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土拱效应计算理论比较与讨论

路基工程 2022年第4期 1-6页

作者：胡惠华何开陈鑫李立刚邬远明湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410200 中南公路建设及养护技术湖南省重点实验室长沙410200 云南省交通规划设计研究院有限公司昆明650299

系统地阐述了土拱效应的起源、验证与发展,并详细介绍了土拱效应在桩承式路堤、挡土墙、被动桩等领域中的应用。将各领域中的土拱方法分为微分单元法与合理拱轴线法,指出各方法中理论上的区别及计算结果差异。微分单元法起源于粮仓效应... 详细信息

系统地阐述了土拱效应的起源、验证与发展,并详细介绍了土拱效应在桩承式路堤、挡土墙、被动桩等领域中的应用。将各领域中的土拱方法分为微分单元法与合理拱轴线法,指出各方法中理论上的区别及计算结果差异。微分单元法起源于粮仓效应中的Janssen连续介质模型,最先由Terzaghi提出,后续学者对微分单元法的改进也借鉴了改进的Janssen模型思想;合理拱轴线法即“结构拱”法,起源于普氏拱理论,与土拱效应应力转移本质有些出入。最后,讨论了微分单元法中的侧土压力系数与应力偏转迹线等相关问题,提出了侧向土压力系数新的表达形式,改进了以往水平方向静力不平衡问题,将微分单元法引入抗滑桩,为抗滑桩土拱效应的研究提供了新的思路。

关键词：土拱效应粮仓效应颗粒物质连续介质模型侧向土压力系数

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高温多年冻土区公路通风管路基传热特征分析

中国公路学报 2015年第12期28卷 69-77页

作者：朱东鹏袁堃陈建兵谷志文刘戈中交第一公路勘察设计研究院有限公司多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室陕西西安710065

为了给高温多年冻土地区通风管路基建设提供参考,根据青海省共和至玉树高等级公路现场监测数据,研究了通风管路基的传热特征,揭示不同季节通风管管内温度变化过程,分析了冻土上限附近热流密度状况。研究结果表明:冷季时通风管路基底部... 详细信息

为了给高温多年冻土地区通风管路基建设提供参考,根据青海省共和至玉树高等级公路现场监测数据,研究了通风管路基的传热特征,揭示不同季节通风管管内温度变化过程,分析了冻土上限附近热流密度状况。研究结果表明:冷季时通风管路基底部地温低至-6℃,通风管将外界冷空气的冷量直接引导至路基底部,对下伏冻土层产生了主动冷却效果;在2年的观测期内,路基下伏多年冻土层地温未出现明显变化,冻土上限保持稳定;与同期天然孔地温相比,路基底层下5m附近的土层出现了约0.3℃的升温,但该升温过程在通风管路基建设完成后初期已完成,随后趋于稳定,冻土热状况较为稳定;暖季时通风管的吸热强度是冷季放热强度的2.4倍,1年的吸热量约为7.76 MJ·m-2,通风管路基整体处于缓慢吸热状态。

关键词：道路工程传热特征试验路监测通风管路基高温多年冻土

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温拌环氧沥青混合料动态力学特性研究

公路 2022年第8期67卷 371-376页

作者：曲立杰李永琴高学凯山西工程科技职业大学晋中市030619 山西省交通科技研发有限公司太原市030032 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原市030032

为探究温拌环氧沥青混合料动态力学特性,对温拌环氧沥青混合料(EA-13)及2种常用改性沥青混合料(AC-13、SMA-13)进行动态模量试验,并采用CAM模型拟合得到了宽频范围内混合料动态模量与相位角主曲线,最后通过车辙试验、弯曲破坏试验、浸... 详细信息

