数字机场建设与民航可持续发展之路

中国数字机场/智慧机场的建设,将对中国民航和机场建设与运行管理水平的提高、对中国民航信息化、现代化水平的提高,以及对实现民航强国的梦想以及民航可持续发展,都具有重要的战略意义。

绿色机场建设与智能建筑

1 开展绿色机场建设的必要性与意义（背景） 机场是航空运输系统的重要基础设施,是航空运输网络中的节点,是社会经济发展到一定历史阶段的必然产物,是一个城市乃至一个区域经济的最大推动者、重要门户和窗口,是地方经济发展的重要基础条件,更是城市和区域经济的增长点和多元化社会的支柱。进入21世纪以来,不断扩大的全球经济和一体化带来了航空服务的增长,已经推动了航空运输的高速发展。

高填方机场工后沉降监测及数据分析

通过对河北省承德高填方机场工后沉降进行监测,对填筑体高度与工后沉降之间的变化规律进行分析,对工程中常用的沉降预测方法进行比较,探讨了高填方蠕变实用算法在工后沉降预测中的应用,并以该方法为基础,提出了沉降稳定速率和稳定时间的预测方法。结果表明:高填方工程中填筑体高度与工后沉降呈线性增长关系,是影响工后沉降量大小的重要因素,高填方蠕变实用算法可较好地预测工后沉降,该方法可预测工后沉降稳定速率和稳定时间,为何时进行道面铺设提供参考。

民用机场水泥混凝土道面强度变异性分析

根据国内35个民用机场427个实测水泥道面芯样的劈裂强度测试结果,分析了道面结构强度变异性的分布规律,并采用方差分析手段计算了道面结构强度与机场使用年限、飞行区等级、道面位置、不同机场等因素之间的显著性影响水平.分析表明民用机场水泥混凝土道面结构强度的变异性是客观存在的,采用基于结构强度变异水平等级的可靠度系数处理这一问题更为合理.为此,根据道面结构强度变异系数的累积分布频率推荐了其变异水平分级标准,并计算了相应的可靠度系数,可为我国民用机场水泥混凝土道面设计规范修编中引入可靠度方法提供参考.

基于Markov转移矩阵预测机场道面使用状态

应用Logistic回归方程建立了连续变量(道面厚度、交通量、道面使用时间)和分类变量(道面养护等级、道面所处的自然区域以及道面结构类型)与Markov转移概率的回归关系.选取我国多个机场实测道面状况指数数据作为基础数据,进行了模型的参数估计及显著性检验,并举例分析模型预测效果.改进了Markov概率预测模型中的参数标定方法,提高了预测精度,并在一定程度上解决了因为机场道面观测数据少,传统预测模型无法获得稳定参数估计的问题,拓展了模型的适用范围.

民用机场助航灯光备件库存控制与管理研究

在调研上海某4E机场助航灯光备件库存管理现状的基础上,分析其不足和存在的问题;并根据现代备件库存控制管理理论,提出对机场助航灯光备件实施考虑其消耗特性的两阶段ABC分类管理方法,并提出了基于零件使用寿命概率函数的助航灯光备件最低储备量计算模型;经依托工程的具体应用,验证了所建议的备件分类方法和储备量计算模型具备一定的合理性和适用性,可为机场助航灯光备件的库存控制与管理提供一定的技术参考。

上海浦东机场一跑道地基沉降规律

目前,软土地基沉降计算理论尚不完善,计算精度还较低。上海浦东机场一跑道地基为典型的软土地基,从道面竣工开始就进行了道面沉降观测,已积累了11a的沉降观测资料。这些资料对于认识软土地基沉降变形规律具有重要意义。本文通过对上海浦东机场一跑道道面沉降观测资料的分析,论证了一跑道地基沉降变形规律、建立了地基沉降模型。一跑道地基沉降以静载沉降为主,同时,飞机动载沉降、水位变动沉降也不可忽视。飞机动载沉降可以从跑道横断面实测沉降资料中分离出来,动载沉降多发生在通航2～3a内,之后,动载沉降增加缓慢。与飞机动载沉降相比,地下水位下降引起的地基沉降更大。不同时间,地基沉降组成不同,截止2009年4月,一跑道中心线附近地基平均沉降约为54cm,其中,静载沉降约为33cm、动载沉降约为5cm、地下水位下降引起的地基沉降约为16cm。

