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基于Topsis改进因子分析的公路隧道入口段视觉负荷研究

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中国安全科学学报 2024年第1期34卷 77-84页

作者：梁波秦灿牛佳安肖靖航文森重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发... 详细信息

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发表数据验证构建负荷模型的泛化能力;最后,通过敏感度分析探究视觉指标对视觉负荷的影响程度。结果表明:当驾驶者位于距洞口-13~55 m(12:00)、-10~49 m(15:00)时,视觉负荷超过临界值(0.906),驾驶者的行车舒适度和安全性极低;洞口驾驶者的视觉负荷值和接近度远大于洞内和洞外;18:00的视觉负荷和接近度远低于12:00和15:00。视觉指标的敏感度参数从大到小依次为注视时间、瞳孔面积、注视次数、扫视幅度、扫视速度。

关键词： Topsis改进因子分析公路隧道入口段视觉负荷行车安全视觉指标

复杂海况下跨海桥梁钢沉井基础下放过程及影响优化

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西南交通大学学报 2024年

作者：陈明林黄博薛泽辰周建庭重庆交通大学土木工程学院山区桥梁及隧道工程国家重点实验室

跨海桥梁大型预制钢沉井的定位下放施工面临着海洋复杂环境中极端波浪和水流的巨大威胁，深入研究波流作用下钢沉井定位下放过程中的动力特性对钢沉井的定位准确性、下放稳定性及施工安全性具有重要意义。本文基于LS-DYNA有限元程序构... 详细信息

跨海桥梁大型预制钢沉井的定位下放施工面临着海洋复杂环境中极端波浪和水流的巨大威胁，深入研究波流作用下钢沉井定位下放过程中的动力特性对钢沉井的定位准确性、下放稳定性及施工安全性具有重要意义。本文基于LS-DYNA有限元程序构建了波流作用下三维全尺寸钢沉井流固耦合模型，通过与Stokes二阶波浪解析解和已有水槽耦合实验结果进行对比，验证了该三维流固耦合模型的准确性，随后使用已验证模型探究了波浪参数、水流参数、锚缆布置形式以及结构下放位置等参数对钢沉井定位下放过程中所受的波流荷载和动力特性的影响规律。研究结果表明：本研究所提出的锚缆布置形式3可以有效降低钢沉井结构在不同波流作用下的位移和倾角，其最大倾角不超过2°；相较于水流单独作用，波流共同作用对钢沉井造成的最大水平力、水平位移和倾角至少分别增加了约86.34%、25.15%和112.96%；随着钢沉井淹没深度的增加，钢沉井所受最大水平力和水平位移分别增大了约41.90%和50.62%，钢沉井的最大倾角却减小了约31.06%；在钢沉井定位下放的研究中，应充分考虑结构在不同下放深度时所受的波流荷载和位移等的影响，为分析钢沉井下放过程中的稳定性提供可靠的理论基础。

关键词：跨海桥梁流固耦合钢沉井沉井下放动力特性数值模拟

单轴压缩下充填节理石灰岩力学特性与能量演化

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地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 91-98页

作者：任青阳陈斌孟欣肖宋强任小坤重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为清晰了解不同充填节理岩体的力学特性和破坏能量演化规律,进行了完整和含充填节理石灰岩试样的单轴压缩试验,分析了不同倾角或夹角充填节理对岩石强度的影响规律和细观接触力分布情况,总结了压缩过程中各充填节理试样的能量演化规律... 详细信息

为清晰了解不同充填节理岩体的力学特性和破坏能量演化规律,进行了完整和含充填节理石灰岩试样的单轴压缩试验,分析了不同倾角或夹角充填节理对岩石强度的影响规律和细观接触力分布情况,总结了压缩过程中各充填节理试样的能量演化规律。结果表明:随单一节理倾角或交叉节理夹角的增大,试样强度和起裂应力均呈“V”形变化,部分交叉节理试样强度略高于单一节理试样强度;交叉节理试样的应力弱化区范围显著大于单一充填节理试样,交叉节理试样应力集中主要在水平节理的两端;单轴压缩下含充填节理试样的能量演化总体可以划分为4个阶段,各试样的峰值输入总能量和弹性能均随节理倾角或夹角的增大呈“V”形变化。研究成果可为深埋节理围岩稳定性预测及灾害防控提供依据。

关键词：充填节理力学特性能量演化单轴压缩

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多孔轻质混凝土力学性能敏感性试验研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第7期43卷 9-16页

作者：黄锋刘星辰张班张瑞琳重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

选择市售复合发泡剂、P.O 42.5水泥、80目细砂、Ⅰ级粉煤灰及15 mm短丝聚乙烯醇纤维,得到基准配合比m水泥∶m粉煤灰∶m细砂=1∶0.250∶0.375,水胶比W=m水/(m水泥+m粉煤灰)=0.35,粉胶比F=m粉煤灰/(m水泥+m粉煤灰)×100%=20%,砂胶比S=m细... 详细信息

