2025, 45(6):1-9. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.001
摘要:为研究含泥化夹层岩质边坡在地震作用下的宏观破坏过程与动力响应特征,揭示泥化夹层对边坡稳定性的影响,该文设计了凹凸两种坡形的相似边坡模型,开展振动台试验,并结合有限元分析进行数值建模分析,对比两种方法所得结果。结果表明:① 模型边坡的宏观变形破坏过程分为3个阶段:泥化夹层错动与裂缝产生、泥化夹层滑移与裂缝扩展、坡体崩塌破坏;② 地震荷载对边坡稳定性具有决定性影响,随着地震加速度幅值增大,边坡破坏程度加剧;③ 泥化夹层是边坡的薄弱部位,在地震作用下首先出现张拉裂缝,是诱发边坡失稳的关键因素;④ 两种边坡的地震加速度响应特征表现为:随着地震荷载增大,峰值加速度(Peak Ground-Motion Acceleration,PGA)放大系数先显著上升后缓慢下降;二者的地表峰值加速度放大系数曲线趋势基本一致,在第3层夹层附近及坡肩处的数值明显高于其他测点;凹形边坡的PGA放大系数整体略大于凸形边坡,其折线趋势更曲折,放大效应更为复杂;⑤ 数值模拟结果显示,当地震加速度幅值为0.6g时,边坡失稳破坏。但凹凸两种坡形边坡的破坏模式存在差异:凹形边坡表现为坡肩崩塌及变坡点附近滑移破坏;凸形边坡则以变坡线崩塌破坏为主。整体而言,凸形边坡的抗震稳定性略优于凹形边坡。
2025, 45(6):10-16. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.002
摘要:为在香港国际机场地下通道基坑工程中选择合适的支护结构,该文提出斜直组合型锁扣钢管桩,该结构兼具支护、隔水与可回收利用的优点。基于有限元软件Midas GTS NX进行数值模拟,分析了不同组合形式与倾斜角对斜直组合型双排锁扣钢管桩内排桩工程响应的影响。结果表明:与传统双排竖直桩相比,斜直组合型双排桩可使内排桩顶部水平位移减少约50%,桩身弯矩峰值降低约30%,显著改善工程效果。在内排桩倾斜角相同的情况下,正?负斜双排桩的内排桩在控制顶部水平位移、减小桩身弯矩峰值和桩身挠度方面均优于其他组合形式。因此,在实际工程中,宜优先采用正?负斜双排桩或内斜?直双排桩,并在施工设备容许范围内尽量增大内排桩倾斜角,以减小桩顶部水平位移、桩身弯矩峰值和桩身挠度,确保基坑安全稳定。
2025, 45(6):17-24. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.003
摘要:为揭示静动荷载作用下高液限土吸附结合水演化规律及其变形特性,该文选取海南高液限土和湖南黏土质砂为对比样,通过开展固结、固结?蠕变试验和动三轴试验,分析了不同荷载作用下高液限土的变形规律,结合核磁共振试验,研究固结和动三轴试验前后试样中吸附结合水的变化规律。试验结果表明:在静荷载作用下,高液限土压缩系数满足《公路路基设计规范》(JTG D30—2019)对路基填料的要求,吸附结合水含量保持相对稳定,固结?蠕变变形量较小;在动荷载作用下,试样的弹性应变和永久轴向应变随荷载幅值增加而增大,动荷载会引起高液限土中吸附结合水含量明显减少,从而导致高液限土在循环荷载作用下产生较大的塑性累积变形。研究成果可为高液限土作为下路堤填料的工程应用提供参考。
2025, 45(6):25-35. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.004
摘要:为研究填石路基梁场硬化层利用技术及压实质量控制,该文以广东某高速公路为依托工程,提出不同工况下填石路基的优化设计与施工控制方法。当硬化层标高低于路床顶面标高且硬化层顶面弯沉值小于填石路基顶面弯沉值时,可直接在硬化层上填筑碎石料至路床顶面标高,并按含刚性夹层的填石路基进行验收和路面设计;当硬化层标高达到路床标高且其顶面弯沉值小于填石路基顶面弯沉值后,则可直接利用。最后,依托试验段分析不同施工和压实方案下的路基压实质量。结果表明:采用“先强振后弱振”的压实工序效果更佳,采用26 t压路机碾压5遍后,沉降趋于稳定;基于重型动力触探,建立了锤击数与孔隙率经验公式。压实质量快速检测技术,可用于压实质量的快速检测;通过复测实体工程梁场硬化层顶面高程,并开展不同标高下的硬化层模量反算研究,采用便携式落锤式弯沉仪(PFWD)和贝克曼梁法(BB)对梁场硬化层回弹模量进行联合测试,发现PFWD与BB法的反算结果具有显著的相关性,可综合评价梁场硬化层力学性能,为路面加铺结构优化提供参数依据。
