市政养护施工围栏对安全驾驶的实验研究

目的:近几年随着社会经济的发展,市政养护作业增加,而市政养护部门缺少相关的规范和标准,这造成了养护工作无法有效地正常进行。本研究试图从道路使用者对福州市市政维护的满意程度以及整体状况展开实验调查,为中国的道路养护维修提供有效的客观数据。方法:本研究招募私家车,出租车和公交车司机对市政养护的实际驾驶情景中遇到围栏做出减速、变道的反应时,对围栏的总体满意度以及围栏是否影响驾驶行为等方面进行研究,采用E-prime软件采集数据,结果:发现私家车在遇到施工围栏的减速和变道反应快于出租车和公交车;所有车型司机对于施工作业围栏的满意度只有57%;公交车司机的危险性失误行为低于另外两个车型司机。结论:市政养护施工作业对不同道路使用者的安全驾驶行为产生一定影响。     

基于非饱和大孔隙流双重介质模型的浸水边坡水力响应数值模拟

受地形限制,大量公路、铁路等常出现沿库与沿河线,水位变化是引起库岸滑坡的重要因素。目前边坡渗流研究多集中在非饱和均匀流,对大孔隙边坡非平衡流方面研究仍显滞后。为此,以福建省某一典型库区边坡为例,对比了水位上升时考虑非饱和渗流和非饱和大孔隙流时边坡水分场和稳定系数随时间的变化规律,并分析了水位上升速率（v）、大孔隙域水力传导系数（Ksf）、两域交界处水力传导系数（Ksa）、土粒中心至大孔隙边界距离（a）、大孔隙体积占比（wf）等对大孔隙边坡稳定系数的影响规律及权重。研究结果表明：水位上升中,非饱和渗流下边坡内部基质域含水率明显小于非饱和大孔隙渗流下边坡内部基质域含水率。非饱和渗流条件下边坡浅层向内的水力坡度明显大于非饱和大孔隙流边坡且大孔隙边坡中相同位置基质域含水率远大于大孔隙域（最大达18.9倍）。两种渗流工况下,边坡稳定系数随水位上升均呈现先减小后增大的趋势,并于同一水位（在最高蓄水位高程的一半附近）同时达到最小值。相同渗流工况下,且考虑非饱和大孔隙渗流边坡比考虑非饱和渗流边坡稳定系数更小。增加v、Ksf、a、wf或减少Ksa,坡内两域间水分交换减弱,水分将快速运移至坡体深处,引起地下水位上升,促使边坡稳定性最大降幅达17.7％。v、Ksf和wf对边坡稳定影响占权重较大且相当,Ksa和a所占权重较小且约为前者一半。     

混杂纤维/束高强混凝土的抗冻性

为提高混凝土的抗冻性及促进工业废料的应用,利用快冻法对混凝土试件进行冻融试验,测试冻融前后试件的相对动弹性模量（E_r）和抗压强度,研究单掺玄武岩纤维束（BMF）、双掺短切玄武岩纤维（CBF）和BMF以及在双掺的较优配比基础上继续掺加硫酸钙晶须（CSW）对高强混凝土抗冻性能的影响.结果表明：素高强混凝土（PC）在经历150次冻融循环后的E_r值为52.4%,视为冻融破坏;单掺、双掺和三掺均提高了高强混凝土的抗冻性,三掺的效果最好;当BMF体积分数为0.30%、CBF掺量为0.15%、CSW掺量为水泥质量的3%时,高强混凝土试件（CSW3CBF0.15BMF0.3）的抗冻性最佳,经历300次冻融循环后的E_r值为86.6%,仍未冻融破坏;试件CSW3CBF0.15BMF0.3在经历150次冻融循环后的抗压强度损失率仅为2.5%,远低于PC（30.9%）;CSW、CBF和BMF发挥混掺效应,多尺度阻止了高强混凝土的冻胀开裂.     

圆钢管约束超高性能混凝土短柱轴压受力性能研究

为研究钢管约束超高性能混凝土（UHPC）短柱的套箍效应和轴压承载力,进行了12根钢管约束超高性能混凝土短柱的轴压试验,分析其破坏模式、变形及受力全过程。试验结果表明：钢管约束超高性能混凝土轴压短柱破坏模式与套箍系数相关,随着套箍系数的增大,轴压短柱分别出现剪切破坏、混合破坏和腰鼓破坏;套箍系数较小（0.43~0.52）的短柱,其破坏全过程中弹塑性段较短,表现出较明显的脆性破坏,当套箍系数较大（1.21~1.80）时,短柱破坏时的塑性明显增强。基于试验验证的有限元模型,参数分析表明,钢管套箍效应产生的承载力提高系数介于1.2~1.4之间;在0.43≤ξ≤1.08范围内,承载力提高系数随套箍系数增大而增大,建议径厚比的取值范围为12.0~23.0。通过对现有钢管约束混凝土承载力计算方法分析,提出了钢管约束超高性能混凝土轴压短柱承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好。     