承德机场高填方地基工后沉降预测

目前我国机场建设正处于迅猛发展阶段,机场高填方工程屡见不鲜,然而对于高填方工程的地基沉降计算研究却不够完善。河北省承德机场具有以下工程特点:(1)原地基无特殊性岩土且进行地基处理,(2)填筑体以硬质岩为主。以高填方工程工后沉降现场监测资料为基础,研究了不同回归参数模型对高填方地基工后沉降数据拟合的合理性,在指数模型、幂函数模型、对数模型、双曲线模型、平方根模型中,指数模型能够真实的反映此类高填方工程工后地基沉降规律。由预测结果及沉降影响因素可知,此类工程工后沉降组成以填筑体压缩固结为主,填筑体厚度为工后沉降的主要影响因素,填筑体厚度变化较大处工后差异沉降相对显著。

超固结非饱和土的试验研究

Farulla等[1]通过固结仪对不同轴应力下的超固结非饱和土进行了湿化变形研究,试验结果表明超固结非饱和土的湿化变形随轴应力的不同而不同,其规律与Alonso等[2]的假设并不完全相符。为了进一步验证这个试验现象,利用双压力室非饱和土三轴仪,在同一个前期固结压力下对不同程度的超固结非饱和土进行了湿化试验,研究其湿化变形特性;对某一吸力下的超固结非饱和土进行三轴排水剪切试验,研究其体变和强度特性。试验结果证明了Farulla等试验的正确性,最后用文中所提的模型进行了预测,其结果与试验现象一致。

主应力轴循环旋转下饱和软黏土的累积变形

交通荷载下地基中土单元的主应力大小和方向将同时发生变化,现有的计算交通荷载引起的路基长期沉降实用模型未能反映交通荷载引起的土体单元主应力轴循环旋转现象。在推导常广义剪应力主应力轴循环旋转方程及验证空心圆柱剪切仪动力加载能力基础上,对上海第④层饱和软黏土进行一系列常广义剪应力主应力轴循环旋转加载试验及非等向固结下循环扭剪试验,分析了主应力轴旋转角、围压及静偏应力对循环塑性累积广义剪应变的影响。将常广义剪应力主应力轴循环旋转加载试验等效成不同不排水静偏应力和动应力循环旋转加载试验,从而进一步验证了文献[12]所提出的显式模型在模拟主应力循环旋转效应方面的可靠性。

塑料排水板联合超载预压处理超大面积深厚软基的数值分析

以浦东国际机场软土地基为研究对象,利用二维有限元软件Plaxis,根据土体特性相应采用软土蠕变模型或Mohr-Coulomb模型,针对打设塑料排水板、分层填筑、堆载预压和卸载的实际工况,模拟打设塑料排水板和超载预压的分步实施过程,从数值分析的角度研究了塑料排水板和超载预压处理软土地基的特性,并与实测结果对比分析。结果表明,塑料排水板联合超载预压处理深厚软土地基的沉降分析中考虑软土蠕变是必要的。

交通动载下路基长期运营沉降等效有限元分析

饱和软土地基上交通动载会引起显著的沉降,在考虑循环荷载作用的经验显式本构模型的基础上发展了等效有限元方法,实现了对交通移动荷载下路基长期沉降的计算。采用拟静力方法计算动应力比,基于试验量测的累积轴向应变及累计孔压建立显式的应力–应变模型,得到交通循环动载下地基单元的塑性应变,结合初应变有限元的原理,对通用有限元软件进行二次开发实现路基运营沉降计算。作为算例分析了一个典型的路基断面在交通荷载作用下塑性应变和长期沉降的发展分布规律。分析表明,最大塑性应变发生在路面侧边界位置,而最大沉降分布于路面中心一定宽度范围内。

软土隧道横向抗震分析的简化响应位移法

响应位移法能够反映软土隧道在地震荷载作用下的动力反应特性,是一种简便实用的隧道抗震设计简化分析方法。以方形截面隧道为例,采用地层-结构整体动力有限元方法,验证了响应位移法的准确性与合理性;为了简化响应位移法的计算过程,基于平面应变假定,采用弹性理论的复变函数方法推导了土弹簧刚度的解析表达式,并与有限元解进行了对比分析。将土弹簧刚度的解析表达式应用到响应位移法的计算中,同时采用地层剪应力及自由场地震反应位移的简化计算模式,将简化后的响应位移法和整体动力有限元法进行了对比分析,验证了简化方法的可行性。

