面向双一流大学的实验教学改革探讨——以道路工程材料实验为例

建设双一流大学需要变革教学模式,为了响应国家建设一流本科教育的重要任务,作为专业基础课的《道路工程材料》,也要与时俱进,为国家教育事业贡献一份力量。作为以实践为主题的工科专业,实验教学在课程教学中起着不可替代的作用。但现行教学大纲给予的实验教学时间太短,需要变更实验教学模式,以更好地培养人才。

轨道交通9号线下穿铁路工程风险及对策研究

结合上海市轨道交通9号线一期工程R413标段九亭站-七宝站区间盾构隧道下穿沪杭铁路工程,对工程可能出现的风险进行分析,并作出相应对策。针对可能出现的轨道过大变形,提出对轨下盾构穿越区进行全断面分区注浆及旋喷加固。对重要管线采取了针对性的加固保护措施,通过加固形成隔离带以控制其变形,同时设置卸压孔以防止高压注浆引起土体过大位移。结果表明,轨道变形及管线移位都得到了有效的控制,地表隆沉在控制范围内,加固区轨下动应力得到有效的降低。

基于受教特征的学龄前儿童交通安全教育对策

开展交通安全教育已被证实为改善国家交通安全状况必要的一环。学龄前儿童正处于可塑性最强的年龄阶段,其学习能力逐渐提高。这一时期针对儿童行为的干预收效最为显著,是儿童接受交通安全教育的最佳时期。结合心理学、生理学、社会学相关知识,从视觉偏好、前运算阶段思维、游戏活动、家庭社会环境等诸多切入点分析学龄前儿童的受教特点,并根据分析结果给出了在针对学龄前儿童交通安全教育教材编写、教具制作以及干预对策方面的建议,有助于提高学龄前儿童教育的针对性和适宜性。

实验教学中开展虚实结合的教学模式探讨与实践——以道路工程材料实验为例

实验教学在培养学生创新能力和动手能力等方面具有明显的优势。新时期下卓越工程师的培养,不仅要有与之相对应的课程体系和教学内容,而且要采用相应的教学组织形式和教学方式。传统的实验教学受制于上课时间的限制,不能让学生完整地参与整个实验过程。因此,本文以道路工程材料实验为例,探讨采用虚拟实验和真实实验相结合的实验教学模式,弥补传统实验教学的弊端,更好地激发学生的学习热情和主动性。

交通仿真在道路安全评价中的应用

我国道路交通的安全问题由于其严重程度的加剧正越来越受到人们的关注,因此,对于道路安全性的评价非常必要。事故统计方法和交通冲突方法是现在应用较多的道路安全评价方法,但这两种方法都存在着一定的不足。鉴于此,提出了一种基于交通仿真的道路安全评价方法并用一个范例介绍了应用交通仿真对道路进行安全性评价的基本过程。

厂区道路交通调查与轴载换算方法研究

根据宝钢厂区的交通特点,对大型重工业厂区道路的交通调查和轴载换算方法研究中,具体可将各类重型及超重型特种车辆重新分类,采用新的轴载换算方法确定当量轴次,并通过实例进行比较分析。该方法可用于指导宝钢厂区的道路设计和养护,也可为其他大型重工业厂区道路的设计和养护提供参考。

城市地下快速路交通智能管控策略研究

地下快速路作为城市核心区道路网络扩容的主要途径之一,在缓解城市交通拥堵和地上空间资源紧张等方面发挥越来越重要的作用。然而,目前针对城市地下快速路交通智能管控策略的研究还十分有限。文中在对城市地下快速路交通运行特征进行分析的基础上,分别从通道/道路宏观层面和断面微观层面,基于宏观交通流理论提出能满足地下快速路管控需求的交通管控目标,以此为依据构建包含数据采集、实时评价和控制策略3个模块的通道/区域路网智能管控框架。以深圳侨城东路北延通道工程为依托,证实以流量与车速乘积取得最大值对应的车速及考虑跃迁概率的最优占有率分别作为宏观层面和微观层面的交通管控目标,更适应地下快速路的特殊需求,并对城市地下快速路交通智能管控策略进行详细说明。

沥青路面初期损坏特点和机理分析——重交通沥青路设计方法之一

随着交通量的增加、轴载的增大和高等级公路上行车速度的提高 ,按照传统沥青路面规范修建的道路出现了严重的初期损坏现象 ,中国现行的路面技术遇到了强有力的挑战 .为了改进现行的沥青路面设计技术 ,作者对路面的损坏状况进行了调查和力学分析 ,提出了 6种新型的路面损坏形式 .研究表明 ,传统路面设计技术仅仅适用于低等级道路路面的设计 ;在高等级道路上 ,高速行车引起的动水压力已成为造成路面初期损坏的不可忽视的重要因素 ;轮胎 -路面接触压力的非均布效应十分显著 ,已成为路面结构局部损坏的重要肇因 ;当然 ,超载的影响也是十分严重的 .这三方面的综合作用是造成路面初期损坏乃至早期损坏的主要原因 .

