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路基黏性土剪切模量与水土特征曲线关系模型研究

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公路交通科技 2022年第3期39卷 37-43,90页

作者：李志勇刘文劼巢万里郑祖恩潘世强湖南省交通科学研究院有限公司湖南长沙410015

路基压实土在自然环境下对水分的保持能力及相应的模量变化对路基性能演变有重要影响。为了解模量、基质吸力、含水率三者之间的关系,以某公路路基黏性土为研究对象,通过室内试验分析了压实度对土水特征曲线(SWCC)的影响,建立了相应的S... 详细信息

路基压实土在自然环境下对水分的保持能力及相应的模量变化对路基性能演变有重要影响。为了解模量、基质吸力、含水率三者之间的关系,以某公路路基黏性土为研究对象,通过室内试验分析了压实度对土水特征曲线(SWCC)的影响,建立了相应的SWCC模型。然后通过路基现场面波试验得出剪切波速度,采用3种模型来描述剪切模量与基质吸力和含水率(饱和度)的关系,并进行了效果对比。结果表明:对于压实度较低(90%)的试样,饱和度-基质吸力SWCC更符合双峰形式,其在2 kPa和20 000 kPa左右均发生了明显的转折,随着压实度的增大,饱和度-基质吸力SWCC向单峰形式转变;利用Fredlund提出的SWCC模型,可以依据压实度(干密度)来建立土的SWCC预测模型,预测效果较好;SASW原位试验表明,剪切波速的变化范围为160~290 m/s,剪切模量范围在51~168 MPa之间;模型2考虑了基质吸力对剪切模量的贡献程度是变化的,预测效果最好,但在实际工程中,模型3只需要含水率作为自变量,因而应用更加方便,更容易得到推广。

关键词：道路工程路基黏性土关系模型剪切模量土水特征曲线基质吸力面波

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软岩地基中大直径嵌岩灌注桩承载性能研究

软岩地基中大直径嵌岩灌注桩承载性能研究

作者：郑祖恩中南大学

学位级别：硕士

随着大规模城市建设和各项基础设施建设的迅速发展，嵌岩桩以其承载力高、沉降小、施工简单、抗震性能优良等特点而被广泛使用。但是目前人们对嵌岩桩的承载机理了解得并不透彻，特别是对软岩地基中大直径嵌岩灌注桩的承载性状的研究还... 详细信息

随着大规模城市建设和各项基础设施建设的迅速发展，嵌岩桩以其承载力高、沉降小、施工简单、抗震性能优良等特点而被广泛使用。但是目前人们对嵌岩桩的承载机理了解得并不透彻，特别是对软岩地基中大直径嵌岩灌注桩的承载性状的研究还比较缺乏，现有的嵌岩桩竖向承载力计算理论与其实际受力性状差别较大，还有待进一步研究。本文基于宜昌—万州铁路线渡口河特大桥桩基监测项目，采用现场试验和有限元模拟相结合的方法，对软岩地基中大直径嵌岩灌注桩的承载特性和荷载传递机理进行了研究，所做的工作主要有以下几个方面：（1）阐述了目前国内外对嵌岩桩承载特性研究的现状，包括嵌岩桩的研究方法和研究成果，并简单介绍了软岩的概念及分类。（2）详细分析了嵌岩桩承载和变形的基本特征，从而总结出影响嵌岩桩承载力的各种因素。（3）对软岩地基中嵌岩灌注桩进行了长期原位观测，提供了大量新的嵌岩桩实测数据资料，在这些资料的基础上分析了施工加载前桩身的初应变的变化规律，并详细分析了工作荷载作用下软岩嵌岩灌注桩的承载机理和荷载传递特性，包括桩身轴力、桩侧阻力的分布发展规律及荷载-沉降曲线特征。（4）介绍了岩体的变形特性，以及岩体常用的几种本构模型，并说明了它们各自的优缺点及适用范围，着重阐述了本文采用的D-P弹塑性模型。（5）运用商业有限元软件建立了嵌岩桩的三维弹塑性有限元模型，对嵌岩桩竖向承载性状进行了数值分析，将有限元计算结果与实测数据进行了比较;并研究了桩长、桩径、桩身模量、岩石强度等因素对嵌岩桩承载性状的影响，得到了一些结论，可为嵌岩桩的设计、施工提供参考。