2025, 45(6):36-44. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.005
摘要:为确保周口至平顶山高速公路工程中粉质黏土路段的顺利施工和长期稳定运营,该文针对该路段的粉质黏土,开展了对不同压实度试样在不同应力水平下的一维蠕变试验,研究了压实度对其长期蠕变力学特性的影响规律。通过建立相应的蠕变本构模型,为工程中粉质黏土路基的蠕变破坏防治提供理论依据。研究结果表明:① 在相同应力水平下,随着压实度的增大,试样的瞬时应变、蠕应变及总应变均显著减小。其中,压实度对试样蠕应变的抑制作用最为明显,其次是总应变,而对试样瞬时应变的抑制作用最小;② 不同压实度试样孔隙比?时间对数(e-lg t)曲线变化规律基本一致,均可划分为3个阶段,且在相同应力水平下,压实度越大,试样孔隙比总降低量越小;③ 相同应力水平下,随着压实度的增加,Burgers模型中的E1、E2、η1、η2均呈增大趋势,表明试样的瞬时弹性变形、黏弹性变形及稳态蠕变速率均减小,而在稳定蠕变阶段的时间延长。
2025, 45(6):45-57. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.006
摘要:为研究超柔型FMA混合料(Fluid Mastic Asphalt,FMA)的疲劳性能和抗反射开裂的能力,该文基于胶浆流动填充法(Mastic Flow for Filling Method,MaFF),设计了超柔型FMA-13材料,通过Overlay Tester试验,研究温度和最大水平拉伸位移等因素对FMA-13混合料和GAC-13混合料(作为对照混合料)抗裂性能的影响;通过小型路面加速加载试验,分析加载次数对FMA-13混合料回弹模量的影响,利用非线性疲劳损伤模型预估了两种混合料的疲劳寿命。研究结果表明:当温度从25 ℃降低至0 ℃,FMA-13混合料的荷载损失率由63.2%增加至72.5%,GAC-13混合料的荷载损失率由82.8%显著增加至94%,温度对GAC-13混合料的抗反射开裂性能影响显著,最大水平拉伸位移对FMA-13混合料的抗反射开裂性能无显著影响;当加载次数由0次增加至100万次,GAC-13沥青混合料的回弹模量衰减了32%,而FMA-13混合料的回弹模量仅衰减了24%,且FMA-13混合料的疲劳寿命远高于GAC-13混合料。试验结果表明,FMA混合料拥有更优异的抗裂性能和抗疲劳性能,可作为功能型路面材料应用于应力吸收结构层,以解决路面反射开裂等问题,具有较广的应用前景。
2025, 45(6):58-66. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.007
摘要:针对农村低等级公路检测手段效率低、成本高,以及路面损坏数据积累不足的问题,该文开发了一款基于智能手机的车辆振动数据采集软件,并提出了一种等效于国际平整度指数IIRI的换算计算方法。该方法通过采集车辆行驶过程中的垂直振动加速度信号,经高通滤波和去噪处理后计算上下位移量,进而推导换算后的
2025, 45(6):67-76. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.008
摘要:为改善机场跑道和公路路面沥青混合料在高温环境下的性能劣化问题(尤其是热稳定性不足和热蚀现象),该文研究了相变材料对沥青抗热蚀性能的影响。选用3种相变材料对SBS改性沥青进行复合改性,通过TG-DSC试验、储/放热性能试验、沥青的室内热蚀模拟、三大指标试验及DSR等试验,系统分析了改性沥青的性能。结果表明:相变材料可有效调节沥青温度,减缓热蚀过程中的性能衰减;其中,A相变材料在高温环境下表现出优异的热稳定性和调温性能,而C相变材料因热稳定性较差,不适合用于沥青改性。此外,相变材料的加入,改善了沥青的微观结构,增强了分子间作用力,从而提升了沥青的抗变形能力和综合性能。研究成果可为机场道面沥青的改性和热蚀防护提供理论依据,证实了相变材料在提升沥青道面性能和延长使用寿命方面的有效性,对推动交通运输领域可持续发展具有积极意义。
2025, 45(6):77-84. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.009