不同加载方向的山岭隧道洞口段地震响应振动台模型试验

基于垂直于隧道轴向加载(X向加载)与平行于轴向加载(Y向加载)2种试验工况,对山岭隧道洞口段开展大型振动台模型试验研究。研究结果表明:不同加载方向所引起的隧道结构变形模式和破坏机制不同。当沿X向加载时,结构以剪切变形为主,抗震薄弱部位为两侧拱肩与拱脚,最终发生剪切破坏;而当沿Y向加载时,结构以拉压变形为主,抗震薄弱部位为拱顶、仰拱和两侧拱脚,最终发生拉压破坏。不同加载方向所引起的坡体破坏模式不同,X向加载引起较明显的结构与围岩相互作用现象,坡体大规模破坏由结构附近围岩的剪切破坏诱发;而Y向加载引起的坡体惯性力较明显,坡体大规模破坏由坡顶附近围岩的张拉破坏诱发。且Y向加载更易引起洞口仰坡的破坏,破坏现象与实际震害现象相符。

软弱土层自由场动力离心模型试验

软弱土层中自由场地震响应离心模型试验中,采用层状剪切箱,研究了软弱土层中不同强度地震荷载作用下场地的响应。研究结果表明:地基土的地震响应与地震强度条件密切相关,地表地震加速度放大系数随着基岩入射地震强度的增大而减小,并且对土体的侧向位移和地表沉降等存在显著影响。

飞机动荷载作用下场道地基沉降

地基沉降问题是软土地基上修建跑道的关键问题,上海浦东机场对修建在软土地基上的跑道进行了长期道面沉降观测。通过对浦东机场两条跑道道面沉降观测资料的分析,提出了采用通航以来跑道横断面上10 m线测点与30 m线测点之间的差异沉降近似确定飞机动载沉降的方法,并分析了飞机动载沉降在时间及空间上的变化规律。认为动载沉降在通航初期2～3年增加较大、之后增加缓慢,动载沉降占总沉降的份额随着时间的延续不断增大,一跑道通航10年后,该份额平均约为10%左右。截止2009年4月,浦东机场一、二跑道以均匀沉降为主,差异沉降较小。

基于GIS的机场多跑道三维净空管理系统的研究与开发

在研究和建立了多跑道障碍物限制面三维模型的基础上,基于G IS,开发了机场三维净空管理系统。该系统可按照相应标准自动生成单跑道特别是多跑道障碍物限制面、辅助进行净空管理,可极大地减少机场选址与规划中的超障物评定的工作量,显著提高净空管理效率,具有广阔的应用前景。

紫外光老化对沥青使用性能的影响性研究

为解决强紫外线对沥青产生老化问题,利用紫外老化环境箱模拟野外环境老化条件进行试验,通过动态剪切流变仪分别研究了老化时间变化对SBS改性沥青和基质沥青高温、低温及疲劳性能的影响。试验结果表明,强紫外光对SBS改性沥青能够产生严重老化,主要表现为疲劳性能和低温性能大幅衰减,高温性能进一步得到改善,且都与老化时间关系较紧密;同时,随测试温度升高,老化时间对G*/sinδ、G*sinδ的影响幅度逐渐减小,说明紫外光对SBS改性沥青老化具有温度敏感性。研究结论可以为沥青路面选择抗光老化性较好的沥青提供良好技术支持。

基于不同层间接触状态的沥青层剪应力分布规律研究

应用Bisar3.0程序计算软件对标准设计状态(工况1)和重载高温状态(工况2)下,不同层间接触状态的沥青层内剪应力分布规律进行研究。结果表明:不同层间接触状态对沥青层的剪应力影响十分显著,在重载高温下,层间粘结作用的缺失将使沥青层剪应力急剧增加,出现车辙、拥包等病害的可能性大大增加。

沥青路面水损害的影响因素和发展过程

针对沥青路面水损害问题,分析总结了引发水损害的影响因素,并探讨了水损害的发展过程,以期明确沥青路面水损害现象的形成机理。