关键词：嵌岩桩软岩承载性状荷载-沉降曲线荷载传递机理有限单元法弹塑性模型

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湖南省风化花岗岩残积土路基填筑技术研究

公路工程 2017年第1期42卷 136-138,261页

作者：方聪董城郑祖恩湖南省大岳高速公路建设开发有限公司湖南岳阳414000 湖南省交通科学研究院湖南长沙410015

湖南省湘西、张家界、岳阳、娄底等地广泛分布着强(全)风化花岗岩。强(全)风化花岗岩残积土作为路基填料,具有岩质较软、结构松散、粘结力小、持水性差、碾压成型困难等工程特性。通过对湖南省典型强(全)风化花岗岩路基填料进行室内试... 详细信息

湖南省湘西、张家界、岳阳、娄底等地广泛分布着强(全)风化花岗岩。强(全)风化花岗岩残积土作为路基填料,具有岩质较软、结构松散、粘结力小、持水性差、碾压成型困难等工程特性。通过对湖南省典型强(全)风化花岗岩路基填料进行室内试验研究和路基现场填筑试验,获得了湖南省典型强(全)风化花岗岩物理性质和分类特征,形成了强(全)风化花岗岩路基填筑的最优压实施工工艺。研究成果可为公路工程路基设计和施工建设提供依据。

关键词：风化花岗岩残积土路基填筑含水量压实度正交试验最优施工工艺

重复荷载作用下高液限粘土路基永久变形特性分析

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公路工程 2012年第1期37卷 98-101页

作者：胡滔王建忠郑祖恩重庆蜀通岩土工程有限公司重庆401147 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 湖南省交通科学研究院湖南长沙410015

重复荷载作用下高液限粘土路基的永久变形对道路正常运行有较大影响。结合FALC3D软件,建立高液限粘土(路堤)及其水泥改良土(路床)的路基弹塑性本构模型,分析路基在不连续半正弦波荷载下产生的动力响应。分析结果表明:在重复荷载作用下... 详细信息

重复荷载作用下高液限粘土路基的永久变形对道路正常运行有较大影响。结合FALC3D软件,建立高液限粘土(路堤)及其水泥改良土(路床)的路基弹塑性本构模型,分析路基在不连续半正弦波荷载下产生的动力响应。分析结果表明:在重复荷载作用下土体的永久变形逐渐累积,随着加载次数增加,初始屈服面不断增大,最后趋近于最大加载面;在重复荷载作用下,土体变形在荷载作用初期变形较大,随着荷载重复次数的增加,变形速率逐渐减小;水泥改良后的高液限粘土路床具有抵抗变形能力。该研究对于高液限粘土地区的高速公路建设具有重要的理论意义和实际价值。

关键词：高液限粘土重复荷载永久变形动力响应

基于模糊综合评判法的预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险评估

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公路工程 2013年第2期38卷 60-64页

作者：郑祖恩李志勇吴欣湖南省交通科学研究院湖南长沙410075

本文基于模糊综合评判法对预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险评估开展了研究。首先采用专家调查法和层次分析法进行预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险因素识别和指标体系划分,再针对两级指标体系开展模糊综合评判分析,进行悬臂... 详细信息

本文基于模糊综合评判法对预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险评估开展了研究。首先采用专家调查法和层次分析法进行预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险因素识别和指标体系划分,再针对两级指标体系开展模糊综合评判分析,进行悬臂浇筑施工风险定量评估,分析结果为工程施工风险控制提供了依据。研究表明基于模糊综合评判法的工程施工风险评估方法具有较好的实用性和合理性,可为相关工程施工风险评估工作提供参考和借鉴。