摘要:为研究砂土含水率与压实度对声波衰减特性的影响,该文先通过筛分试验确定某土样颗粒级配,经击实试验确定该土样的最佳含水率,并制作6组不同含水率和9组不同压实度的环刀试样。采用声波透射法进行超声测试,对接收到的声波信号进行时频分析,提取表征压实度的声学特征参数。结合有限元模拟,探讨超声波在不同压实度砂土中的传播机理。试验结果表明:随着含水率的增加,最大幅值和声波能量呈先减小后增大趋势,衰减系数则先增大后减小;随着压实度的增加,最大幅值和声波能量均显著增大。基于声波幅值与能量的定量关系,建立了超声波参数反演砂土压实度的无损检测方法。
2025, 45(6):85-93. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.010
摘要:为有效处理废弃土并减少环境污染,该文依托绍兴某公路工程,通过不排水条件下的循环动三轴逐级加载试验,研究围压、循环应力比及浸水对原状石灰土性能的影响。结果表明:循环应力比从1增加到4时,加载初期累积应变和回弹应变迅速增长,并呈“阶梯式”上升趋势,其中循环应力比为2时产生的累积应变约为循环应力比为1时的2倍;回弹模量在初期小幅提升后迅速趋于稳定,表明循环应力比对其影响有限。围压对轴向累积应变的影响较小,其随循环次数的变化幅度小,初期快速增长后趋于稳定,体现出石灰土良好的抗塑性变形能力;相同循环应力比下,围压提升会使回弹模量显著增大,例如,循环应力比为1时,围压从20 kPa提升至40 kPa,回弹模量明显增加,围压对回弹模量的影响约为循环应力比的2.89 倍;浸水24 h后,轴向总应变和累积应变明显增大,在20 kPa围压时增长更为明显,总应变随围压呈先升后降趋势,且浸泡后回弹模量受循环应力比的影响加剧。基于此,建立了原状石灰固化土浸水前后回弹模量的预测模型,为复杂交通荷载下软土地基固化提供了参考。
2025, 45(6):94-101. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.011
摘要:为了将固废聚合物改良高液限土作为填料更好地应用于上路堤或路床工作区,该文利用工业固体废弃物(粉煤灰、钢渣等)制备胶凝聚合物和水泥传统改良材料,并与改良高液限土进行对比,研究其力学特性及经济效益。通过液塑限试验、室内击实试验、收缩试验、CBR试验以及干湿循环试验,研究固废胶凝聚合物改良高液限土的力学性能及其浸水稳定性与耐久性,并探讨其改良机理,进一步系统分析了固废掺量、干湿循环次数、压实度等因素对改良高液限土力学特性的影响。试验结果表明:随着固废掺量的增加,改良高液限土的塑性指数和液限明显降低,收缩系数大幅减小;压实度为96%,并掺入3%固废改良土的RCBR值与干湿循环15次的RCBR值均满足《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)要求,且在循环期间虽出现细小裂缝并未贯穿试样;对于其经济效益,接近等强度条件下,3%水泥与4%固废填料消耗固废比水泥低23.8%,降低了施工成本;高液限土经过固废聚合物改良后具有较好的路用力学性能,可以将其作为填筑材料用作上路堤和路床。
2025, 45(6):102-110. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.012
摘要:钢渣、铁尾矿是典型的工业固废弃物,大量堆存不仅占用土地,还对生态环境构成威胁。为响应《“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,推动钢渣粉和铁尾矿砂作为混凝土掺合料及骨料的使用,该文制备了一种钢渣粉?水泥基自密实铁尾矿砂浆。通过流动扩展度试验和V形漏斗试验测算砂浆的工作性指标,并采用伺服压力机开展砂浆的抗压强度试验。结果表明:① 随着钢渣粉替换率Rs的增加,砂浆的流动扩展度e增大,V形漏斗时间Tv缩短,抗压强度fcu下降。与Rs=0相比,在Rs =40%时,300目和100目钢渣粉的e分别提高13.5%和18.7%,Tv分别缩短24.3%和29.4%。3 d、28 d和90 d龄期的fcu分别下降33.0%、34.3%、20.0%和43.0%、40.2%、29.3%;② 随着铁尾矿砂替换率Ri的增加,e降低,Tv升高,fcu先上升后下降。与Ri=0相比,在Ri=40%时,级配铁尾矿砂和天然铁尾矿砂的e分别下降14.5%和31.0%,Tv分别升高31.9%和52.2%;其抗压强度fcu达到峰值对应的替换率Ri分别为30%和10%。最后,给出3个龄期的抗压强度预测公式,经验证,预测值与试验结果吻合良好,表明该公式的可行性。
