量的增大.

胎面单元对轮胎薄膜湿牵引性能的影响

在潮湿的天气或雨后，轮胎胎面或路面上存在一层很薄的水膜，该水膜使车辆行驶的牵引力降低。建立了轮胎胎面单元挤压膜问题的数学模型，并进行了数值求解，分析了胎面单元的几何参数、液膜厚度和柔性对轮胎薄膜湿牵引性能的影响，为轮胎胎面花纹的合理设计提供了理论依据。

基于胎冠形态的湿滑路面附着性能分析

通过分析轮胎胎冠形态的一些典型特征,讨论了胎冠形态对轮胎在湿滑路面上附着性能的影响。基于胎冠形态的湿滑路面附着性能分析,可以为改善轮胎的湿牵引性能和胎面形态的合理设计提供理论指导,进一步提升机动车辆的行驶安全性。

PE对沥青及沥青混合料性能影响研究

通过常规沥青指标试验、PG分级试验对沥青结合料进行测试,采用单轴压缩试验、车辙试验、BFA疲劳试验测试混合料性能。沥青结合料试验表明:经湿法加入PE颗粒,沥青的软化点、复数模量及车辙因子得到明显提高;PE改性沥青的劲度模量及蠕变速率与基质沥青相比变化不明显,认为PE对低温性能影响较小。混合料试验表明:PE颗粒可以显著提高沥青混合料的静态模量及动稳定度,湿法改性比干法效果更为明显;当湿法HDPE掺量为6%时,动稳定度比干法提高了48.7%;HDPE较LLDPE、废旧PE更有优势。经过验证,湿法改性对混合料路用性能的改善效果比干法更为明显。

钢渣稳定土的水稳性试验研究

针对路基工程施工需要,对于两种不同钢渣掺量的钢渣稳定土在不同饱水时间以及不同失水-吸水干湿循环次数下的无侧限抗压强度和劈裂强度的变化规律进行了研究,并在最佳含水率附近探讨了钢渣稳定土对成型含水率的敏感性.试验结果表明,对于钢渣掺量为8%和15%的钢渣稳定土,在饱水试验和干湿循环试验中,钢渣稳定土的抗压强度和劈裂强度在初期急剧减小,最终均趋于稳定值,且随着钢渣掺量的增加,其水稳性得到改善.随着龄期的增长,成型含水率的变化对钢渣稳定土强度的影响逐渐减小,增加钢渣掺量也能够有效降低成型含水率变化对其强度的影响.

沥青与矿料粘附性的测定方法

探讨采用粘附功试验表征沥青与矿料粘附性的可行性,以润湿吸附理论为基础,讨论了沥青与矿料的粘附性与粘附力的内在关系;分析了沥青矿料表面润湿性能对界面粘结强度的影响,提出了以粘附功作为沥青与矿料粘附性的表征指标,设计了以沥青表面张力γ以及沥青在矿料表面接触面θ为基本参数的试验方法;最后对微观分析和水煮试验结果进行了比较。结果表明,粘附功试验表征沥青与矿料粘附性是可行的,试验数据精确,可达到0.01×10-3N/m。

湿喷桩强度的含水率及土层影响分析

为研究土层及含水率变化对湿喷桩强度的影响,以连盐高速盐城段湿喷桩复合地基为研究背景,通过室内模型试验和理论分析,主要分析了土层和含水率的变化对湿喷桩成桩质量的影响。选取2种代表性的土进行了室内模拟试验,通过对湿喷桩单轴抗压强度的对比分析,得到以下结论:粘土层中湿喷桩强度高于粉土层中湿喷桩的强度,主要原因是粘土层中水泥浆液与土体颗粒和水体发生了更强的离子交换和团粒化作用及硬凝反应;土的含水率对湿喷桩强度有显著影响,且存在一最优含水率,在该含水率下,湿喷桩强度显著提高。研究结果可为分析湿喷桩在不同含水率和土层下的强度特性提供依据。