不同应力路径下旋转硬化方程的统一表示及验证

在收集到的大量试验数据的基础上,结合旋转硬化表达式,提出一个适用于不同应力路径下的旋转硬化表达式,该公式中共有两个参数,通过理论分析得到这两个参数的确定方法。将该公式导入修正剑桥模型来模拟土体在不同加载路径下的应力应变行为,将模拟结果与试验结果进行对比,结果显示,采用该旋转硬化表达式的各向异性本构模型得到的结果与试验结果均吻合较好,从而验证了该旋转硬化表达式的合理性。     

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥吊杆断裂动力分析

以一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,通过接触碰撞的方式进行吊杆断裂的模拟,分析吊杆断裂前后拱桥各结构构件受力状态的变化,判断结构可能发生的破坏形态。分析结果表明,吊杆断裂过程中吊杆、钢管混凝土拱肋和桥道系均会受到断索冲击的作用;与断裂吊杆相邻的吊杆受到断索冲击的作用最大,其轴力变化量为初始轴力的3倍以上,需要考虑由于吊杆断裂过程中产生的大于静力响应的动力作用;吊杆断裂对主梁产生的影响远大于拱肋,拱肋内力变化较小;由于横梁两侧与纵梁连接处焊缝强度不足发生破坏可能导致桥道系局部坍塌。     

水泥土疲劳损伤特性的超声波速试验研究

对在单轴动荷载作用下水泥土超声波波速的变化规律进行试验研究,试验过程中发现穿透水泥土试件自由面的波速随着荷载作用次数的增加发生了明显的衰减。基于超声波速定义的水泥土损伤变量,并建立了水泥土疲劳累积损伤的演化方程。该方程表明水泥土的疲劳损伤在动荷载作用下发生了明显的3阶段变化,即波速的初始迅速衰减、稳定衰减与临近破坏的急速衰减3个阶段。最后提出在实际工程中运用超声波无损检测法是评价水泥土疲劳损伤与结构耐久性的一般方法。     

钢腹杆PC组合梁桥抗弯性能

为研究钢腹杆PC组合梁桥的抗弯性能,开展了钢腹杆PC组合梁模型试验,研究了钢腹杆PC组合梁混凝土顶底板应变与主梁变形等随荷载的变化规律,揭示了组合梁弯曲应变沿截面高度的分布规律,得到了组合梁的破坏模式;进行了钢腹杆PC组合梁有限元参数分析,探讨了主梁高跨比和偏载效应对钢腹杆组合梁抗弯性能的影响;提出了钢腹杆PC组合梁截面开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩计算方法。研究结果表明：钢腹杆PC组合梁桥的破坏过程包括弹性阶段、开裂弹性阶段、弹塑性阶段和失效阶段。在弹性阶段和开裂弹性阶段,钢腹杆PC组合梁截面顶底板变形满足“平截面假定”。钢腹杆PC组合梁跨中截面的变形与应力随高跨比的增大而减小。对于自重较小的钢腹杆组合梁桥,偏载对组合梁变形与应力的影响较大,且变形与应力增大系数随高跨比的增大而增大。与有限元和试验结果相比,本文提出的钢腹杆PC组合梁开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩的计算方法具有较高的精度。     

软土地层浅埋盾构施工的精细化数值模拟

为研究盾构隧道浅埋施工过程中多种因素对地层的扰动影响,基于有限差分平台建立模拟盾构动态开挖的精细化数值模型,考虑刀盘摩擦力、开挖面支护力、盾尾注浆压力和盾壳摩擦力对周围土层的综合作用,并将盾尾注浆时压力消散和浆液凝固的对应关系分阶段、分区域赋值,实现了对施工过程的精细模拟。利用厦门地铁1.0D埋深盾构隧道工程现场监测结果对数值模型进行验证,计算并总结了浅埋开挖引起软土地层的扰动变形规律,进而研究了各施工因素对扰动效果的影响。结果表明：软土地层盾构施工过程中,以刀盘顶推作用为主的机械开挖使前方土体径向扩张,开挖空间上方土体隆起,两侧土体外移;盾尾注浆阶段,在开挖空间两侧各1.0D范围内形成沉降槽,且随注浆压力消散逐步加深,隧道侧面土体水平位移在注浆层凝固期间,出现近场回弹和远场扩张现象;刀盘驶过目标断面3.0D后地层变形趋于稳定。刀盘摩擦力和盾壳摩擦力的增大会进一步加剧地层扰动变形,而开挖面支护力及盾尾注浆压力增大时,地表沉降有所减缓,侧面水平位移显著增加。因此,施工参数的选取应考虑对隧道周边地层扰动程度的均衡。     

在建筑给水排水工程课程教学建设中提高学生创新能力的探索

文章围绕近三年来给排水科学与工程专业核心课程建筑给水排水工程建设项目,着重从创新实践团队组建、人员组织、项目组织、场地设置、日常活动与竞赛活动的开展、取得的成果和体会等方面论述如何从第二课堂活动入手提高学生创新能力,进而提高专业核心课程建筑给水排水工程的整体教学质量。