2025, 45(6):111-118. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.013
摘要:为改善水泥混凝土路面就地冷再生水稳基层的力学性能和干缩性能,该文将锂渣按不同质量比(0%、6%、9%、12%)掺入再生混合料中。通过无侧限抗压强度、劈裂、干缩和水稳定性试验,分析不同锂渣掺量对其再生基层力学、干缩和水稳定性能的影响,并通过XRD和SEM试验分析锂渣对水泥混凝土路面就地冷再生水稳基层的改善机理。结果表明:掺入锂渣可以降低再生基层的干缩系数,对再生基层的早期无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳定性提升较小,但后期强度提高显著,其中9%锂渣掺量的再生水稳基层的力学性能、抗裂性能和水稳定性表现最优;掺入锂渣会降低CH的衍射峰,增强C—S—H的衍射峰,同时生成的C—S—H会细化再生混合料的内部孔隙,提升了其自身的致密性;锂渣作为一种环保型工业副产品,将其掺入再生水稳基层中能够改善基层材料的后期强度与水稳定性,降低再生基层开裂的风险。
2025, 45(6):119-126. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.014
摘要:为研究钢箱梁与钢-UHPC组合梁之间钢混结合段的力学性能,该文以主跨1 160 m的观音寺长江大桥为背景,通过精细化有限元建模,分析了钢混结合段在最不利荷载工况下的受力特点,揭示了钢混结合段的传力机理,并讨论了影响结合段受力的主要因素。结果表明:在最不利荷载工况下,钢混结合段各构件的应力均在160.4 MPa以内,低于材料强度设计值,具有充足的安全储备;在纵桥向,结合段对钢箱梁底板及中腹板的传力影响较小,应力从钢箱梁到组合梁方向总体呈下降趋势,变化幅度在20 MPa以内;钢格室顶板、腹板、底板应力水平在承压板附近分别下降了25.6%、73.3%、3.50%;剪力钉传力过程中,钢格室顶板剪力钉传力占比最多,且越靠近组合梁端比例越高,最高达到57%;增加结合段填充混凝土厚度可降低结构应力,取350~400 mm厚度能实现结构的最优受力;结合段越长,越有利于剪力钉的应力过渡。
2025, 45(6):127-136. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.015
摘要:武汉新港高速双柳长江大桥主桥为主跨1 430 m单跨悬索桥,桥塔高212.75 m,加劲梁采用闭口扁平钢箱梁,梁宽50.5 m。为研究大桥运营阶段的抗风性能,该文通过1∶60小比例和1∶30大比例加劲梁节段模型风洞试验,检验了大桥的涡振性能,分析了涡振响应对结构阻尼比的敏感性,并评估了在梁底检修车轨道内侧和双侧分别安装导流板对大桥涡振性能的效果。利用1∶60小比例加劲梁节段模型风洞试验检验了大桥的颤振性能,并分析了检修车轨道导流板对颤振性能的影响。最后,通过缩尺比1∶205全桥气弹模型风洞试验检验了大桥的颤振性能。结果表明:大桥在-3°~+3°风攻角范围内具有良好的颤振性能,各风攻角下的颤振临界风速均高于颤振检验风速20%以上;大桥涡振响应受结构阻尼比影响显著,当竖弯和扭转阻尼比分别为0.136%和0.048%时,在大比例节段模型风洞试验中观测到显著的竖向和扭转涡振现象,但将上述阻尼比分别增大到0.217%和0.164%后,竖弯和扭转涡振基本消失;安装检修车轨道导流板可降低大桥在小阻尼比下的涡振响应,同时对大桥颤振性能影响较小。
2025, 45(6):137-145. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.016
