浅埋隧道暗开挖对穿越高速公路安全影响数值计算研究

以徐州城市轨道交通某浅埋暗挖隧道下穿高速公路工程为例,为降低矿山法施工对高速路基路面沉降的影响,采用FLAC3D数值模拟软件对入段线、出段线隧道施工全过程进行了模拟.结果表明:入段线、出段线隧道开挖引起的高速沉降最大值为7.48 mm,位于入段线路中,隧道开挖沿高速纵向形成沉降槽,沉降槽范围为隧道中心线两侧各约25 m范围内,高速路受影响较大的区域为线路中线两侧各15 m范围,上覆路基没有产生超限沉降.针对数值计算结果制定了控制下穿段沉降专项措施,施工监测表明开挖方案降低了对高速路基路面的影响.     

路桥过渡段路面结构开裂与差异沉降分布研究

为研究桥台后路面结构对过渡段差异沉降的耐受能力, 采用ABAQUS 大型有限元软件建立 了路桥过渡段路基路面力学行为计算的三维有限元模型.采用交通荷载的静力等效方法简化计算 过程并计入交通荷载对过渡路段沉降的影响.为了准确地模拟填土非线性特性与路面材料的损伤 开裂性能, 分别采用修正Duncan-Chang 模型以及ABAQUS 混凝土Concre te Damaged Plasticity 模型描述各材料的本构关系.根据有限元计算结果, 分析得到了过渡路段路面结构应力与差异沉 降的时空变化规律, 以及差异沉降导致路面结构损伤裂纹扩展直至破坏的发展规律, 并由此提出了 路桥过渡段差异沉降结构性控制标准.     

路基沉降试验研究及数值模拟

近年来,随着高速公路的快速发展,因路基沉降造成的公路病害问题日益突出。目前路基沉降的研究方法很多,本文通过在十慢高速公路填方路段进行路基沉降试验测试,并采用ANSYS软件进行数值模拟,来研究路基沉降规律。取路堤的一个断面,按照平面应变问题进行分析。土体定义为弹塑性材料来建立有限元模型。主要的结果有：a.高速公路在高填方路段的路基沉降主要由初始沉降、固结沉降、次固结沉降三部分组成;b.数值模拟的沉降量曲线具有单调递增性,存在反弯点,当时间趋于无穷大时,沉降量趋近于一固定值;c.路基运营阶段的沉降大部分为次压缩沉降,其数值很小。     

地质雷达技术在城市管道探测中的应用

地质雷达技术及装备引进我国大概有20年的经历,在这期间地质雷达技术以其对场地的适应性强、有效的探测深度、高于其它物探方法的探测精度、实时提供图像清晰直观的探测图像,现场对探测结果进行评价和非破坏性的无损测试方式的特点在交通、水利水电、市政建设和工程质量检测领域得到了广泛应用。本文对此进行了简要的回顾,在总结地质雷达特点的基础上,就其有效探测深度进行了讨论,指出地质雷达的探测深度与天线频率有关,更与地下地质介质的物理性质存在密切的关系,因此,工程物探依然要与地质相结合。并以一个城市地下管道的探测实例来说明地质雷达探测工作的效率和探测结果的可靠性。     

路基膨胀土特性及其对路面破坏的影响分析

针对广西平百公路田阳县境内K1516~K1531路段路面破坏特别严重的现象,在该路段8处路面损坏程度不同的位置取路基土进行试验,找出了该路段路基土绝大部分为膨胀土,以及不同类别膨胀土的变形规律.在此基础上,用计算示例分析说明:在相同的材料和施工条件下,该路段路面之所以破坏严重,是由于路基内膨胀土受外界气候影响产生不均匀的反复胀缩变形引起的;且一般是路基内膨胀土的胀缩性越强,与其对应的路面损坏就越严重.文章的分析结果为该路段路面的改造治理提供了理论基础.     

江苏东部海相软土路基沉降速率控制标准讨论

论文总结了江苏省东部沿海地区某高速公路的预压期和路面施工期的路基沉降速率变化情况,并结合规范中高速公路工后沉降的标准,提出了该地区高速公路的路基沉降速率控制标准。分析认为路基沉降速率控制标准目前常用的控制标准较为笼统,对于一般路段显得过于保守,而与桥台与路堤相邻处的工后沉降控制标准较为吻合。     

高速公路高填方湿陷性黄土路基拓宽不均匀沉降处治技术

对内蒙古赤承高速公路工程拓宽路段结合部整体稳定性进行理论分析和试验验证,提出适合于高速公路拓宽路段工程处治技术,有效地减少新老路基的不均匀沉降,增强加宽路堤的整体稳定性,保证路面的使用寿命,为今后的公路工程拓宽路段建设提供技术支持.     

