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滑坡灾害影响下高速公路网络鲁棒性分析

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李洁张欣宇朱全军肖向良周苏华湖南大学土木工程学院湖南省交通科学研究院有限公司

地质灾害的发生通常导致道路交通基础设施大面积故障，将对区域内的交通活动产生严重影响.为分析交通系统抵御灾害破坏的能力，本研究在考虑地质灾害对运输网络影响的基础上，提出了一种评估公路网络鲁棒性的方法.结合历史灾害数据，将... 详细信息

地质灾害的发生通常导致道路交通基础设施大面积故障，将对区域内的交通活动产生严重影响.为分析交通系统抵御灾害破坏的能力，本研究在考虑地质灾害对运输网络影响的基础上，提出了一种评估公路网络鲁棒性的方法.结合历史灾害数据，将灾害对道路交通的影响量化为网络中路段的受损概率，以路段受损概率和路段重要性指标定义了路段的脆弱性指标.运用渗流理论，通过模拟并比较网络在受到不同策略的攻击后鲁棒性指标的变化，从网络结构和性能两个方面评估了网络的鲁棒性.在结构方面，以通过网络连通子图规模找出渗流的临界阈值作为鲁棒性指标；在性能方面，以网络整体可达性评估渗流过程中网络整体性能变化.研究发现，网络在基于路段脆弱性指标的攻击下最为脆弱，结构和性能两个方面的评估结果均表明网络的主要组件约占整体结构的40%～50%.同时，本研究以渗流的临界阈值和鲁棒性指标变化峰值识别出了可能的关键路段，提出通过对比不同路段对网络整体的影响，确定网络中有效关键路段的方法.本研究提出的从网络鲁棒性评估到网络关键路段识别的研究框架能够为评估和提升交通网络鲁棒性提供参考，并为交通运输网络的规划和管理提供理论支撑.

关键词：公路规划鲁棒性地质灾害渗流理论交通可达性

层间损伤对道岔区板式无砟轨道力学行为的影响机制

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铁道建筑 2024年第8期64卷 14-20页

作者：赵闻强赵云哲刘心成浙江省交通投资集团有限公司智慧交通研究分公司杭州310000 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

针对高速铁路板式无砟道岔结构层间损伤,建立其层间损伤动力学评估模型,分析了层间损伤对道岔区轨道结构固有振动特性的影响;以直向过岔为例,耦合温度梯度荷载,研究了层间损伤对无砟道岔轨道结构的动力学影响机制,并给出相应的离缝评估... 详细信息

针对高速铁路板式无砟道岔结构层间损伤,建立其层间损伤动力学评估模型,分析了层间损伤对道岔区轨道结构固有振动特性的影响;以直向过岔为例,耦合温度梯度荷载,研究了层间损伤对无砟道岔轨道结构的动力学影响机制,并给出相应的离缝评估及轨道维护检测建议。结果表明:层间损伤会导致无砟道岔轨道板固有频率下降,对高阶模态的影响更为显著;层间损伤与昼间正温度梯度效应耦合对板式无砟道岔的动力学响应特性造成更大的影响,结构层间拍击作用显著,极端情况下可能造成位移等动力学指标超限。建议对复杂温度地区的无砟道岔轨道板翘曲位移加强监测,同时昼间板中翘曲位移峰值报警阈值设为不超过1.0 mm。

关键词：客运专线 CRTSⅢ型板式无砟轨道道岔层间损伤离缝固有振动特性动力学特性

基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计

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公路交通科技 2024年第4期41卷 22-30页

作者：甘有为李闯民邓覃浩甘新众长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室湖南长沙410114 宜春市公路事业发展中心江西宜春336000

为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌... 详细信息

为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明:PCB的粒径分布集中在197~358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。

关键词：道路工程试验设计与优化响应曲面法 PCB/WCF改性沥青混合料性能预测模型

基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术及其应用

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测绘通报 2024年第6期 164-170页

作者：魏绍军廖孟光邱丙水北京城建勘测设计研究院有限责任公司北京100101 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 青岛铁路建设投资有限公司山东青岛266035

全站机器人监测系统是地铁隧道安全风险监测的重要技术手段之一,但监测点相对有限。本文基于分布式光纤测量数据,提出了一种基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术。首先,将分布式光纤监测系统获取的应变数据映射为更加直观的变形... 详细信息

