Effect of plantar pressure on stepping friction under cross-slope condition

There are various walking pavements in daily life.Slip accidents will happen if required friction for safe walking is greater than available friction between the foot and ground surface.Existing researches mostly focus on horizontal or slope pavements,whereas the cross-slope walkways are less.A self-developed gait friction test platform was used to test friction,distribution of plantar pressure and spatiotemporal parameters of human walking under cross-slope condition.With the increase of cross-slope angles,the mediolateral friction increases(R^(2)=0.972,P<0.001),the anterior-posterior friction shows no sig-nificant change(R^(2)=0.758,P=0.017),the normal pressure decreases(R^(2)=0.915,P=0.007),and the high foot is more prone to slip and fall than low foot.Therefore,plantar pressure distribution of both feet was shifted to left.The gait cycle was prolonged(P<0.001),swing period of both feet decreased(P=0.029)and support period increased(P=0.015)with the increase of cross-slope angle.

基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法

飞机通信寻址与报告系统(ACARS)允许飞机和地面站之间发送和接收报文,在保障飞行安全、实现空中交通管制等方面具有重要意义。通信链路的噪声和频偏是影响ACARS信号接收性能的关键因素。针对ACARS信号接收过程中的失真等问题,深入研究频偏、噪声等因素与ACARS报文接收性能之间的关系;在充分考虑噪声与多普勒频移等因素的基础上,提出基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法,并从理论和仿真分析2方面探讨不同方法的抗频偏抗噪声能力;设计并搭建基于软件无线电平台的ACARS信号接收系统。通过对ACARS报文接收性能的仿真分析和真实报文接收性能的对比分析,表明所提方法在提升抗噪声和频偏能力、降低误码率等方面均具有优势。

3D摊铺系统在路面高程与横坡控制中的应用

为解决传统2D摊铺技术缺陷的问题,山西省静兴高速公路项目采用新型工艺激光测量高精度控制系统进行路面摊铺,研究表明,激光测量高精度控制系统毫米级的流动站可便捷地实现整个摊铺作业的全过程控制,可预先对道路设计的数字化模型进行检查,实现摊铺过程实时检测和摊铺后的复检验收,从而达到施工全过程质量控制、实时掌控摊铺工作质量的目的。

物业清洁机器人越障动力学分析与实验

室内楼道、大厅、地下车库等场地的自动化清洁存在作业空间狭小、环境复杂多变等特点,针对此问题,文章研制了一款全自动物业清洁机器人。首先依据设计指标对清洁机器人进行了机械系统方案设计;然后进行了清洁机器人动力学分析,通过建立垂直越障和爬坡越障两方面的力学模型,得到了清洁机器人最佳参数;最后进行了样机垂直越障和爬坡试验验证。结果表明,该清洁机器人越障高度达32 mm,爬坡角度达10°,可满足一定物业场景下清洁作业的需求。

高速公路现浇混凝土箱梁桥横坡改造关键技术研究

针对某高速公路现浇混凝土梁桥桥宽及横坡不符合当前实际通行需求的现状,提出限速、桥面直接加铺、切梁顶升和旋转加铺、桥面参与受力的增大截面法这4种改造方案,并分析相应方案下结构的受力状态。结果表明:结构受力最合理的改造方案为切梁顶升和旋转加铺(适用于第一联)、桥面参与受力的增大截面法(适用于第二联)这2种。研究结果可为以后同类项目的改造提供参考。

1800吨级运梁车总体方案设计及关键技术

1800吨级运梁车用于某工程高架桥部分50 m/1800 t预制箱梁的运输,同时配合架桥机架梁。文中采用4台单车同步配合跨左右双幅箱梁运梁,运梁车通过数据通信线、钢桁架以及液压闭式系统并联技术将4台单车结合成一个整体,解决了多车组同步困难、不准确率高的难题;设计了一种轮组均衡自动升降系统,解决了大横坡超高段运梁两题受扭的难题;提出了一种运梁车运行路径规划方法及自动驾驶运行控制方法,解决了运梁车行驶过程中跑偏的问题。其研究成果在杭甬复线宁波段一期工程投入使用。截止到2022年8月底,累计运输箱梁330余片,实现驮运过现浇3次。

