土工隔栅与土界面作用特性的试验研究

通过室内模型试验和现场测试的方法对路基工程中土工格栅与填土界面之间的相互作用特性进行了研究,分析了上覆荷载、层间厚度、压实度、埋设层数、埋设位置等因素对于格栅与土界面作用特性的影响规律.试验结果表明,随着上覆荷载的增大,界面拉应力基本呈线性增长,量值大约为竖向荷载的1/1000;在路堤中心线处的拉应力最大,往两侧逐渐减小;随层厚及压实度的增加,界面摩阻力逐渐增大,格栅界面作用逐渐增强.为保证土工格栅抗变形能力的充分发挥,实际工程中格栅的埋设应遵循"上疏下密"的原则.现场试验也表明,土工格栅有调整荷载分布的作用,对于减小路堤的不均匀沉降有明显的效果,从而对提高路基的稳定性能有较大作用.     

智慧公路关键技术发展综述

赋予公路工程以智慧,建立智慧公路等新一代“互联网+”设计、建造、管理、监测和运营五位一体系统,是当下土木工程、控制工程、机械工程、交通运输工程和计算机等交叉学科的研究热点问题。围绕智慧公路,针对交通“设、建、管、监、运”环节的关键技术,面向智慧公路全寿命周期,从多功能路面材料、智慧建造与智能监测、无人驾驶、车路协同、物联网技术等5个方面入手,系统阐述国内外相关的研究成果、关键共性技术及未来发展趋势。     

考虑尺寸效应的桩侧摩阻力修正计算方法

为研究砂颗粒尺寸效应对桩侧摩阻力的影响, 开展理论分析和室内模型试验研究桩侧摩阻力随桩径、桩表面粗糙度和砂土中值粒径的变化规律, 建立考虑尺寸效应的桩侧摩阻力修正计算方法。考虑尺寸效应后, 通过拟合试验数据得到桩-土界面极限摩擦角与相对粗糙度的关系。为反映尺寸效应对桩侧法向应力增量的影响, 将桩-土界面剪切带视作弹性空心圆柱, 基于小孔扩张理论建立桩侧法向应力增量的改进计算方法, 并通过与模型试验结果对比验证该方法的可靠性。研究表明, 在一定范围内桩侧摩阻力主要受桩-土界面相对粗糙度和桩基与砂土中值粒径的比值两个参数影响, 其中界面相对粗糙度和桩基与砂土中值粒径比值分别通过影响桩-土界面极限摩擦角和法向应力增量进而影响桩侧摩阻力。研究结果可为微型桩等小直径桩基承载力设计提供相应的理论依据。     

多自由度结构受迫振动中的能量共振

从结构的能量平衡方程出发，对多自由度结构受迫振动中的能量响应特性和能量共振进行了分析。以一柱状结构为例，当简谐激励荷载的频率与结构系统自振频率很接近时，结构的能量响应会出现非常大的突变，即能量共振；针对不同方向的激励荷载，由于结构的振型特征，其能量共振频率对应不同阶的自振频率。     

粉喷桩复合地基附加应力场的分析

粉喷桩复合地基在高速公路地基加固中得到广泛应用 ,但其受力机理研究还不完善 .采用有限元法对粉喷桩复合地基进行了研究分析 ,得到了桩长、置换率、桩土模量比等因素与附加应力场的变化规律 ,对粉喷桩受力机理的认识及设计有指导意义 .     

黄泛平原区排水路基应用效果分析

结合现场病害调查、粉土透水性试验,并用Geo-studio进行模拟,对黄泛平原区排水路基做了细致的分析.结果证明排水基层和排水垫层可有效控制路基的含水量,是保证路基强度的可靠选择,故应根据黄泛平原区降雨强度和地下水位的不同情况,适当设置排水路基,以减少路基及路面病害的发生,适应交通压力的需求.     

粉质粘土路基冲击压实动力响应数值模拟研究

依托实际工程,应用有限差分软件FLAC 3D分层建立高速公路粉质粘土路段路基模型;通过在路基模型顶面施加1次动力荷载和施加不同次数动力荷载,对路基模型的动力响应进行数值模拟分析,研究了冲击作用下动应力、竖向位移沿深度和径向距离的变化规律。结果表明:冲击轮冲击路基表面破坏土体结构,从而使路基土体密实,冲击碾压加固路基效果显著;土体中加固区近似为椭球体,其剖面为椭圆形;土体中动应力、竖向位移沿径向的衰减速度大于竖向的衰减速度,径向的影响宽度小于竖向影响深度;当冲击压路机保持正常的工作速度12 km·h^-1,路基填筑高度为1 m时,冲击碾压次数宜在20次左右。     

基于应变软化与剪胀性特征的粉砂土双硬化弹塑性本构模型

针对上海粉细砂不存在惟一临界状态线的特点,对传统的砂土本构模型进行了改进,提出了一个能合理描述剪胀性和应变软化特性的粉细砂弹塑性本构模型. 该模型采用双屈服面形式,可同时反映剪切变形及压缩变形机理. 模型对传统修正剑桥模型中的剪胀性公式进行了改进,考虑了状态转换应力比与初始有效围压的相关性. 为了描述应变软化特性,提出了一个利用残余状态应力比和峰值应力比的应变软化公式,可较为合理地反映粉细砂的应变软化特性. 通过对上海粉细砂的多组试验结果模拟,验证了本文模型的合理性和有效性.     

基于坐标转换的多路侧激光雷达数据配准方法

为准确、高效地获取多个激光雷达配准结果,提出一种基于坐标转换的多激光雷达配准算法。将全球定位系统(global positioning system, GPS)数据转换到地心空间直角坐标系下表示,求解基于空间直角坐标系的激光雷达数据与地心空间直角坐标系数据间的映射关系,根据总体最小二乘法原理进行转换矩关系的优化,基于转换关系,将多个激光雷达数据配准到大地坐标系下,实现多个激光雷达数据在大地坐标下的融合。试验对比4种不同型号、不同线束的激光雷达数据转换效果,结果表明各型号激光雷达经配准后均可以GPS数据形式呈现,通过转换数据与测量数据相比,精度可达到5 cm。本算法可较准确快速地获取多激光雷达配准结果,将多个激光雷达数据统一配准到大地坐标系下,配准后的数据在定位、安全评估等领域具有较高的使用价值。     

长期交通荷载作用下粉砂土累积变形本构模型构建及数值积分格式

因目前在模拟长期交通荷载作用下粉砂土路基不均匀变形时尚缺乏一套严谨、高效的计算模型,在室内静力及动三轴试验的基础上,通过引入安定性理论,基于弹塑性本构理论框架,提出了一个能合理反映粉砂土复杂变形机理的双屈服面等效黏塑性本构模型。对粉砂土动三轴试验结果的模拟表明,该模型采用完全隐式的积分方法,可任意选取积分步长,计算效率高,模拟效果良好。最后,将该模型在有限元程序中进行了实现,可应用于路基不均匀累积变形的计算。