为探究温拌环氧沥青混合料动态力学特性,对温拌环氧沥青混合料(EA-13)及2种常用改性沥青混合料(AC-13、SMA-13)进行动态模量试验,并采用CAM模型拟合得到了宽频范围内混合料动态模量与相位角主曲线,最后通过车辙试验、弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验对混合料动态力学特性进行了验证分析,结果表明:温拌环氧沥青混合料动态模量与相位角具有温度、频率依赖性,动态模量随着频率升高而增大,相位角随频率升高先增加后降低;在相同频率下,温拌环氧沥青混合料动态模量要明显高于SMA-13与AC-13混合料,表现出极其优异的抗变形能力,这主要得益于温拌环氧沥青固化后形成的互穿三维网状结构。CAM模型可以良好地拟合温拌环氧沥青混合料动态模量与相位角随频率的发展规律,可以为不同行车速度下沥青路面力学响应提供计算参数。温拌环氧沥青混合料具有优异的高温抗车辙及抗水损坏能力,良好的低温抗裂性能,且其施工工艺生态环保,建议在“碳达峰和碳中和”要求的新形势下推广使用。

关键词：温拌环氧沥青动态模量相位角主曲线路用性能

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赤泥改性黄土的基本工程性质研究

岩土力学 2018年第S1期39卷 89-97页

作者：陈瑞锋田高源米栋云董晓强山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术山西省重点实验室山西太原030006 太原理工大学建筑与土木工程学院山西太原030024

为探究赤泥改性黄土的基本工程特性,进行无侧限抗压试验、直剪试验及渗透试验,得出赤泥改性黄土的最佳配比,建立了抗剪强度、无侧限抗压强度与电阻率的经验公式。通过动三轴试验,分析了循环动荷载下改性黄土的累积塑性变形、动弹性模量... 详细信息

为探究赤泥改性黄土的基本工程特性,进行无侧限抗压试验、直剪试验及渗透试验,得出赤泥改性黄土的最佳配比,建立了抗剪强度、无侧限抗压强度与电阻率的经验公式。通过动三轴试验,分析了循环动荷载下改性黄土的累积塑性变形、动弹性模量及浸出毒性。结果表明,随赤泥含量增加,改性黄土无侧限抗压强度和黏聚力都先增大后减小,当赤泥含量为15%时其28 d无侧限抗压强度达到3.5 MPa,较不掺入赤泥时提高约34.7%;改性黄土的渗透系数随赤泥含量增加先快速降低,至赤泥含量5%后趋于稳定;改性黄土的抗剪强度、无侧限抗压强度与电阻率呈良好的线性关系;改性黄土在循环动荷载下的临界动应力达600 k Pa,最大动弹性模量比未改性黄土高出6倍,且其浸出液不具有浸出毒性。

关键词：赤泥改性黄土无侧限抗压强度抗剪强度电阻率动弹性模量

流变岩体中支护圆形隧道施工过程的时效理论解

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同济大学学报（自然科学版） 2016年第12期44卷 1835-1844页

作者：王华宁宋飞蒋明镜同济大学航空航天与力学学院上海200092 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术山西省重点实验室山西太原030006 同济大学土木工程学院上海200092

针对水平和竖向地应力不相等的一般地应力条件下圆形隧道的断面开挖、纵向推进及衬砌施工问题,用任意黏弹性模型模拟不同岩石流变特性,用与时间相关的开挖函数模拟隧道断面开挖过程,用虚拟支护力等效纵向开挖效应,并在隧道开挖完成后的... 详细信息

针对水平和竖向地应力不相等的一般地应力条件下圆形隧道的断面开挖、纵向推进及衬砌施工问题,用任意黏弹性模型模拟不同岩石流变特性,用与时间相关的开挖函数模拟隧道断面开挖过程,用虚拟支护力等效纵向开挖效应,并在隧道开挖完成后的任意时刻施加弹性支护.采用复变函数方法和拉普拉斯变换技术给出用复位势表达的边界条件和围岩、衬砌接触位置协调条件,建立关于复位势中待定项系数的方程.通过求解方程确定待定项系数,从而得到开挖与支护整个施工过程任意时刻围岩位移和应力理论解答,并与相同条件下有限元解进行了对比.根据解答分析了围岩位移和应力的分布规律以及衬砌施加时刻对围岩位移和应力的影响.根据现有解析程序,可以形成快速预测隧道施工力学状态的计算机系统,方便、快捷地进行相似工程条件下的初步设计.

