滨海细砂路基土动态回弹模量试验研究

为了评判细砂路基长期性能和工程适用性,以海南省某公路沿线广泛分布的两种细砂为例,使用室内重复加载动三轴试验方法进行动态回弹模量试验。试验结果表明,在较为不利的物理状态下两种砂样的动态回弹模量值仍然高于30MPa,同时细砂动态回弹模量对含水率的敏感程度较低较黏土与粉土低,可见良好压实的细砂路基的长期性能将更稳定。三参数复合模型对试验测试结果拟合程度较好,相关系数大于0. 97。基于相关物性指标建立一套具有较高的准确度的模型参数回归方程,可在预估区域内其他细砂的动态回弹模量时起到一定的参考作用。     

干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构影响

利用室内承载板法分析干湿循环作用下压实红黏土回弹模量变化规律,以壳牌设计软件BISAR3.0为计算工具,计算了干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构的力学特性影响。结果表明:压实红黏土回弹模量值随干湿循环次数的增加而衰减,其中第1次衰减很大,经过3~5次干湿循环作用后,回弹模量基本都在10~15 MPa。面层层底弯拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而减小,基层、底基层层底拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而增加。底基层层底弯拉应力、应变与红黏土土基回弹模量的关系可用对数来拟合。结构层厚度随红黏土土基回弹模量的减小而增大,经第1次干湿循环其结构层厚度增加19.32%,当回弹模量稳定后其厚度增加21.59%。     

基于地下水变位的路基顶面当量回弹模量预估

在分析总结国内外关于非饱和土土壤水分特征曲线相关研究资料的基础上，结合所提出的3种土的回弹模量预估方程，探讨建立基于地下水位变化的路基顶面当量回弹模量预估模型，并根据上海市罗山路实测数据对其进行验证分析．分析表明，该模型可以较为准确地预估路基顶面当量回弹模量．     

土石混填路基动态回弹模量与压实度的关系

动态回弹模量作为一种路基强度指标,可以真实地反映路基动态特性。通过测试相同碾压条件下路基的动态回弹模量与压实度,并对其进行回归分析,建立了动态回弹模量与压实度的关系模型,研究了动态回弹模量与压实度之间的相互关系。最后应用所得模型对现场质量检测进行控制。结果表明：4d检验法与格拉布斯检验法处理后,所选材料动态回弹模量与压实度的关系模型可用对数回归模型表示。采用动态回弹模量检测技术,可以较好地实现路基压实度的无损检测。     

路基土回弹模量湿度调整系数预估研究

选取了几种代表性的路基土样,采用UTM(万能材料试验机)动力三轴试验系统,测试不同湿度下的回弹模量,分析湿度对路基土回弹模量的影响规律,利用测试结果,对Witczak回弹模量湿度调整系数模型中的参数进行校正,建立适用于我国粗细粒土组的湿度调整系数预估模型.结果表明,路基土湿度在最佳含水率饱和度±20%区间内,模量调整系数与饱和度差值近似呈线性关系,而当湿度低于最佳含水率饱和度20%以上时,模量调整系数受饱和度变化的影响很小.针对不同类型土组,应用建立的模型,推荐了回弹模量的湿度调整系数,可结合室内回弹模量测试,反算路基在实际湿度状况下的回弹模量值.     

重载铁路路基动回弹模量影响因素及预估模型

为准确预测重载铁路路基不同工作区域的动回弹模量,对动三轴加载序列进行重新设计,之后进行不同含水程度和不同压实程度状态下的动三轴序列加载试验。分析动回弹模量影响因素,并采用预估模型对动回弹模量进行回归分析。研究结果表明：动回弹模量随动应力幅值增大而减小,平均减小率为9.77%;动回弹模量随围压的增大而增大,平均增长率为16.16%。土体含水率与干密度的变化会导致动回弹模量发生变化,当动应力幅值较大时,动回弹模量变化趋近于线性变化。此外,综合考虑动应力和围压影响的Ni模型与试验结果具有良好的相关性,可以为重载铁路路基设计提供理论基础和经验参数。     

重载铁路路基动回弹模量影响因素及预估模型分析

为准确预测重载铁路路基不同工作区域的动回弹模量,对动三轴加载序列进行重新设计,之后进行不同含水程度和不同压实程度状态下的动三轴序列加载试验。分析动回弹模量影响因素,并采用预估模型对动回弹模量进行回归分析。研究结果表明:动回弹模量随动应力幅值增大而减小,平均减小率为9.77%;动回弹模量随围压的增大而增大,平均增长率为16.16%。土体含水率与干密度的变化会导致动回弹模量发生变化,当动应力幅值较大时,动回弹模量变化趋近于线性变化。此外,综合考虑动应力和围压影响的Ni模型与试验结果具有良好的相关性,可以为重载铁路路基设计提供理论基础和经验参数。     