水泥稳定碎石基层材料干缩变形特性的试验研究

减少水泥稳定碎石基层材料的干缩裂缝,对延长半刚性基层沥青路面的使用寿命至关重要。根据目前国内高速公路水泥稳定碎石基层的使用情况,针对苏南地区高温多雨,水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝这一缺陷,展开了相关试验研究。分析了水泥稳定碎石干燥收缩的影响因素,并从材料组成方面,探讨了减少水泥稳定碎石基层材料干缩裂缝的方法。结果表明:集料级配组成、失水率、暴露时间、强度、空隙率等,均对水泥稳定碎石基层材料的干缩变形特性产生明显影响。

水泥稳定碎石强度影响因素的试验研究

通过试验分析了集料级配类型、试件尺寸、水泥剂量、水泥品种、集料针片状颗粒含量等对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响规律及分析了不同延迟时间对水泥稳定碎石不同龄期无侧限抗压强度和劈裂强度的影响,从而为强度的合理限值提供了依据.

路基拓宽工程设计方法研究

针对路基拓宽工程的实际问题,基于大量实体工程调研和理论分析,从损坏类型和损坏机理出发,揭示了路基拓宽工程中的4种损坏模式,包括路基结合部剪切开裂、新老路面结合部弯拉开裂、老路基层顶面开裂和新路基层底面开裂,建立了以变坡率为设计指标的路基拓宽设计方法;并遵循变形协调与控制的基本思想,着重提出了路基拓宽工程处治措施的选择流程,继而采用有限元计算和室内模拟试验的方法,对新老路基结合面处治、拓宽路基填料及压实度控制、路基加筋、支档结构等多种处治措施的处治机理、效果和设计施工要点进行了总结。各项研究成果对路基拓宽工程中处治措施的选择、设计和施工具有重要的借鉴和指导意义。

基于单轴贯入重复剪切试验的沥青混合料永久变形

沥青路面车辙变形越发严重,降低路面使用寿命的同时大大影响行车安全.通过对比分析,提出运用单轴贯入重复剪切试验研究沥青混合料的永久变形.对高速公路沥青路面上中面层最常用的4种沥青混合料进行了不同荷载水平下的单轴贯入重复剪切试验,得到如下结论:单轴贯入重复剪切试验可以做出沥青混合料的三阶段变形;荷载越大混合料永久变形的速率越大,剪切疲劳寿命或流动数越小,当荷载大于或等于1.3MPa时改性沥青混合料在较小的荷载次数内变形过大,发生剪切破坏,而当荷载小于或等于1.1MPa时变形增加极慢,稳定地处于变形的第二阶段而不破坏;抗剪强度较大的沥青混合料抵抗剪切变形的能力较强,改性沥青混合料抵抗剪切变形的能力远大于普通沥青混合料;荷载应力水平和作用次数具有等效性.

不同交通流状态下驾驶员心理生理特性研究

采用动态心电仪和地理信息系统(GPS)对高速公路不同交通流状况下驾驶员心率和车速进行行车实验测试,通过运用医学、心生理学、交通流等理论,分析结果发现:高速公路平直路段自由流条件下车速超过100km.h-1时,心率增长率与车速呈线性增长关系;非自由流条件下超车等驾驶行为对驾驶心理影响显著,心率平均增长率较自由流条件下高.确定心率增长率32%为驾驶员心理紧张的生理评价标准,42%为行车中应避免的心理安全阈值.

浅埋地下结构浮力模型试验研究

针对浅埋地下结构浮力试验的特点,研制了一套直接测定静水中结构底板所受浮力的模型试验系统.根据纯水中扬压力等于静水压力,确定了主要系统参数.利用该系统,对不同埋深下纯水、饱和砾石、中砂、细砂、粉土和黏性土中模型室底板受到的浮力及孔隙水压力进行了测试.试验结果表明,该系统在纯水中浮力测试的最大误差小于1%.饱和砾石、中砂、细砂和粉土中模型室底板所受浮力比其在相同条件下的纯水中受到的浮力小约5%,而饱和黏性土中模型室底板所受浮力与其在相同条件下的纯水中受到的浮力相等.饱和粉土和黏性土在填筑过程中,底板所受浮力极大,并可能超过被其排开的饱和土的重量,且测压管水头在填筑过程中均超过填土面高度,埋置越深的测压管水头越高.长期稳定状态下,饱和无黏性土和黏性土中各测压管中水头高度均与填土表面齐平.