摘要:为分析桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法,该文列举了国内外6种常见的桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法,同时详述其计算过程及计算参数选取,依据典型工程实例,对比分析了不同桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法的差异。研究表明:《铁路工程水文勘测设计规范》(TB 10017—2021)与《公路工程水文勘测设计规范》( JTG C30—2015)中关于桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法中个别参数选取存在差异,且铁路规范的计算结果相较于公路规范偏保守。通过两个工程案例分析发现:在缓流流态条件下,国外各计算方法局部冲刷深度计算结果较中国计算方法偏保守,且国外各计算方法局部冲刷深度计算值基本在合理范围,而中国不同计算方法,尤其中国现行规范计算方法计算值存在一定差异。同时,通过对比分析国内外不同桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法所得计算结果可知,承台顶高程距离现状泥面越小,其局部冲刷深度越大,表明承台对局部冲刷的影响在整个桩承台桥墩基础局部冲刷过程中越来越大。同时,结合案例2的数值模拟,明确了承台高度对局部冲刷的影响特性。该文研究成果不仅一定程度上揭示了桩承台桥墩基础局部冲刷机理,也可为后续桩承台桥墩基础局部冲刷计算方法的选择及应用提供一定理论参考。
2025, 45(6):146-158. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.017
摘要:针对拱桥基于目标成桥状态求解拉索初张索力的问题,该文提出了一种倒拆法与正装差值迭代法相结合的方法。该方法在已知理想成桥目标的前提下,通过倒拆法快速确定一组合理的初张索力作为迭代初值,然后将其代入按照实际施工流程进行的计算模型中,通过正装差值迭代的方法优化调整。结果表明:该方法能够高效地求得满足工程精度要求的最终索力,显著节省了计算时间。以两座桥梁为具体算例,进一步介绍了该方法在工程应用中的实施过程,并成功获得一组符合要求的索力,验证了其有效性。该方法可广泛应用于各类桥梁初张索力确定。
2025, 45(6):159-166. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.018
摘要:钢?混组合连续梁负弯矩区的受力性能一直是桥梁工程界关注的重点,现有研究主要针对混凝土桥面板受拉提出改进措施,却很少关注钢梁承压这一普遍现象。在钢?混组合梁中,钢梁(尤其是墩顶负弯矩区的钢底板处)承受着全桥最大的压应力。为此,该文以浙江某钢?混组合梁桥为工程背景,提出在施工阶段,在墩顶负弯矩区箱梁内部填充部分现浇混凝土,以减小钢底板承受的压应力。首先,建立该组合梁桥的Ansys有限元模型进行应力分析;然后,以填充混凝土沿纵桥向的长度和竖向厚度为变量参数,以钢梁底板峰值压应力最小值为优化目标,利用改进广义回归神经网络(IGRNN)进行尺寸参数寻优;最后,将预测的最优尺寸代入有限元模型验证准确性。研究结果表明:在墩顶负弯矩区箱梁内部浇筑填充一定量的混凝土,能显著减小钢梁底板所受到的压应力;同时,IGRNN可大幅提高尺寸寻优效率。对于案例组合梁桥,其预测出的最优尺寸及其对应的钢梁底板压应力值与有限元模型计算所得到的压应力值误差在5%以内,且优化后钢梁底板压应力相较于原结构降低了74.9%,优化效果显著。研究成果及方法可为同类型桥梁减小墩顶处钢梁底板压应力及相关问题提供参考。
2025, 45(6):167-173. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.019
摘要:回转式钢筋接缝是一种施工快捷的湿接缝钢筋连接构造。为了研究这种湿接缝的弯剪受力性能及承载能力特性,针对常见的应用场景,该文设计并开展了4个试件的弯剪承载能力试验,测试了试件在试验过程中的荷载、应变及位移变化情况,分析了此类湿接缝的破坏特点、荷载-位移变化规律及极限承载能力。研究表明:回转式钢筋湿接缝具有良好的延性,符合钢筋混凝土设计原则,试件在弯剪作用下的破坏模式与受弯破坏相似,均为裂缝发展后受压侧混凝土压溃而丧失承载能力。证明回转式钢筋接缝是一种可靠的湿接缝连接形式,试验极限承载能力均远大于相应场景的设计内力,在承受弯剪受力状态下具有良好的承载能力。
2025, 45(6):174-179. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.020