旧路拓宽不均匀沉降的有限元分析

采用大型有限元分析程序ANSYS,对青岛市滨海公路北段连接线升级改造工程薄弱路段进行了数值模拟.运用DP材料模拟土体的非线性,采用单元生死技术模拟新老路基不同时间段的沉降.通过分析旧路拓宽中路基的沉降变形以及应变发展情况,得到一些有意义的研究结果.结果表明,该路段的新老路基存在明显的不均匀沉降,沉降差值在控制标准范围内;易破坏区位于新老路基交界区域以及新路基坡脚处,应给予重点关注.     

超浅层顶管施工引起路基地层移动数值模拟

覆盖土层薄的超浅层顶管穿越路基施工引起管道周围土体移动会对路面结构造成破坏。结合实际工程,运用有限元模拟超浅层顶管穿越路基引起的地层移动和现场地表变形监测,研究了管道摩擦力、注浆率、顶推力、路面交通荷载等因素对覆盖土层变形的影响。研究表明:地层移动是先隆起后沉降,覆盖土层下部的移动速度比表层的大;地表变形的有限元计算结果和现场实测数据基本吻合;超浅层顶管施工对浅埋覆盖路基土层移动,横断面地表沉降变形在工具管纵向通过2倍顶管外径后基本趋于稳定,横向地表沉降沿侧向分布近似为正态分布,主要影响范围在顶管轴线左右两侧各1.5倍顶管外径的范围内;变形要求严格的地面下进行超浅层顶管施工,可以通过有限元分析对周围环境影响程度的评价。     

综合物探方法在水域穿越工程中的应用研究

基于对水域瞬变电磁法及高密度电阻率法理论基础、技术特点及其方法局限性的分析,结合涪江穿越探测实例,提出综合运用两种方法进行地质条件探测,探讨综合物探的工作方法技术、数据采集方法、资料处理与解释方法等在水域穿越工程应用的特殊性。工程应用研究的结果表明:综合物探方法,既可以弥补水域瞬变电磁无法定量计算视电阻率的缺陷,又可以对两种方法的探测结果相互验证,排除由干扰引起的假异常,从而有效地查明了工作区域的地质条件,为顺利施工提供了基础技术保障。     

城市交通微循环系统优化设计方法

为充分利用城市交通微循环道路资源以有效缓解路网交通拥挤,在分析交通微循环系统特征的基础上,设计了完整的城市交通微循环系统优化方法.以缓解区域路网交通拥挤为优化目标,依据交通流特征与交通需求定位城市主干道路网的拥挤路段,然后建立微循环绕行路线的搜索模型,能够确定需进行道路条件与交通组织优化的微循环路段,并生成静态交通标志与可变信息板的布设地点.以曲靖市中心城区交通微循环系统优化为实例,验证了所提出优化方法的有效性.     

基于交通效益的路段无控制人行横道设置

为了使人行横道更好地服务于过街行人,同时不对道路上的车辆产生过大影响,对路段无控制人行横道的设置条件和选址进行了研究.分析了路段上设置与不设置无控制人行横道两种情况下的行人和机动车的运行特征,提出两种情况行人过街条件下交通总费用的计算方法,通过对比提出以总体交通效益最大为目标的路段无控制人行横道设置依据,给出分析计算流程.以交通系统的交通总费用最小为目标建立路段无控制人行横道设置的优化选址模型,采用枚举法和遗传算法进行优化选址,分别给出了计算流程和实例验证.可以用于指导城市道路路段无控制人行横道的设置,优化行人过街环境.     

冰雪天气下的区域交通状态实时判别

在研究现有常态天气下交通状态判别的基础上,充分考虑冰雪灾害对道路通行能力的影响,提出了适用于冰雪天气条件下的路段和交叉口的交通状态判别方法。同时考虑道路的等级、路段的通行能力以及路段长度等因素,确定了路段和交叉口的交通状态权重,实现了区域交通状态实时判别。最后利用TransModeler微观仿真软件对本文方法进行了验证。结果表明:该方法判别准确度较高、判别时间较短,为冰雪条件下交通状态研究提供了新的思路。     

城市道路交通系统抗震韧性研究进展

城市的抗震韧性建设已成为国际社会关注的重要议题。作为城市中最关键的基础设施系统之一,道路交通系统在历次大地震中均遭受严重的损坏甚至丧失功能,极大地阻碍震后应急救援和恢复重建工作的开展,造成巨额的间接损失和深远的社会影响。为此,如何有效评估潜在地震威胁下道路交通系统的抗震韧性水平,并提出科学合理的改进建议,对韧性城市的建设以及人类文明的可持续发展具有重要的理论意义和实用价值。本文首先介绍韧性城市理念的发展历程,以道路交通系统为主要研究对象,阐述抗震韧性的定义和内涵;然后,分别从道路交通系统的震后功能评估方法、抗震韧性评价指标、震后恢复策略和震前加固策略4个方面,系统性地总结现有研究的主要方法与成果,并指出当前研究的局限性;最后,对未来的研究趋势进行展望。     