分台阶爆破施工技术在跨江大桥边坡爆破施工中的应用

以某跨江大桥边坡爆破施工为工程背景讨论分台阶爆破技术在跨江大桥边坡爆破中的应用,介绍工程主要内容和水文地质条件,并针对边坡的特点进行分析,描述技术参数设计和施工方法。爆破设计主要包括浅孔台阶爆破和深孔爆破2种方式,阐述如何根据地质条件选择不同的开挖方式,以及如何控制爆破振动和飞石。总结分台阶爆破技术的应用效果,以期为类似地质条件下的跨江大桥边坡爆破施工建设提供参考。

交联聚苯乙烯-植物联合护坡技术对黄土陡坡的控蚀效果

随着经济社会的发展,各类基础设施建设使黄土高原地区产生了许多高陡边坡,为了给黄土陡坡的修复及土壤侵蚀控制提供参考,基于野外原位小区观测及人工模拟降雨试验结果,分析了新型有机材料交联聚苯乙烯(CLPs)与植物联合护坡技术对黄土陡坡的控蚀效果及机理等,结果表明:1)采用CLPs对黄土坡面进行处理后,在相同的降雨情况下,其径流深比裸露坡面的大、产沙量与裸露坡面的相当,即仅采用CLPs对黄土坡面进行处理基本无控蚀作用;2)采用CLPs-植物联合护坡技术的CLPs-草灌坡面与CLPs-草皮坡面,径流深远小于传统草灌坡面和鱼鳞坑植灌木坡面的,土壤侵蚀模数远远小于传统草灌坡面和鱼鳞坑植灌木坡面的,年均土壤侵蚀模数仅为传统草灌坡面和鱼鳞坑植灌木坡面的0.9%~3.2%,即CLPs与植物联合对黄土坡面进行防护的控蚀效果显著;3)植被覆盖度为100%的CLPs-草灌联合修复坡面与无植被覆盖的CLPs护坡坡面相比,坡面径流的流速、雷诺数、弗劳德数、剪切力、功率显著减小,坡面阻力系数、糙率系数显著增大,这是CLPs-草灌联合护坡技术控蚀的水动力学机理;4)采用CLPs-植物联合护坡技术,可使黄土陡坡形成有效的土体加固体系、控蚀体系和保水体系。

变截面抗滑桩内力计算方法及变形特性研究

针对抗滑桩所用悬臂法在滑动面处上下位移不连续问题,选取圆形抗滑桩作为研究对象,考虑变径比、变径位置及桩间距等因素的影响,对变截面抗滑桩内力及变形特性进行研究。将桩在滑动面以下部分视为Winkler弹性地基梁,采用幂级数法推导变截面抗滑桩锚固段的内力计算公式,并用Matlab编写全桩段内力计算程序,可视化分析了变截面抗滑桩全桩段在不同因素影响下内力变化的结果。结果表明:将上部桩视为弹性定向铰支的悬臂梁,可使得桩身位移在滑面处连续;在相同剩余抗滑力的作用下,变截面抗滑桩变形特性受变径比、变截面位置和桩间距等因素影响。

横坡段桩柱式桥梁双桩基础结构的力学行为研究

桩柱式桥梁双桩基础结构在公路/铁路横坡段桥梁工程中应用广泛,其兼具承重桩和抗滑桩的特点,并形成了复杂的桩土及桩梁相互作用体系。为研究复杂受荷条件下桩柱式桥梁双桩基础结构的力学行为,提出基于向量式有限元的计算方法,并利用Python语言编写计算程序。通过与其他数值计算方法的计算结果进行对比,验证该方法的可靠性。最后,结合工程实例,研究桩径、横系梁高度、边坡坡度和地基抗力系数对横坡段桩柱式桥梁双桩基础结构的力学行为的影响。研究结果表明:前、后桩桩身位移随桩径和地基抗力系数的增大而明显减小,随边坡坡度的增大而增大;由于桩周土对前、后桩的约束程度不同以及横系梁的内力调节作用,导致前、后桩桩身内力随边坡坡度的改变呈现出不同的变化规律;横系梁高度对前、后桩桩身内力及变形的影响较小,但横系梁的存在能调整前、后桩的受力状况,改善前、后桩荷载分担比例,使基桩性能充分发挥,在实际工程中应合理利用桩梁相互作用调整并优化双桩基础结构的力学行为。

