大粒径沥青混合料基层施工压实控制研究

结合沪蓉西高速公路宜长试验段采用大粒径沥青混合料(LSAM)作为柔性基层的实例,采用核子密度仪进行施工压实度跟踪检测。检测结果表明:胶轮压路机对LSAM压实度的提高作用不明显;LSAM-30一次性铺筑13.5cm仍能保证其具有较好的压实性能;核子密度仪测得LSAM压实度有较高水平且有减小趋势时,应立即停止碾压。另外,对LSAM压实度"超百"现象进行了研究,指出对于LSAM基于旋转压实仪的标准密度能更好地指导现场施工。

含水量对筋土界面特性影响的直剪试验研究

通过对不同填土含水量的筋土界面直剪试验研究,分析不同含水量对筋土界面摩擦系数的影响,得出筋土界面摩擦系数受填料含水量的影响非常明显,填土含水量越高,界面摩擦系数越小。施工时,填土含水量要严格控制在最佳含水量或稍低于最佳含水量。另外,在工程设计施工中,应重视路堤的排水设计和施工,避免路堤大量渗水。

隧道气密性和抗侵蚀混凝土的研究与应用

针对贯穿含瓦斯煤层与侵蚀性地下水等严酷环境中的地下混凝土工程,采用一系列特种混凝土外加剂,研制了气密性混凝土与抗腐蚀气密性混凝土,并成功应用于华蓥山隧道等长大隧道的二次衬砌混凝土工程.文章还对混凝土气密性的测试试验方法进行了探讨并提出了相关建议.

沥青抗剥落剂改善沥青混合料水稳定性的试验研究

通过掺加液体高分子有机胺类沥青抗剥落剂和不掺抗剥落剂的沥青混合料与酸性石料的粘附性试验,以及沥青混合料的浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,分析试验结果可以得出掺加沥青剥落剂有利于改善沥青混合料水稳定性的初步结论,但其长期路用性能有待于进一步研究。

柔性防护系统冲击大变形视觉监测方法

局域少数点位的变形监测往往难以反馈复杂柔性防护系统的实际工作形态,常造成预警误报,为此提出了基于多点分布式的柔性防护系统变形视觉采集分析方法。利用帧间光流算法实现了落石冲击下柔性防护网系统全场二维速度场识别,据此建立了速度幅值二维分布图,通过相邻帧图像的速度分布差值图实现了柔性防护系统全场冲击变形状态的实时追踪,进一步提出了复杂运动叠加情形下柔性防护网系统稠密测点变形高鲁棒性提取算法,并分析了其变形规律同时提取了最大变形量,实现了有限测点监测到无限分布式传感的突破。设计了三跨柔性防护系统足尺模型,开展了750 kJ落石冲击试验,通过高速相机非接触式监测了落石冲击防护系统全过程影像数据。研究表明:所提议方法实现了落石冲击下柔性防护系统全场变形状态非接触、全历程追踪,冲击过程包含落锤接触防护系统、最大冲击变形与触底反弹三个阶段;为验证所提方法的可靠性,提取了落石冲击下柔性防护系统跨中区域冲击大变形曲线,发现750 kJ能量冲击下柔性防护系统的最大变形量为-6.201 m,与数值模拟和理论计算结果的相对误差分别为6.19%和0.93%。所提方法实现了足尺冲击试验中柔性防护系统工作形态的远程监测,有潜力应用于落石灾害下柔性防护系统的形态评价。

岩质边坡锚杆(索)框架梁加固的数值模拟

采用一维弹塑性锚索单元及三维弹塑性锚杆单元与三维线弹性梁单元耦合的方法,模拟边坡工程中的锚杆框架、预应力锚索框架以及它们与加固岩体的相互作用,对西攀高速公路K132岩质高边坡加固进行了方案的评价比选。结果表明,与锚杆框架梁相似,无框架的锚杆加固方案能对坡体浅部位移及应力场有所改进,不同的是,锚杆框架能够显著限制坡体表面变形;预应力锚索框架体系中,锚索的布置及预应力设计值在较大范围内显著影响坡体内部的位移及应力场的分布。因此,预应力锚索框架梁方案是提高K132岩质高边坡稳定性的首选方法之一。

SMA粗集料结构的数值模拟

针对沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)特有的骨架结构特点,采用蒙特卡罗方法随机生成集料颗粒,并按相容条件进行混合料骨架集成。根据此原理,以VC++为平台,开发出离散球体堆积计算程序,并将该程序应用于SMA16骨架微观结构模拟分析,同时就骨架间隙率、配位数对结构边界约束条件及混合料级配的敏感性问题进行了讨论。结果表明:由计算机模拟的SMA骨架结构与实际情况接近,对集料配合比设计具有参考价值。

碎石化混凝土路面沥青加铺层结构的数值分析

将沥青加铺层及碎石化混凝土视为连续及非连续颗粒介质,分别采用有限差分法与颗粒离散单元法模拟沥青加铺层及碎石结构层的力学行为,并采用耦合的方式,分析碎石化结构层与沥青加铺层对外荷载作用的联合力学响应。在满足边界相容条件与平衡条件的前提下,通过交界面上作用力与节点位移(速度)的传递,模拟了系统的荷载响应过程,并通过某工程实例对计算值和实测值进行了比较。结果表明:采用耦合原理计算的路表弯沉最大值与FWD实测结果较为接近,且两者沿径向分布规律相一致。