选择市售复合发泡剂、P.O 42.5水泥、80目细砂、Ⅰ级粉煤灰及15 mm短丝聚乙烯醇纤维,得到基准配合比m水泥∶m粉煤灰∶m细砂=1∶0.250∶0.375,水胶比W=m水/(m水泥+m粉煤灰)=0.35,粉胶比F=m粉煤灰/(m水泥+m粉煤灰)×100%=20%,砂胶比S=m细砂/(m水泥+m粉煤灰)=0.3,聚乙烯醇纤维掺入百分比f=m纤维/(m水泥+m粉煤灰+m细砂)×100%=0.1%,泡沫掺入体积比N=V新鲜泡沫∶V水泥砂浆=2.0;采用控制单一变量法,通过调整W=0.40、0.45、0.50、0.55,F=15%、10%、5%、0%,N=1.5、1.0、0.5、0,分别制备了12组多孔轻质混凝土试样进行单轴压缩试验,分析了不同配合比多孔轻质混凝土应力-应变曲线阶段性特征与力学参数变化规律;通过多因素交互效应响应模型分析了W-N、N-F、W-F交互效应下多孔轻质混凝土峰值强度σpeak、弹性模量E的响应敏感性规律。结果表明:单轴压缩加载下,多孔轻质混凝土的残余强度σre约为σpeak的70%,表现出“让压吸能”特征,该特征的显著性随着N的增大而增大;多因素交互效应下,多孔轻质混凝土σpeak与E的响应曲面形态基本相同;多孔轻质混凝土内部中型孔隙占比最大,约18.37%;“蜂窝状”孔隙结构可有效传递并分散外部荷载;伴随“让压吸能”特征,多孔轻质混凝土细观孔隙结构的损伤过程包含分布损伤与局部破坏2个阶段。

关键词：隧道工程多孔轻质混凝土让压吸能细观损伤

根直径及干湿循环对根土复合体抗剪强度影响的试验研究

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 465-476页

作者：程平吴礼舟地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074

探究植被根系对土体的加固效应及干湿循环对根土复合体强度的劣化机制,为边坡生态治理及灾害防治提供帮助。开展了不同根直径及干湿循环的根土复合体三轴试验,利用电子显微镜对根土复合体的微观结构进行分析。研究结果表明:新鲜根、饱... 详细信息

探究植被根系对土体的加固效应及干湿循环对根土复合体强度的劣化机制,为边坡生态治理及灾害防治提供帮助。开展了不同根直径及干湿循环的根土复合体三轴试验,利用电子显微镜对根土复合体的微观结构进行分析。研究结果表明:新鲜根、饱和根和干燥根的抗拉强度随直径的增大呈幂律减小。干燥根的抗拉强度最大,其次是新鲜根和饱和根。根土复合体的应力—应变曲线表现为持续硬化。随着应变的增大,偏应力先迅速增大后缓慢增加,最终保持稳定。随着根直径的增大,根土复合体的抗剪强度先增大后减小。根直径过小或过大,根对土壤的加固效果减弱。根系显著改变土壤黏聚力,对内摩擦角影响较小。抗剪强度随围压的增加而增大,随干湿循环的增加而减小。随着干湿循环次数的增加,抗剪强度和黏聚力呈线性下降,土颗粒团聚体分解,土体裂缝和孔隙面积呈指数增长。根土复合体的破坏形式为剪胀破坏。考虑干湿循环,修正的根土复合体强度预测模型是有效的,预测结果与试验数据吻合较好。

关键词：根土复合体根直径干湿循环三轴试验抗剪强度

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基于泰勒展开的混凝土超声测试温度效应研究

传感器与微系统 2024年第8期43卷 44-48页

作者：郑罡彭宇陈鹏薛文琪重庆交通大学土木工程学院省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074

为研究环境温度对混凝土超声尾波信号的影响,在室内自然环境条件下,采集环境温度变化下的混凝土工字梁超声尾波信号。利用泰勒展开,分温度区段进行分析处理超声尾波信号,逐步提取信号中各阶温度效应成分并逐一去除,建立各阶信号投影系... 详细信息

为研究环境温度对混凝土超声尾波信号的影响,在室内自然环境条件下,采集环境温度变化下的混凝土工字梁超声尾波信号。利用泰勒展开,分温度区段进行分析处理超声尾波信号,逐步提取信号中各阶温度效应成分并逐一去除,建立各阶信号投影系数与温度效应的拟合关系。结果表明:一阶信号投影系数与温度效应拟合直线的拟合优度高于0.98;去除前二阶温度效应成分后,平均去相关系数可降低97%以上。

关键词：温度效应混凝土泰勒展开超声尾波投影系数

钢-UHPC结合段PBL连接件和钢梁端面承压联合作用研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 1-8,16页