基于高陡交填界面软弱带影响下黄土填方边坡失稳模式研究

近年来,我国黄土高原地区为了扩大土地可利用资源,开展了大范围的填沟造地、平山造城等工程建设。针对高陡原始坡-填方坡交填界面可能存在的灾变隐患开展了室内物理模型试验,发现黄土填方边坡在连续强降雨下会沿高陡交填界面发生整体滑移失稳。进一步通过有限元数值模拟对交填界面处无软弱带、不同软弱带厚度与弱化系数等工况进行了对比分析,证明了交填界面通过该处滋生的相对软弱带对填方边坡的稳定性产生影响,软弱带的不断发展在降低填方边坡稳定性系数的同时也改变了潜在最危险滑面的位置。设定的弱化系数对稳定性系数的影响可划分为3个阶段:无影响阶段、等速陡降控制阶段、等速缓降控制阶段;其中定义的“关键弱化系数”是对边坡稳定性开始产生影响的临界弱化系数,在实际工程中应采取相应措施来避免软弱带弱化系数降到其“关键弱化系数”之下。降雨诱发基于高陡交填界面软弱带影响下黄土填方边坡的失稳模式可归纳为:坡表侵蚀并形成冲沟→坡脚多级局部滑塌、交填界面软弱带逐步发展→土体沿交填界面滑移下错及坡脚剪出→剪切裂缝贯通、填方体整体滑移失稳。研究成果可为修筑在陡坡上的黄土填方边坡防灾减灾工作提供理论支撑。

沥青坡面水流特性影响因素敏感性分析

为阐明城市沥青道路坡面积水分布影响机理,采用二维浅水方程模拟分析沥青坡面降雨径流特性,基于全局综合敏感性分析的正交试验法,对引起沥青坡面不同程度积水的多重影响因素(坡面横坡、纵坡、坡面宽度、坡长、降雨强度及糙率系数)进行综合敏感性分析。以最大径流深度为敏感性分析指标,同时进行极差分析和方差分析,不仅给出了各影响因素敏感性排序,且明确了各影响因素的显著性水平。研究结果表明,漫流排水条件下,横坡、坡面宽度及降雨强度对坡面径流深度影响均较显著;坡长对坡面径流深度影响不显著;坡面径流深度与横坡均呈负相关关系,与降雨强度、坡宽、坡长呈正相关关系,与糙率系数呈先负后正的相关关系。研究成果可为工程实践提供参考。

考虑随机横向节理的反倾层状边坡倾倒破坏分析

实际边坡工程中,横向节理极其发育,且节理位置分布随机,节理长度也各不相同,随机横向节理对反倾向层状边坡倾倒破坏的影响规律尚不清楚。为此,通过计算机随机生成了横向节理的位置系数和长度系数来表征横向节理的随机特性,建立随机横向节理反倾向层状边坡模型。应用该模型探讨边坡发生倾倒破坏的启动条件和破坏机理,并基于极限平衡理论确定岩层的破坏模式和破坏位置。以皖南山区的典型反倾向层状板岩边坡为研究对象,分析横向节理位置和横向节理长度对边坡倾倒破坏的影响规律。结果表明:无论横向节理如何分布,岩层(从坡脚至坡顶)发生破坏所需的层间力总是先增大后减小;当横向节理位置或者横向节理长度发生改变时,潜在破坏岩层的层间力也随之发生改变,且其数值随横向节理长度的增加而明显减小;当横向节理位置和横向节理长度都随机改变时,层间作用力曲线形状变化较大,个别岩层发生破坏时所需的层间力差值较大。研究结论对反倾层状边坡倾倒破坏机理的认识与地质灾害防治有参考价值。

土质滑坡段航油管道的受力变形特征与防护措施

为掌握土质滑坡作用下航油管道的动力响应规律,基于有限元与光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)耦合方法,通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立管道横坡及顺坡敷设的全尺寸模型,考虑管道-土体-航油的多物理场耦合效应,分析了管道不同敷设情况下的力学规律,并结合滑坡灾害防护措施,对比了防护前后管道受力情况。研究得出:顺坡敷设管体最大等效应力为166 MPa,位于管道上表面部位,管体呈S形曲线变化,横坡敷设管体最大等效应力位于管道与山体交接边缘,管体呈马鞍状曲线变化,最大等效应力为376 MPa,位于管道与山体交界处,管道发生塑性变形;相较于无防护措施,联合防护措施下的管道最大应力减小了57.5%,仅发生弹性变形。结果表明,横坡敷设更易受损,采取联合防护措施能有效降低其受损程度,与实际工程情况相符。该研究为滑坡管道灾害防控提供了理论依据。