路用红砂岩碎石土湿化变形特性试验

针对湿热地区红砂岩碎石土用作路基填料易发生湿化崩解,导致路基刚度软化及其耐久性能降低的问题,采用自行研制的大型干湿循环压缩剪切仪,开展不浸水条件与反复浸水下红砂岩碎石土的一维大型压缩试验,揭示红砂岩填料在干湿循环条件下的湿化压缩变形规律。研究结果表明:湿化变形量随浸水次数增加而增加,压缩模量在前2次干湿循环过程中衰减幅度较大,第3次后逐渐趋于稳定;地基土附加湿化变形量随浸水时间增加而增大,变形模量随含水率增加而减小。试验结果可为红砂岩填筑路基的安全施工及其长期沉降预测提供依据。

石灰钢渣稳定土的水稳性试验研究

针对路基工程施工需要,对于石灰钢渣稳定土在不同饱水时间以及不同干湿循环次数下无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度的变化规律进行了研究,并在最佳含水率附近探讨了钢渣稳定土的强度对成型含水率的敏感性.结果表明:在饱水试验和干湿循环试验中,石灰钢渣稳定土的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度在初期急剧减小,但最终均趋于稳定;随着龄期的增长,成型含水率的变化对石灰钢渣稳定土强度的影响逐渐减小,增加钢渣掺量能够有效改善石灰钢渣稳定土的水稳性能.

路基过湿土处治中生石灰质量分数的计算方法

以六盘山地区过湿土为例,在分析比较各种外掺剂处治过湿土效果的基础上,选用生石灰作为外掺剂,对生石灰处治过湿土填料进行了研究。结合掺入生石灰后含水质量分数的损失试验,分析了其含水质量分数损失原理,并利用BP神经网络方法建立了生石灰处治过湿土的掺量公式。工程实例表明：该公式应用简便,当生石灰质量分数为6.5%～7.0%时,施工效果良好。

干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律及其对抗剪强度影响

运用计算机图像处理软件对干湿循环作用下膨胀土表面裂隙的特征进行了表征,分析了膨胀土表面裂隙的演化规律,并结合直剪强度试验结果,探讨了表面裂隙形态的力学效应。结果表明:裂隙的节点个数、条数、总长度、区块个数、裂隙率和分形维数随土样干湿循环次数的增加而增加,而裂隙的平均长度、区块平均面积却相应的减小;第1次循环后,裂隙参数变化幅度最大,并干湿循环次数的增大逐渐趋于稳定。随着膨胀土表面裂隙网络裂隙率和分形维数的增大,粘聚力呈单调减小。而内摩擦角与裂隙网络分形维数和裂隙率的相关性较低。膨胀土抗剪强度随裂隙表面分形维数以及裂隙率的变化规律与抗剪强度随干湿循环次数的变化规律一致。

干湿循环作用下盐分对桥墩混凝土耐久性影响实验研究

以青海德香高速公路大桥桥墩混凝土为依托,对其沿线主要易溶盐含量进行分析,通过室内模拟实验,配制了7种腐蚀溶液,并设计4种配合比混凝土,通过外观形貌、质量损失率和相对动弹模量3方面研究干湿循环作用下,盐分对混凝土耐久性的影响.结果表明:干湿循环作用下,单一盐类如Na_2SO_4、MgSO_4、NaCl溶液对混凝土破坏形式和程度均不相同;在复合盐溶液中,复盐对混凝土的腐蚀损伤效应会发生叠加,而且溶液浓度越大,混凝土腐蚀破坏越严重;掺加水泥基自愈合材料、粉煤灰能够提高混凝土抗盐蚀破坏能力.

盐-湿-热循环条件下沥青混合料的力学行为特性

为研究沿海地区空气中所蕴含的海盐离子、水蒸气以及温度循环等因素对沥青混合料使用性能的影响。首先建立了沥青混合料室内盐-湿-热循环加速试验系统。基于该系统,研究了循环时长、温度、循环次数、盐分浓度等参数对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:在盐分侵蚀条件下,沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗开裂性能、水稳定性受到不同程度的劣化。随着盐-湿-热循环次数增加,沥青混合料的间接拉伸强度、抗压强度、疲劳寿命均显著降低。在盐-湿-热循环下沥青混合料动态模量增大、相位角减小。