深埋隧道软弱围岩渐进性破坏及其锚固效应试验与模拟

针对软弱岩体中隧道开挖过程中出现的塌方破坏问题,通过室内地质力学模型试验和数值模拟,对有、无锚杆支护情况下围岩的渐进性破坏过程、岩体地表变形以及岩体内部的应力变化规律进行了对比分析,所得结论如下所述:①隧道开挖使得上覆岩层荷载向隧洞左、右两侧转移,拱腰以下岩体往往率先剪切破坏,锁脚锚杆可有效制止岩体初始剪切破坏;②围岩破坏自洞周逐渐向岩体深部发展,沿与水平面夹角为45°+φ/2的方向产生两个滑动面,并在洞顶形成一自然平衡拱,锚杆支护可有效减小岩体塌落范围;③锚杆的存在大大改善了围岩的应力状态,不仅提高了拱腰岩体剪切起裂荷载值,而且还使得拱顶岩体在破坏前可承担更大的上覆荷载;④塌落区内的岩体切向应力呈"跌落式"下降,此特征可用于判断岩体塌落范围及为隧道塌方预警服务。

路堤式与路肩式加筋土挡墙的现场试验与分析

通过对铁路路堤式及路肩式加筋土挡墙的墙面板水平土压力、墙后土中垂直土压力及加筋材料变形的现场原位试验,得到了两种加筋土挡墙面板水平土压力、墙后土中垂直土压力、拉筋材料变形的变化规律,并对两种挡墙的破裂面进行了探讨。两种加筋土挡墙的面板水平土压力沿墙高均呈曲线型分布;墙后土中实测垂直土压力与理论值的差别随距墙面板距离的增加而线性增大;同一层拉筋变形的平均值随墙高增大而线性增大;列车运行荷载对面板水平土压力及墙后土体的垂直土压力和拉筋的变形影响均较小。

隧道围岩爆破冲击损伤防护的轻气炮试验及数值模拟

为减小爆破对隧道围岩的损伤破坏,在传统光面爆破装药结构基础上,设计了一种在炮孔一侧安放PVC-U材料来保护隧道围岩的装药结构,并分析了该装药结构在爆破过程中对隧道围岩损伤防护的机理。为进一步验证PVC-U管的防护效果,利用57 mm口径的一级轻气炮装置和LS-DYNA 3D软件进行了岩石冲击损伤破坏分析。结果表明:保护层能够降低岩石试件冲击面上的应力波峰值和减小试件的损伤程度;在相同冲击速度下,岩石试件冲击面上的应力波峰值随保护层厚度的增加而不断下降。加有厚4 mm保护层材料的岩石试件的损伤度较无保护层时降低了21.1%。对岩石试件的冲击过程进行的数值模拟验证了理论分析和试验结果的正确性。说明放置在炮孔内的PVC-U管能够对岩石的爆破损伤破坏起到一定的防护作用。

旧路加宽综合处治技术的模型试验研究

通过旧路加宽室内模型试验可以获得新旧路基间的变形和刚度差异,以及经过加筋处治的路基内压力分布特点,且室内疲劳加载试验可以较有效地测试路面结构内的应力应变状态。试验结果可以用来验证旧路加宽综合处治技术的有效性和可靠性,并可对理论分析结果进行验证。

青藏铁路高温细粒冻土地区站场路基实体试验研究

青藏铁路站场路基比一般铁路路基宽度大,为此,在清水河高温细粒土地段进行了专门的现场试验研究。通过采用不同深度处地温场变化、上限变化、阴阳坡温度变化以及积温等分析方法,对该试验段3个冻融循环过程中监测到的温度场分析,并与普通路基的温度场数据进行对比。通过分析可以看出,站场路基下人为上限的上升幅度比普通路堤要大,路基表面以下同样深度处的地温,站场路基下的地温要低于普通路堤下的地温,因此路堤宽度较大的站场路基对多年冻土的保温效果比普通宽度的路堤好。由变形观测数据看出,冻胀量较小,变形主要为沉降变形,路堤阳坡冻胀板的变形量要大于路堤阴坡相应位置的冻胀板变形量。阳坡上层冻胀板最大沉降量是0.241 m;下层冻胀板最大沉降量0.237 m,且随着时间推移,变形趋于稳定。

温拌沥青混合料配合比设计中若干问题的试验探究

基于热拌沥青混合料配合比设计方法,以等体积参数为设计原则,进行温拌沥青混合料的配合比设计,探讨温拌沥青混合料的合理施工温度、温拌剂掺量、沥青混合料理论最大密度计算的修正方法等沥青混合料配合比设计时存在的问题。试验研究结果表明,温拌沥青混合料体积参数取决于温拌剂掺量、拌合温度等,为了保证温拌沥青混合料具有与相同组成热拌沥青混合料相同的性能,应在体积参数相等的设计原则下,确定温拌沥青混合料的施工温度;在计算温拌沥青混合料体积参数时,不能忽略温拌剂对混合料理论最大密度的影响。