摘要:为解决盖板涵现浇盖板在工程应用中弯矩计算复杂且缺乏实用方法的问题,该文将盖板涵现浇盖板简化为对边简支、对边自由的单向板,基于弹性理论推导面均布荷载作用下板内弯矩的理论计算公式,并通过有限元软件进行案例分析,验证了理论计算公式的准确性。在公路项目中现浇盖板存在多种长宽组合及填土高度,使用理论公式求解弯矩仍较为烦琐。为此,该文提出了一种简化的主次方向最大弯矩计算方法,可直接应用于配筋设计,并结合工程实践给出了3个配筋建议,为盖板涵现浇盖板的工程设计提供了依据。
2025, 45(6):180-188. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.021
摘要:针对大跨度斜拉桥的索力优化问题,该文基于径向基神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)拟合响应面,提出了一种考虑斜拉索可靠度指标的索力优化方法。通过RBFNN训练拟合结构隐式功能函数,建立求解可靠度指标的RBFNN响应面模型,采用改进粒子群算法对考虑可靠度指标的索力优化模型进行寻优求解。研究结果表明:RBFNN可以精确预测结构响应并拟合结构隐式功能函数,20个测试集的平均拟合误差仅为3.25%;改进粒子群算法对索力优化问题具有良好的适应性。相较于标准粒子群算法,改进后的算法收敛精度更高,收敛速度更快,优化后整体索力分布趋势与原索力分布趋势大致相同,采用优化索力计算得到的跨中位置斜拉索可靠度指标明显提升,各斜拉索平均可靠度增幅达3%左右,主梁线形得到大幅改善,最大挠度降幅高达36%。
2025, 45(6):189-198. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.022
摘要:针对现有锚具“切口效应”及夹持应力分布不均而易导致CFRP板损伤的问题,该文提出了一种新型夹片外伸式CFRP板锚具。该设计利用钢材的延性进行应力扩散,引导CFRP板内的压应力区向远离切口端移动,实现了CFRP板在夹片端口处的夹持力平缓过渡,有效降低“切口效应”;同时,该设计减小了碳纤维间的应变差,使CFRP板的横向变形更同步,降低了发生劈裂破坏的风险。该文针对新型锚具及目前常用的夹片内缩锚具、角度差锚具开展对比研究,通过有限元建模分析以及静载张拉试验,分析新型锚固系统在不同设计变量下的传力机理,优化设计参数。结果表明:夹片内缩的常规锚具破坏形式为CFRP板切口破坏,锚固效率仅为60.42%;角度差设计导致CFRP板横截面上压应力梯度过大,产生不同步的张拉应变,破坏形式为先劈裂后拉碎,锚固效率不足80%;夹片外伸式CFRP板锚具锚固效率高达90.83%,有效解决了CFRP板“切口效应”及劈裂破坏风险,具有很高的工程应用价值。
2025, 45(6):199-208. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.023
摘要:该研究旨在提出一种新型检测技术——整孔反拉法检测技术,为当前锚下张拉力检测工作降本增效,能更有效地应对检测量大、检测周期紧迫的工程实际需求。基于传统反拉法的原理,该文通过理论分析、公式推导阐述了整孔反拉法检测技术的机理,结合试验研究进行了技术优化,并开展了可行性分析,提出了完善的应用方法,得到了整孔反拉法检测技术的力学简化模型与典型测试曲线,并根据测试曲线规律性提出了锚下张拉力的检测值取值公式与应用方法。研究结果表明:该技术的试验检测偏差率在10%以内,检测操作对既存锚下张拉力的影响在1%左右,具有一定可行性。但该技术仍有提升空间,可从检测设备与环境影响角度出发进一步提高检测准确率,进而于工程实际大范围推广。
2025, 45(6):209-217. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.024
摘要:针对沾临高速引黄济青干渠大桥面临的大直径超长桩经济性差、深厚砂性土塌孔风险高、跨渠空间受限等技术问题,该文在比选常规钻孔灌注桩、桩端桩侧组合后压浆方案基础上,最终提出并设计了行业最大盘径(4.5 m)和单桩体量最大(456 m3)的扩盘类桩基础形式,同时研发了三臂旋切钻头、长臂井径仪等配套装置,攻克了固结体施工、盘腔扩孔施工等质量控制关键技术。研究结果表明:通过研发多种施工机具并应用创新成果,固结扩盘桩得以顺利施工,桩身混凝土完整性检测为I类桩,自平衡承载力测试结果均符合设计要求,相比常规钻孔灌注桩,该技术可节省钢筋37.4%,混凝土57.7%,而且单桩承载能力提升33.9%,有效规避了深厚砂性土塌孔风险,固结扩盘桩技术具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