作者：杨俊李克阳周建庭冷景晨邹杨重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

钢-混结合段作为钢梁和混凝土连接为整体的核心部件,传力构件的受力性能对钢-混凝土结合段至关重要。为提高结合段的力学性能,进行了仅有钢梁端面承压、PBL连接件和两者联合作用3组推出试验。结果表明:3组试件最终破坏裂缝分布均为钢梁... 详细信息

钢-混结合段作为钢梁和混凝土连接为整体的核心部件,传力构件的受力性能对钢-混凝土结合段至关重要。为提高结合段的力学性能,进行了仅有钢梁端面承压、PBL连接件和两者联合作用3组推出试验。结果表明:3组试件最终破坏裂缝分布均为钢梁端面侧“八”字形分布;钢梁端面组(D组)试件破坏模式主要为UHPC的开裂破坏而失效,PBL连接件组(P组)和联合作用组(PD组)试件主要是贯穿钢筋的剪切破坏而失效;3组试件的荷载-滑移曲线均包含弹性、裂缝开展和屈服3个阶段,由于贯穿钢筋和UHPC榫具有抑制裂缝开展和提高试件延性的作用,P组和PD组试件裂缝开展阶段较D组更短,屈服阶段更长,延性更好。对荷载-滑移曲线进行拟合,提出了钢梁端面承压和PBL连接件承载力随滑移量变化的计算公式。引入滞后滑移差Δs_(j),当Δs_(j)=0~0.67 mm时,联合作用计算结果偏于安全。计算得到钢梁端面承压传力比例约为43%,PBL连接件传力比例约为57%,两者传力效果基本相当。利用UHPC作为外包混凝土时,建议采用承载能力更高的贯穿钢筋,以充分发挥UHPC的高强性能,从而提高结合段的承载能力。

关键词：桥梁工程钢-混组合结构 UHPC 结合段 PBL连接件传力比例

基于混凝土表面SO_(4)^(2-)浓度时变的扩散模型预测研究

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混凝土 2024年第1期 78-83页

作者：任青阳任小坤靳红华重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为探究混凝土在硫酸盐侵蚀下的腐蚀破坏情况,通过考虑混凝土表面SO_(4)^(2-)浓度时变规律,改进现有的扩散-反应方程组,结合水泥水化、腐蚀产物填充和损伤度函数建立了硫酸盐侵蚀下混凝土扩散模型。采用Comsol Multiphysics软件模拟在不... 详细信息

为探究混凝土在硫酸盐侵蚀下的腐蚀破坏情况,通过考虑混凝土表面SO_(4)^(2-)浓度时变规律,改进现有的扩散-反应方程组,结合水泥水化、腐蚀产物填充和损伤度函数建立了硫酸盐侵蚀下混凝土扩散模型。采用Comsol Multiphysics软件模拟在不同硫酸盐浓度侵蚀下,不同侵蚀龄期内混凝土各截面SO_(4)^(2-)浓度,并将模型计算值与实测值进行对比。结果表明:在硫酸盐浓度为5%和10%的侵蚀条件下,考虑混凝土表面SO_(4)^(2-)浓度时变过程的模型计算值和实测值的最大误差分别为17.46%及19.69%,验证了模型的合理性与适用性。最后通过建立的SO_(4)^(2-)侵蚀混凝土最大深度预测模型,发现硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度在侵蚀前期快速增加,随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,以期为混凝土的耐久性评估提供参考。

关键词：混凝土硫酸盐侵蚀表面离子浓度时变深度预测

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基于可靠度与易损性的地震动输入修正方法

震灾防御技术 2024年第2期19卷 378-386页

作者：刘浪苗思雨夏永庆刘霍义闫薄全重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

在基于性能的地震工程理念与经典可靠度理论框架下,分析了地震易损性与结构可靠度的共同特性,阐释了将两者相结合的理论基础与概率方法;以一座三跨连续梁桥为例,基于OpenSees平台建立桥梁有限元模型,通过非线性动力时程分析对结构进行... 详细信息

在基于性能的地震工程理念与经典可靠度理论框架下,分析了地震易损性与结构可靠度的共同特性,阐释了将两者相结合的理论基础与概率方法;以一座三跨连续梁桥为例,基于OpenSees平台建立桥梁有限元模型,通过非线性动力时程分析对结构进行概率地震需求及易损性分析,基于易损性曲线考虑3种抗震目标对桥墩进行抗震设计,并对设计墩柱进行恒载与车辆活载作用下的可靠度分析;考虑不同地震重现期,根据泊松随机过程计算各类地震作用下的目标可靠度,基于概率方法对结构的初始可靠度进行修正,进一步结合地震易损性,确定不同抗震目标下的地震动水平,提出基于可靠度与易损性的地震动输入参数确定方法。结果表明,1000年、475年和50年地震重现期下,修正PGA均值分别为0.25 g、0.24 g和0.22 g,高于仅考虑易损性时的0.21 g。本方法将地震易损性与可靠度相结合,为结构不同层次的抗震设计提供了思路与方法。

关键词：性能设计地震易损性结构可靠度地震动参数