全站机器人监测系统是地铁隧道安全风险监测的重要技术手段之一,但监测点相对有限。本文基于分布式光纤测量数据,提出了一种基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术。首先,将分布式光纤监测系统获取的应变数据映射为更加直观的变形位移数据;然后,通过确定3个输入参数、2个隐含层、1个输出参数,构建基于BP神经网络的应变-位移转换模型,验证结果表明,预测值和真实值的误差在0.2 mm以内,说明所建模型能较好地拟合数据的变化规律;最后,将其应用于青岛地铁1号线某区间,确定401.66~699.45με作为各测点预警值的安全区间,202.49~899.98με作为控制值的安全区间,计算结果与现场实测结果相吻合,误差满足工程需要。

关键词：分布式光纤测量 BP神经网络位移-应变转换模型安全监测

不同养护环境下SAP对UHPC自愈合性能的影响

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中国公路学报 2024年

作者：邓文琴杨在欣刘朵张建东顾建成南京工业大学土木工程学院苏交科集团股份有限公司

为了探明不同养护环境下高吸水性树脂（SAP）对超高性能混凝土（UHPC）不同宽度裂缝自愈合性能的影响，对添加不同掺量和粒径SAP的UHPC试件进行预加载制造裂缝并测量初始裂缝宽度，后置于水浴、干湿循环及室温干燥三种环境中进行养护。... 详细信息

为了探明不同养护环境下高吸水性树脂（SAP）对超高性能混凝土（UHPC）不同宽度裂缝自愈合性能的影响，对添加不同掺量和粒径SAP的UHPC试件进行预加载制造裂缝并测量初始裂缝宽度，后置于水浴、干湿循环及室温干燥三种环境中进行养护。从裂缝宽度的变化、力学性能的恢复、超声波速度的变化以及微观产物分析四个角度评价UHPC的自愈合效果。试验结果表明：水浴养护对UHPC裂缝愈合效果提升最好，干湿循环养护次之，室温干燥养护最差；UHPC本身具备一定的自愈合功能，在水浴环境下对于裂缝宽度小于50 μm的微裂缝能够基本实现自愈合，添加SAP影响不大；对于裂缝宽度大于50μm的宏观裂缝，添加SAP可以显著提升UHPC的裂缝宽度愈合效果，在水浴养护下裂缝宽度在50 μm～150 μm区间可基本实现裂缝完全闭合，裂缝宽度在150 μm～200 μm区间愈合率可达50%；SAP对UHPC的初始抗压强度影响不大，抗折强度随SAP掺量增加而减小；SAP粒径越小，UHPC裂缝自愈合和力学性能恢复效果越好；UHPC裂缝的愈合产物主要为碳酸钙和C-S-H凝胶，添加SAP能促进胶凝材料的水化，延长自愈合反应的持续时间，增加裂缝处愈合物质含量。

关键词：超高性能混凝土高吸水性树脂裂缝宽度裂缝自愈合养护环境超声波检测

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视觉SLAM方法综述

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 359-367页

作者：王朋郝伟龙倪翠张广渊巩慧山东交通学院信息科学与电气工程学院济南250357 山东省科学院自动化研究所济南250013

实时定位与建图(SLAM)技术搭载特定传感器,使移动机器人在无任何环境先验条件下,在运动过程中自主建立环境模型来计算自身位姿,大幅提高其自主导航能力,以及对不同应用环境的适应性。视觉SLAM方法以相机作为外部传感器,通过采集周围环... 详细信息

实时定位与建图(SLAM)技术搭载特定传感器,使移动机器人在无任何环境先验条件下,在运动过程中自主建立环境模型来计算自身位姿,大幅提高其自主导航能力,以及对不同应用环境的适应性。视觉SLAM方法以相机作为外部传感器,通过采集周围环境信息来创建地图并实时估计机器人自身位姿。为此,介绍了具有代表性的经典视觉SLAM方法及与深度学习相结合的视觉SLAM方法,分析了视觉SLAM方法中采用的不同特征检测方法、后端优化、闭环检测,以及动态环境下视觉SLAM方法的应用,总结了视觉SLAM方法的问题,并探讨了视觉SLAM方法在未来的热点研究方向和发展前景。

关键词：视觉实时定位与建图深度学习特征检测位姿估计闭环检测

基于驾驶人视觉特性的隧道车速与照明协同控制

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：陈光勇周世睿陶楚青万利魏巍山东省交通规划设计院集团有限公司隧道与地下工程设计研究院吉林大学交通学院

由于隧道内的行驶环境空间狭小、照明不足与视线受限，易使驾驶人产生压抑和紧张情绪，导致“逢隧必降速”现象。为了在确保运行安全前提下提高隧道内车辆运行速度，本文分析了隧道环境下驾驶人对灯光强度的视觉适应特性，建立了不同行... 详细信息