基于长记忆特性的死亡率模型研究

【目的】为了在实际应用中准确估计死亡率,提出基于长记忆特性的死亡率模型。【方法】选取个体死亡率数据,构建长记忆性死亡率模型进行研究。首先根据R/S分析(rescaled range analysis,重标极差分析)法估计死亡率队列的Hurst指数;然后利用长记忆性Milevsky-Promislow死亡率模型和Milevsky-Promislow死亡率模型对个体死亡率数据进行拟合对比;最后采用长记忆性死亡率模型预测个体死亡率,并将其应用到中国寿险业经验生命表中。【结果】能够捕捉长记忆性的死亡率模型对个体死亡率的拟合效果更好,队列的初始年龄、性别因素对拟合效果有一定的影响,且该模型对死亡率的预测较为准确。【结论】本研究通过构建长记忆性死亡率模型,为提高死亡率拟合预测效果提供了理论方法。     

基于贝叶斯方法的蒙古栎林单木树高-胸径模型

【目的】贝叶斯统计法在提高参数稳定性上有较大的优势,但在森林生长模型中的应用并不多见。研究贝叶斯方法在树高-胸径模型中的应用,改进模型参数的估计方法,为蒙古栎天然林树高生长预测提供支持。【方法】以蒙古栎天然异龄林为对象,基于197块蒙古栎天然异龄林固定样地数据,采用传统极大似然法、贝叶斯法估计树高-胸径基础模型,以及极大似然法与层次贝叶斯法估计树高-胸径混合效应模型。随机抽取80%的样地数据用于建立模型,剩余的20%用于检验模型,基于基础模型与混合效应模型,利用经典概率统计法(极大似然估计)、有先验信息的贝叶斯统计法和层次贝叶斯统计法进行参数估计,分析模型的表现和参数分布。模型的拟合效果通过绝对平均误差(MAE)、相对平均误差(RME)、均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RMSE%)、决定系数(R²)、赤池信息准则(AIC)和偏差信息准则(DIC)指标来确定。【结果】对于基础模型,有先验信息的贝叶斯统计参数可信区间集中。对于混合模型,层次贝叶斯法估计的固定效应参数可信区间较传统方法更为集中,但随机效应参数可信区间相较极大似然法的置信区间更为扩散。使用层次贝叶斯混合效应模型的拟合效果最好,其决定系数R²为0.946。MAE、RMSE和RMSE%指标显示,层次贝叶斯法估计的模型精度最高,其次为极大似然估计的混合效应模型,贝叶斯法估计的基础模型以及极大似然估计的基础模型精度较低。【结论】层次贝叶斯统计法在拟合树高-胸径模型方面具有明显的优势,拟合效果最好,模型预估精度最高。此外,层次贝叶斯法能够以之前建立的模型结果作为先验信息而建立新的模型,是森林经营单位更新模型的可选方法之一。     

路基弯沉检测标准

针对<公路路面基层施工技术规范>(JTJ 034-2000)中路基弯沉检测方法存在的不足,结合西安-户县高速公路试验路实体工程,对土样进行室内轻、重型击实标准回弹模量试验,现场检测土基回弹弯沉值、回弹模量和压实度等指标,对检测数据进行回归分析,得出土基回弹模量与稠度、压实度的关系,进而推出季节影响系数与稠度关系.结果表明:西安地区土基回弹模量设计取值宜在规范基础上提高20%～40%;结合回归得出的土基回弹模量与土基顶面弯沉的关系,可以得到路基顶面弯沉检测标准,从而为路基弯沉检测提供依据.     

冻融循环下粗粒土路基动回弹模量衰变规律研究

为明确冻融循环对粗粒土路基力学特性的影响,借助动三轴试验系统,研究了不同含水率、不同应力加载路径和不同冻融循环次数下粗粒土动回弹模量的变化规律,并在此基础上提出粗粒土动回弹模量调整系数及衰变规律的拟合公式.试验结果表明:动回弹模量随着含水率的增加呈现减小的趋势,含水量4％对应的动回弹模量最大,不同含水率之间对应的动回弹模量差值在经过冻融循环作用后不会发生较大的变化;偏应力一定时,围压与动回弹模量呈正相关,围压一定时,偏应力与动回弹模量呈负相关;动回弹模量随着冻融循环次数N的增加整体呈衰减趋势,衰变过程可分为快速衰减(N=0～3)、缓慢衰减(N=3～5)及衰减停止(N=5～7)3个阶段.研究成果可为我国季节性冰冻区公路路基强度设计提供参考依据.     