关键词：隧道支护黏弹性施工过程理论解

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沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

中国岩溶 2021年第2期40卷 253-263页

作者：骆伟吴华英胡惠华马德青张鹏李振兴湖南省交通规划勘察设计院有限公司/中南公路建设及养护技术湖南省重点实验室湖南长沙410200 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文... 详细信息

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1∶1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。

关键词：岩溶隧道选线水动力分带高水压向斜储水构造

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水泥混凝土板水分迁移模型的近似解析解

同济大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 1528-1535页

作者：张翛赵鸿铎赵队家山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

为了研究早龄期混凝土板的水分迁移规律,建立了早龄期混凝土路面板在外部干燥条件下的1维水分迁移模型,推导了基于Adomian分解法的求解任意边界条件下的非线性水分迁移模型的初边值问题的近似解析解,并与早龄期混凝土板的干燥过程试验... 详细信息

为了研究早龄期混凝土板的水分迁移规律,建立了早龄期混凝土路面板在外部干燥条件下的1维水分迁移模型,推导了基于Adomian分解法的求解任意边界条件下的非线性水分迁移模型的初边值问题的近似解析解,并与早龄期混凝土板的干燥过程试验数据和Crank-Nicolson有限差分法数值解的结果进行了比较.结果表明,Adomian分解法的收敛速度非常快,是一种有效的求解任意边界、初始和扩散系数下的混凝土板干燥过程的偏微分方程的方法.

关键词：道路工程水泥混凝土路面水分迁移机理 Adomian分解法

基于离散元法的集料针片状含量对行车振动噪声的影响

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同济大学学报（自然科学版） 2018年第9期46卷 1225-1233页

作者：刘力源陈长张翛山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

为了给低噪沥青路面的设计与施工提供参考,研究了沥青路面的集料针片状颗粒含量对行车振动噪声的影响.通过理论分析、现场噪声测试和离散元模拟计算,论证了行车振动噪声与轮地接触压力的关系,提出利用轮地接触压力的波动性评价行车振动... 详细信息

为了给低噪沥青路面的设计与施工提供参考,研究了沥青路面的集料针片状颗粒含量对行车振动噪声的影响.通过理论分析、现场噪声测试和离散元模拟计算,论证了行车振动噪声与轮地接触压力的关系,提出利用轮地接触压力的波动性评价行车振动噪声的方法.采用离散元颗粒流软件PFC3D构建了4种不同针片状颗粒含量的沥青路面模型以及车轮模型,分别模拟车轮在不同车速下在这4种路面上的运动过程,并计算轮地接触压力,分析其波动性,进而评价行车振动噪声.研究结果表明,当针片状颗粒含量为0、10%和15%时,针片状颗粒含量与行车振动噪声之间没有明显的相关性;当针片状颗粒含量为20%时,其行车振动噪声要明显高于低针片状颗粒含量的路面.因此针片状颗粒含量过大,不仅会影响集料的施工和易性、降低混凝土强度等,还会导致较高的行车振动噪声.

关键词：沥青路面离散元针片状颗粒含量行车振动噪声

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日本路面设计方法及路面设计

中外公路 2016年第6期36卷 45-50页

作者：刘建伟申俊敏张翛虞文景山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 黄土地区公路建设与养护技术山西省重点实验室

从合理设计与施工的观点,对路面管理技术人员应该掌握的路面设计内容,从基础知识到实践应用,采用问答的方式,作了全面介绍,基本知识包括:面层设计、结构设计、寿命周期、寿命周期成本、考虑可靠度设计、沥青路面设计方法、水泥混凝土路... 详细信息

从合理设计与施工的观点,对路面管理技术人员应该掌握的路面设计内容,从基础知识到实践应用,采用问答的方式,作了全面介绍,基本知识包括:面层设计、结构设计、寿命周期、寿命周期成本、考虑可靠度设计、沥青路面设计方法、水泥混凝土路面设计方法。为理解路面的设计与施工,对现有技术的改进和发展提供依据。

关键词：寿命周期可靠度设计沥青路面设计方法水泥混凝土路面设计方法