由于隧道内的行驶环境空间狭小、照明不足与视线受限，易使驾驶人产生压抑和紧张情绪，导致“逢隧必降速”现象。为了在确保运行安全前提下提高隧道内车辆运行速度，本文分析了隧道环境下驾驶人对灯光强度的视觉适应特性，建立了不同行车速度下隧道最佳照明强度与范围计算模型，通过优化隧道内照明变化控制方案，降低黑白洞效应对驾驶人的干扰；同时结合了隧道内实际的速度、密度等指标以及突发事件的等级，设计隧道实际运行安全速度确定方法，并通过调节隧道灯光照度以适配驾驶人安全行驶需求。采用山东省域隧道实际运行数据，通过模拟验证了该方法能够通过隧道车速与照明协同控制，提升了隧道平均运行速度与安全效率，并已在山东济潍高速部分隧道开展实际应用。

关键词：交通工程驾驶人特性隧道速度控制隧道照明调节

基于SBAS-InSAR技术的膨胀土边坡变形失稳特征

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公路交通科技 2024年第8期41卷 22-30页

作者：赵勇张锐邢学敏凌时光郑冠峰昭通昭阳绕城高速公路投资开发有限公司云南昭通657099 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心湖南长沙410114

针对传统现场监测手段造价高、易损坏且难以复现边坡整体区域形变历史的不足,引入SBAS-InSAR技术获取试验边坡大面积整体时序形变结果,探究膨胀土边坡在降雨入渗条件下的变形失稳规律。选取昭通西环高速公路膨胀土路堑边坡为试验区域;... 详细信息

针对传统现场监测手段造价高、易损坏且难以复现边坡整体区域形变历史的不足,引入SBAS-InSAR技术获取试验边坡大面积整体时序形变结果,探究膨胀土边坡在降雨入渗条件下的变形失稳规律。选取昭通西环高速公路膨胀土路堑边坡为试验区域;对覆盖该区的31景Sentinel-1A SAR影像开展前期差分干涉处理、高相干点选取、相位解缠、时序形变建模和总形变生成;获取了研究区域为期28个月的整体面状形变结果,还原了该膨胀土路堑高边坡从开挖到支护再到滑塌的变形全过程,揭示了其历史失稳变形特征。结果表明:边坡区域最大累计沉降为198 mm,坡顶、坡中和坡脚特征点的时序沉降曲线可分为4个阶段;利用水准测量结果进行了精度验证,得出内符合精度为±2.9 mm,外部精度为±1.5 mm;结合降雨量数据分析得出边坡变形破坏具有浅层性、阶段性、蠕变性、滞后性、季节性等特征,且在单日降雨量不超过15 mm的情况下,特征点沉降呈现沉降速率变缓或小幅度抬升。本研究将SBAS-InSAR技术用于膨胀土公路边坡滑坡形变灾后重建,拓宽了InSAR技术应用领域,也为膨胀土边坡失稳早期识别提供了一种新型遥感监测手段。

关键词：智能交通膨胀土 SBAS-InSAR技术边坡监测变形失稳

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济阳黄河公铁两用特大桥施工关键技术

世界桥梁 2024年第1期52卷 45-50页

作者：姜贺牛伟锋韩胜利李宁鲁南高速铁路有限公司山东济南251400 中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050

济阳黄河公铁两用特大桥主桥为(84+144+228+240+300+120+60)m非对称、多跨、不等高、矮塔钢桁梁斜拉桥,采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系。主梁采用N形双主桁、双层桥面布置,上层通行6车道公路,下层通行双线铁路。主墩桩基利用黄河枯... 详细信息

济阳黄河公铁两用特大桥主桥为(84+144+228+240+300+120+60)m非对称、多跨、不等高、矮塔钢桁梁斜拉桥,采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系。主梁采用N形双主桁、双层桥面布置,上层通行6车道公路,下层通行双线铁路。主墩桩基利用黄河枯水期采用大型旋挖钻机成孔,位于黄河主河槽的主墩承台采用锁口钢管桩围堰成套施工技术,其余主墩采用钢板桩围堰施工。主墩承台大体积混凝土结构采用自动测温及内部循环冷却水控制的智能化温度控制系统,承台混凝土未出现有害裂纹。钢桁梁利用门吊吊装杆件,设置墩旁托架和临时墩,采用双悬臂拼装+单侧悬臂拼装方式架设,结合钢塔两侧跨度不对称及跨黄河险工河段、施工条件受限等特点,通过定点精确配重+移动配重+索力调整,确保了钢桁梁线形满足设计要求、架设过程安全稳定。钢塔利用组合起重设备和定位工装分节组拼,钢横梁利用塔顶吊架整体提升,保证了钢塔安装精度。

关键词：公路铁路两用桥矮塔斜拉桥钢围堰智能化温度控制系统不等跨悬臂架设移动配重塔顶吊架施工技术