粗级配沥青混合料骨架结构的细观分析

将数值模拟方法与室内试验相结合,从细观角度探讨了粗级配沥青混合料的骨架特征。从混合料的矿料组成看,根据不同粒径粗集料的组成百分比的变化,粗集料既可能是构成混合料的骨架单元,也可能起充填骨架间空隙的作用。以1/2最大公称尺寸作为粗集料偏粗及偏细骨料的分界尺寸,则当粒径小于分界尺寸的集料含量增加时,偏细的粗集料起充填作用的可能性随之增大,即细集料含量会影响混合料细观结构的传力特征;当细集料充填量足够大时,相当数量的细集料将具有与粗集料类似的结构特征,从而导致混合料由密实骨架结构向悬浮密实结构的转化。

连续-离散介质动力耦合模型在斜坡堆积体地震响应分析中的应用

采用有限差分与离散单元外部动力耦合计算方法,研究地震作用下斜坡堆积体变形规律与动力特性,并对堆积体颗粒平行连接强度进行敏感性分析。采用平面应变有限差分网格和平行连接圆盘离散元法分别模拟下伏基岩与上覆堆积体,界面的平滑过渡通过耦合两域取相同时步交替迭代的方法加以实现。动力分析以自重作用下的静力平衡为初始条件,基岩两侧由引入的自由场边界来消除辐射阻尼影响,进而从模型底部输入水平加速度以模拟地震激励。应用上述方法于某斜坡堆积体地震响应分析,结果表明:颗粒平行连接强度为0.5 MPa时,峰值强度为0.05g的Lom a Prieta水平地震加速度激励下材料损伤较小,坡体于地震末仍处于稳定状态;平行连接强度的折减对地震作用下堆积体的损伤程度与变形规律均有重要影响。

碎裂岩质路堑高边坡动态监测与分析

对西攀高速公路K132路堑高边坡施工过程中的变形及稳定性进行了动态监测。结果表明:在自然状态下坡体应力场主要随环境温度而变化,但影响深度有限;施工过程中因张拉锚索使坡体应力场发生改变,其变化仅发生在张拉后较短的一个时段内;施工开挖、爆破及降雨等因素,对边坡有一定影响,但边坡整体是稳定的。

含碎石层沥青加铺结构外部耦合计算方法

碎石化沥青加铺路面结构中不同层位材料性质差异显著,难以由同一种力学模型加以描述。针对这一问题,将沥青加铺层及碎石化混凝土视为连续及非连续颗粒介质,分别采用有限差分法(DEM)与颗粒离散单元法(PCC)模拟沥青加铺层及碎石结构层的力学行为,并采用耦合的方式,通过两域对应边界的相容条件与平衡条件的控制,实现了连续域与离散域的平滑过渡。作为应用,结合现场情况,将破碎混凝土简化成碎粒层、碎石表层和碎石底层,通过模拟计算,分析了破碎粒径不同组合条件下沥青加铺层对荷载的响应。结果表明,碎粒层粒径越大,沥青层的拉应力、应变越大;碎石表层粒径越小,即多锤头破碎机(MHB)破碎的越碎,原水泥混凝土面板的强度下降的越多,整体性就越差,沥青层底的拉应力、应变也就越大,因此要将破碎状态控制在一定程度为宜。

小波阈值法在边坡位移监测曲线消噪中的应用

小波分析作为一种新兴的数学工具,具有多分辨分析的特性。介绍利用小波阈值法对西攀高速公路K132高边坡监测数据进行消噪,证明其效果良好。

离心模型试验在路基拓宽中的应用

土工离心模型试验技术是近三十年迅速发展起来的一项崭新的土工试验技术。以佛开高速公路项目为依托,介绍在试验室利用离心模型试验来分析研究土工格栅加筋路堤的稳定性。

小波分析在边坡深部水平位移监测数据降噪中的应用

边坡深部位移监测曲线中的波动现象既反映了自然活动和人工活动使边坡内部位移产生的突变;也反映了噪声对其造成的影响。为了提高边坡稳定性评价的准确性,有必要监测信号进行降噪处理。小波分析作为一种新兴的数学工具,具有多分辨分析的特性,在信号的噪声消除方面,已有了广泛应用。将小波分析应用在边坡水平位移监测曲线的降噪中,选用小波阈值法对西攀高速公路k132高边坡和318国道k2791高边坡监测数据进行降噪,结果证实,小波分析方法能有效处理边坡深部位移监测数据。

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪(FWD)应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现:路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。

工程边坡失稳处治中的仿真模拟技术应用实例

对一大型工程滑坡,采用了抗滑桩加箱型抗滑明洞整合支挡结构,应用仿真模拟技术对支挡结构及其施工过程和边界条件及其变化过程进行模拟,对结构的受力动态建立模型,进行分析计算,并将分析计算结果应用于工程设计和施工之中。

复杂边坡病害处治方案优选

复杂边坡的稳定状态受地形地貌、地质水文等诸多因素的影响,往往具有不确定性、模糊性等特点,因此在边坡处治方案决策时具有较大的随意性和片面性。通过建立多目标的层次分析模型,从技术、经济、安全和环境各方面进行客观、科学的评价,并经实际工程的计算分析,验证了模型的有效性、通用性和可操作性。

开级配沥青稳定碎石(ATPB)骨架结构的细观分析

视开级配沥青稳定碎石ATPB骨架为由随机分布于约束空间的离散矿料组成，在此前提下分析混合料的细观特征，发现ATPB25骨架的构成不仅与矿料最大粒径有关，对矿料级配也非常敏感，其中粒径大于6．0mm的矿料主要起骨架作用，而粒径为4．75～6．0mm的矿料在作为混合料骨架结构组成单元的同时，也可能起着填充骨架间空隙的作用，并随矿料级配形式的不同而变化。