2025, 45(6):218-226. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.025
摘要:在暴雨洪涝等灾害的长期作用下,地铁车站周围的土层可能受到内部侵蚀作用影响,威胁城市地铁车站的结构安全。为探讨内部侵蚀对地铁车站结构的影响,该文开展了断级配砂土的等向固结和三轴压缩试验,采用改变细颗粒含量的方法模拟侵蚀土样,探究内部侵蚀引起的砂土物理力学性质变化的规律。试验结果表明:内部侵蚀会改变断级配砂土的应力应变关系,使土体的压缩性增大,抗剪强度降低,剪胀性减弱。进一步结合试验结果,确定了侵蚀砂土的DP盖帽模型参数,并开展数值模拟分析,探究了地铁车站及场地土层在4种内部侵蚀分布范围下的变形和内力响应。结果表明,地铁车站顶部和侧面的内部侵蚀灾害对地铁车站的影响较小,而底部的内部侵蚀会引发车站结构的显著沉降和内力变化,需要引起足够重视。
2025, 45(6):227-233. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.026
摘要:为更高效率地确定隧道围岩完整性程度,该文提出了一种基于轻量级神经网络MobileNet-v2的隧道围岩岩体完整性程度的精确确定方法。首先,将图像进行灰度化、图像降噪以及裂隙边缘检测处理;然后,利用MobileNet-v2轻量级神经网络模型在Image-Net数据集上进行预训练,并与迁移学习相结合完成训练集、验证集以及测试集的数据检测;最后,与传统神经网络RestNet-50、VGG16做对比试验。通过裂隙面积、宽度和长度的识别,引入裂隙比Ks作为评判围岩完整性程度的指标。结果表明:① 在准确率、损失值和训练时间等方面,MobileNet-v2模型明显优于VGG16和RestNet-50模型;② MobileNet-v2模型的准确率最高,验证集准确率可达到94%左右;③ 与现场试验结果对比表明,使用数字图像处理方法评判岩体完整性具有较高的准确性和可行性。
2025, 45(6):234-244. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.027
摘要:为研究大直径、小净距平行顶管下穿复杂建筑物施工时建筑物各部分的沉降变化及分布情况,该文以深圳市铁岗?石岩水库水质保障工程2#顶管项目为依托,分析顶管下穿施工时建筑物沉降机理,通过数值模拟分析有无注浆加固及顶管纵向间距、埋深等参数对建筑物沉降的变化趋势及分布规律的影响,并将理论预测值、数值模拟值及现场监测值进行对比分析。结果表明:采用袖阀管注浆加固后建筑物的沉降值及沉降差异率均大幅减小。随着顶管纵向间距的增大,测点的沉降值及变化曲线的斜率均逐渐减小,其中测点3的沉降值减幅最大为83.5%;顶管埋深从9 m增加到21 m时建筑物的最大沉降值减小1.9 mm,整体沉降分布逐渐均匀。顶管埋深9 m时,采用袖阀管注浆加固+纵向间距108 m顶进的方案能最大限度减小顶管施工对建筑物的影响。
2025, 45(6):245-253. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.028
摘要:针对隧道工程施工过程中岩体完整性定量评价高度依赖揭露掌子面信息,同时利用随钻数据进行岩体完整性评价时存在的挑战,该研究提出了一种结合数理统计与机器学习的随钻岩体完整性定量评价方法。首先,基于超前钻探作业收集了大量包含较完整、较破碎及破碎三类常见完整性岩体的数字钻探数据;随后通过数据预处理及超参数寻优,构建了高性能的岩体完整性分类随机森林模型;最后,借助SHAP值理论在增强模型预测结果可解释性的同时,实现了对多变量不安定指数分析法中的不安定指数及指数幂进行筛选与量化,构建了“区间岩体破碎指数(Interval Rock Fracture Index,IIRFI)”定量评价模型。实际隧道工程中的应用验证表明,该模型对三类完整性岩体的综合评价准确率达到90%左右,相较于常规方法,能够提供更加高效、准确且详尽的岩体完整性信息。该研究为隧道岩体完整性评价提供了一种新的、高效的定量方法,有助于提升施工安全性和工程效率。