关键词：预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工专家调查法模糊综合评判

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基于模拟退火的路基土动态回弹模量建模研究

公路工程 2020年第1期45卷 130-134,151页

作者：郑祖恩陈述刘文劼湖南省交通科学研究院有限公司

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比... 详细信息

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比。研究结果表明,围压和偏应力均对路基土的动态回弹模量均有显著影响,利用开发的模拟退火参数搜索程序,可以实现各种回弹模量模型的参数搜索,有助于克服等效线性法的缺点,能更便捷、准确地建立回弹模量预估模型。

关键词：路基土动态回弹模量三轴试验模拟退火:预估模型

高速公路不利气象条件下可变限速标志设置探讨

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湖南交通科技 2019年第3期45卷 202-207页

作者：刘卓郑祖恩湖南省交通科学研究院有限公司

针对湖南高速公路发生频率较高的雾和冰雪不利气象条件下行车安全问题,从可变限速标志设置的角度进行了探讨分析。首先,在保障中分带停车视距、横向稳定性、横向舒适性的基础上,综合考虑能见度和路表摩擦系数下降,分别提出了雾和冰雪条... 详细信息

针对湖南高速公路发生频率较高的雾和冰雪不利气象条件下行车安全问题,从可变限速标志设置的角度进行了探讨分析。首先,在保障中分带停车视距、横向稳定性、横向舒适性的基础上,综合考虑能见度和路表摩擦系数下降,分别提出了雾和冰雪条件下的可变限速标准;其次,从限速方式、支撑形式、动态预告与逐级限速等方面提出了可变限速系列标志设置方案;最后,为保障恶劣气象条件下的可变限速效果,提出了相应的配套策略。

关键词：高速公路不利气象可变限速标志设置方案

基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究

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公路工程 2012年第5期37卷 130-134页

作者：董城郑祖恩李志勇高琼湖南省交通科学研究院湖南长沙410015 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

采基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型,并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合,系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明,对于水泥混凝土路面,在路面... 详细信息

采基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型,并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合,系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明,对于水泥混凝土路面,在路面设计参数中,仅有路基回弹模量对路面板拉应力与面层板厚度对路基应力具有显著影响。因此,可将路面厚度和路基回弹模量设计作为水泥混凝土路面设计重点。基于不同路面板厚度下路基工作区深度,可将交通荷载影响区加深至1.5 m。基于不同路面板厚度、路基回弹模量和不同轴载对水泥混凝土路面板疲劳寿命影响规律,在重载交通条件下,应该增加路面厚度和增强路基。考虑经济因素并结合以上分析,建议水泥混凝土路面厚度宜取28～30 cm,路基回弹模量宜介于40～80 MPa之间。

关键词：道路工程板厚设计有限元路基工作区协调变形正交试验

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机制砂在湘西山区公路工程中的应用

公路工程 2016年第3期41卷 132-134,146页

作者：李晟董城郑祖恩李志勇湖南省永吉高速公路建设开发有限公司湖南吉首416000 湖南省交通科学研究院湖南长沙410015

在湖南省湘西山区修建高速公路,桥隧比例较大,混凝土工程量巨大,需要大量的建筑用砂。充分利用该地区石灰岩生产机制砂用于工程建设,对节约资源、保护环境具有重要意义。通过对机制砂的生产和应用开展系统研究,建立了机制砂在公路工程... 详细信息

在湖南省湘西山区修建高速公路,桥隧比例较大,混凝土工程量巨大,需要大量的建筑用砂。充分利用该地区石灰岩生产机制砂用于工程建设,对节约资源、保护环境具有重要意义。通过对机制砂的生产和应用开展系统研究,建立了机制砂在公路工程中使用的质量技术要求,提出了相应的生产管理措施,形成了机制砂混凝土的使用质量控制技术,并进行了实体工程应用,研究表明质量优良的机制砂能满足公路工程建设用混凝土对砂石材料的质量技术要求。研究成果可为机制砂在公路工程中的全面推广应用提供借鉴和指导。

关键词：机制砂混凝土技术要求生产条件质量控制