植物纤维材料在河道护坡工程中应用研究综述

新时期生态河道工程对低碳、生态材料的需求巨大。基于植物纤维材料已有的研究成果、文献和国内外工程实践案例,该研究分析了植物纤维材料的水利生态功能和水利结构功能,探讨了河道断面设计和施工工艺方面的注意事项。植物纤维毯主要用于河道岸坡完工初期,发挥其保持水土作用,纤维-土壤综合体的形成使得水土保持作用具有一定的持续性。纤维材料通过水土保持、改良土壤、促进植被恢复等作用,促进岸坡生境系统发展。植物纤维材料的形状特征和工作环境,决定了其水利结构功能,具体包括生态护坡、水景观(生态围堰与生态岛)、岸坡护脚和河床护底等。植物纤维毯主要用于土壤能够达到自身稳定的岸坡,其抗冲流速不大于3.0 m/s。植物纤维毯作为一种柔性材料,施工简单方便,多与其他措施配合应用,设计和施工中应注意植物纤维材料功能的时空变化。

两河口水电站跨库大桥边坡支护脚手架施工计算

脚手架施工安全在工程施工中极为重要,需进行方案设计,满足安全需要。文章以两河口跨库大桥边坡支护脚手架施工为背景,介绍了脚手架搭设方案,并对大、小横杆和单扣件抗滑承载力、立杆稳定性和立杆基础地基承载力及最大搭设高度进行了计算,结果表明:各计算均能满足规范要求,可保证施工安全。

小曲线半径段连续刚构施工技术研究

结合工程实例研究小曲线半径段多跨连续刚构桥挂篮施工技术。论文分析了连续刚构悬臂浇筑自由端在日照温差、风速作用下的变形和位移,掌握了连续刚构桥的变形规律,从而实现了连续刚构施工平面线形及挠度控制。同时在工艺上采取装配式托架,挂篮4%横坡调整,轨道采用分段设计等技术创新手段,实现了小曲线半径多跨连续刚构桥线性控制,提高了挂篮使用的稳定性及小半径挂篮转弯等技术要求。

不同参数条件下抗滑桩的力学性状分析

为了研究不同参数抗滑桩对边坡加固效果的影响,选取不同截面形状抗滑桩分别在相同截面积、抗弯刚度、不同桩间距和相同抗弯刚度、不同截面面积两种情况进行数值模拟,运用强度折减法对桩-边坡体系进行计算,分析安全系数随抗滑桩截面形状、桩间距、截面面积的变化趋势,发现抗滑桩截面边数目与边坡加固效果之间的必然联系,揭示不同截面形状、截面面积和桩间距对抗滑桩内力、边坡位移的影响规律。

杭甬复线桥梁施工与架运成套设备方案

结合工程实例,介绍了1800 t箱梁架运成套设备用于杭甬复线宁波段一期工程高架桥部分50 m/1800 t预制箱梁的运输与架设,分析说明了运架设备的总体方案设计,研究了超高段和小曲线架梁技术。运梁车通过调整左右车均衡来保证转体梁喂梁需求,架桥机支腿高度上采用螺旋机构与伸缩柱的组合设计,横向上相对主梁可横移可旋转设计,成功解决了小曲线超高渐变段架桥机架梁难题。此研究成果已应用于杭甬复线宁波段一期工程。

富水特长小断面引水隧洞快速施工技术研究

研究依托内蒙古“引绰济辽”输水工程七标,对机械设备配套选型、隧洞爆破方式、洞渣装运系统设置、通风排水设计等关键技术进行研究。研制轮载式移动凿岩台车、进行爆破试验优化光爆参数控制、爆破粒径以配合挖掘式装载机装碴,采用长压短抽通风系统配合反坡接力站多级联动排水系统等多项关键技术相结合实现了引水隧洞快速施工。