基于K-均值聚类算法RBF神经网络交通流预测

针对目前道路拥堵等交通问题,本文采用K-均值聚类算法对径向基函数(radial basis function,RBF)网络进行优化,通过K-均值聚类算法把所有的输入样本进行统一聚类,求得所有隐含层节点的RBF中心值Ci,并用最小二乘法(LMS)进行RBF网络的权值调整,同时在一定的时间和路段内对车流量进行数据采集,通过建立RBF神经网络模型,运用Matlab软件把采集的数据、图像进行计算机仿真,仿真结果表明,未加入K-均值聚类的RBF神经网络,其预测输出曲线大致可以和实际输出曲线拟合,但在数据波动较大的时刻,预测曲线的收敛速度偏慢且效率偏低;而采用K-均值聚类算法的RBF神经网络,在实际输出波动较大时,预测输出的曲线收敛速度和准确度都较高,因此,本研究相对于普通的BP神经网络,有更高的预测精度和较好的收敛性。该研究适用于市区内的交通流预测。     

基于系统科学理论对交通流量预测的研究方法

随着经济的高速发展,城市化进程在不断加快．针对道路交通拥挤和交通控制等问题进行研究;基于系统科学理论研究分析城市道路交通系统结构的特性,研究利用这些特性进行道路交通拥挤预测和拥挤控制的模型,进而提出道路交通拥挤控制或缓解的措施和方法．     

基于混合传感器网络的城市智能交通系统构建

实时交通流信息的获取手段日益丰富,其应用正向着实时动态智能交通调控,实时交通信息服务及二者集成的方向发展.如何通过多样化的采集手段高效获取高准确度的实时交通流信息,并应用于上述三个方面是智能交通系统建设需要面对的问题.针对上述问题,结合国内外现有理论与实践的状况,依据传感器绝对地理位置动态特性的不同,提出了基于混合传感器网络(即基于无线移动传感器和固定传感器网络)的城市智能交通系统建设架构.该解决方案基于路段前置机,支持高实时性的分布式多级数据融合计算,较好解决了现有多类传感器系统彼此独立、集中式处理造成的实时性低下、结果不可靠等问题.相对于单纯的无线传感器网络,具有更高的现实可行性.     

城市快速路交通事件影响范围预测模型

为研究交通事件对城市快速路交通流的影响,在对MCTM模型进行改进的基础上,建立快速路交通事件影响范围预测模型.该模型针对城市快速路交通流的亚稳态现象,模拟亚稳态区域的交通流状态;同时考虑交通事件对元胞主要特征参数的影响,并结合事件发生的不同位置,对元胞设置进行调整;最后提出事件影响长度的概念,并将其作为交通事件影响范围的评价指标.以北京市局部道路网为研究对象,结合交通事件的相关数据,对该模型进行了参数标定和实例分析.结果表明,仿真数据的变化趋势与实测数据基本一致,且误差在可接受范围内.模型能清晰地反映出不同时刻各个路段的交通流状态,可有效地确定城市快速路交通事件的影响范围.     

考虑右转车干扰的信号交叉口直行车辆轨迹预测

相交道路右转车辆干扰下的直行车辆轨迹扰动现象成为城市道路信号交叉口交通运行的安全隐患,为提高直行车驾驶人对驶入右转车辆的应对能力并做出正确决策,对于直行车辆扰动轨迹的可靠预测至关重要。研究通过将不同状态下的直行车辆轨迹分布特征与相交道路右转车运行信息相关联,在车辆受扰轨迹识别的基础上将碰撞时间（TTC）指标作为输入层加入模型,构建了3层高斯混合-输入输出隐马尔可夫模型（GMM-IOHMM）,提出了一种考虑信号交叉口被交道路右转车对本面直行车作用程度的直行车辆受扰轨迹预测方法。实验结果表明:改进模型相比于传统的隐马尔可夫模型（HMM）在模型训练时能够更好地拟合实际的轨迹数据,且相比于传统的时间序列模型,GMM-IOHMM模型的拟合效果取得较大提升;可将TTC≤4.5 s且偏航角大于2.35°作为直行车辆轨迹扰动的判别标准。轨迹预测结果能够更加准确地判断直行车辆与周围车辆发生冲突的可能性,可作为受扰直行车及同行其他车辆辅助驾驶系统设计的重要依据。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

利用地质雷达准确检测隧道衬砌中存在的各类病害的位置和规模并据此对其进行有效治理对于保障道路运输安全有重要的意义。通过几个具有代表性的工程实例,对二衬厚度的拾取、钢筋网和钢拱架的识别、脱空异常和衬砌后回填不密实异常的雷达检测图像进行了分析总结,对于正确分析地质雷达检测资料有很好的参考价值。