2025, 45(6):254-260. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.029
摘要:针对山区公路夜间行车存在的视线诱导差、视野窄和视距短的问题,该文提出了适用于山区公路夜间行车的视觉空间提升评估方法。通过整合主动、被动交通安全设施,提出了适应山区公路夜间环境的视觉空间提升策略;基于联合仿真构建了视觉空间多维评估指标。以秦岭山区某干线公路为例,从视域拓展和行车安全提升两个角度验证了策略效果。结果表明:提出的视觉空间提升措施能够显著增加有效视距,提高行车安全性,尤其是在复杂弯道、纵坡较大的坡道等高风险路段,可有效降低交通事故风险。
2025, 45(6):261-267. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.030
摘要:相机作为智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)中应用最广泛的传感器,在目标遮挡和复杂环境干扰下常出现检测和定位精度下降的问题,制约了ITS系统性能的进一步发展。为解决此问题,该文设计了一种基于高速路侧毫米波雷达(Millimeter-Wave Radar,MWR)和相机的多模态融合目标检测与跟踪方法。与相机相比,高分辨率MWR具有更优的测量精度和天气鲁棒性,能够有效弥补相机在感知能力上的局限。该方法采用基于中心点的雷达?相机融合算法进行目标检测,并借用贪婪算法实现目标关联。试验表明:在公开数据集nuScenes和自建的高速路侧多模态数据集上,所提方法在nuScenes数据集中实现了69.1%的AMOTA(多目标跟踪精度)性能,优于所有基于视觉的3D跟踪基准方法;在自建数据集验证了其良好的适用性与准确性,单图处理时间为35 ms。
2025, 45(6):268-276. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.031
摘要:为提升桥梁桩基施工质量管理效率,构建适用于桥梁桩基工程施工领域的知识图谱以实现知识的系统化表达与智能化管理。该文采用自顶向下与自底向上相结合的方法,提出涵盖模式层与数据层的桥梁桩基施工品质管理知识图谱构建框架。模式层基于本体建模方法,明确概念类别、层级结构及其属性关系;数据层则融合双向长短期记忆网络(BiLSTM)与条件随机场(CRF)模型,从多源异构施工文本中自动抽取实体与关系,并利用Neo4j图数据库进行存储与组织。以清(新)—花(都)高速某标段钻孔灌注桩施工为案例,验证所构建知识图谱的实际应用效果。研究结果表明:该知识图谱能够有效组织与表达桥梁桩基施工质量管理领域的专业知识;基于BiLSTM-CRF模型的知识抽取准确率达85%以上;知识图谱的应用显著提升了施工质量管理效率。
2025, 45(6):277-286. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.032
摘要:为解决传统桥梁维护中二维检测数据信息量有限、难以支撑精准决策的难题,该文提出了一种融合深度学习与运动恢复结构(Structure from Motion, SfM)技术的自动化方法,以实现从损伤识别到建筑信息模型(BIM)精准定位的一体化流程。首先,利用YOLOv8深度学习模型自动检测桥梁表面损伤;其次,应用SfM技术对损伤区域进行局部三维重建,获取其三维坐标;然后,通过最小二乘法将局部坐标系与全桥三维模型坐标系对齐,完成损伤信息的精准集成;最后,通过实际桥梁的案例验证证明,该方法定位误差可控制在4~15 mm,显著提升了检测工作的效率和结果可靠性,为基于BIM的桥梁自动化维护提供了有力的技术支撑。
2025, 45(6):287-292. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.06.033
摘要:在非洲法语国家广泛使用的法国通用技术条款中,混凝土结构正截面受弯验算仅给出计算原则而未列出计算公式,且没有涉及结构加固计算方法。该文基于混凝土结构基本原理和法国标准规定,推导了混凝土结构正截面受弯计算公式;结合加固设计假定,进一步推导截面粘贴钢板加固计算公式;通过塞内加尔VDN高速公路项目的实际工程验算,验证了所提公式的适用性与可靠性,可为类似海外工程混凝土结构正截面的设计与加固提供参考。