粉土动态回弹模量试验研究

利用动三轴试验,研究粉土动态回弹模量的影响因素及其规律,分析动态回弹模量对偏应力、侧应力和体应力的依赖关系,在回弹模量本构预估模型的基础上,采用偏应力和体应力为变量的动态回弹模量本构模型对试验数据进行回归分析.结果表明:动态回弹模量随围压和压实度的提高而增大,随循环偏应力和含水量的增大而减小.所选模型具有较高的决定系数,证明所选模型具有较高的合理性与可靠性,同时获得了不同含水量和压实度下粉土的动态回弹模量预估模型,可为基于动力学的路面结构设计提供参数.     

基于半连续两部模型的保险损失预测

【目的】提高保险领域中保单累积损失预测的准确率。传统的Tweedie回归模型只能对非零均值建立回归模型,却不能对零概率建立回归模型,从而导致该模型的拟合效果并不理想。【方法】考虑到保单损失数据中往往包含着大量的零索赔,此时可视其为一种半连续型数据。因此,基于半连续两部模型,并考虑到累积损失中非零连续部分的分布类型,提出3种不同的累积损失预测模型,并结合一组实际损失数据进行模型对比分析。【结果】与Tweedie回归模型相比,本研究所提出的半连续两部回归模型的赤池信息准则值(Akaike information criterion, AIC)和贝叶斯信息量准则值(Bayesian information criterion, BIC)更小,具有较好的拟合效果。【结论】本研究结果可为保险领域中的保单累积损失预测提供参考。     

基于贝叶斯优化高斯过程回归法的再生混凝土力学性能预测

为了更准确地预测再生骨料混凝土的抗压强度与弹性模量,建立了一个比以往研究大的数据库,具有730组数据,为建立可靠的预测模型奠定了基础。提出了贝叶斯优化的高斯过程回归方法,选取再生粗骨料体积分数、水灰比、混合粗骨料吸水率、细骨料与总骨料比、粗骨料与水泥比、混合粗骨料饱和表面干密度等6个参数作为影响因素,同时建立了再生骨料混凝土抗压强度和弹性模量预测模型。通过比较抗压强度、弹性模量的预测值与实验值,发现二者较为接近,说明该方法具有一定的可靠性。将贝叶斯优化的高斯过程回归与高斯过程回归、支持向量机回归、随机森林回归、人工神经网络进行比较,并选取4个统计指标对模型进行评价,结果表明贝叶斯优化的高斯过程回归预测抗压强度和弹性模量精度较高,相关系数分别达到了0.91和0.93。这说明贝叶斯优化的高斯过程回归方法对预测再生骨料混凝土的抗压强度和弹性模量同时适用。     

路基非饱和土动态回弹模量计算模型对比研究

作为路面结构设计的关键参数,对动态回弹模量的可靠计算一直是工程界不断探索的课题。本文收集并分析国内外已有关于路基土回弹模量的计算模型,根据自变量的不同属性,将计算模型归为两大类,第一类为将应力水平作为变量(I型),第二类是将表征湿度状态的基质吸力作为变量,这其中又分为两个子类,一是将基质吸力引入耦合到应力变量中(II1型);二是将基质吸力剥离出来作为独立变量(II2型)。然后结合2种土样的循环动三轴试验数据,对3类计算模型的可靠性及适用性进行对比评价。结果表明：将基质吸力作为单独变量(II2型)的计算模型能更真实的反映非饱和路基土动态回弹模量的变化规律,拟合度较高。     

华北落叶松天然次生林树高曲线的混合效应模型

【目的】建立华北落叶松天然次生林树高曲线,为森林可持续经营提供技术支撑。【方法】基于116块华北落叶松天然次生林样地单木数据,从11个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。考虑地域和样地对树高曲线的干扰,基于94块样地利用带哑变量的非线性混合效应模型构建了树高曲线,并对22块样地数据进行验证。【结果】利用全部数据拟合11个备选模型,其中最优模型是Logistic方程,决定系数为0.765 3,均方根误差为3.279 4。引入哑变量和随机效应后,所建模型决定系数为0.915 2,均方根误差为1.892 2,与基础模型相比拟合精度显著提高。验证数据结果表明,带哑变量的非线性混合模型对树高的预测效果良好。【结论】样地随机效应对华北落叶松树高曲线干扰较大,当模型考虑这些随机效应对树高曲线的影响时能显著提高模型预测精度。该模型可用于华北落叶松天然次生林其他样地树高的预测。     

面层沥青混合料抗压回弹模量的取值

基于沥青混合料抗压回弹模量的大小与材料的力学性能密切相关,通过收集既有的沥青混合料抗压回弹模量的数据,建立了沥青混合料抗压回弹模量的数据库,运用正态分布方法,得到了不同条件下的沥青混合料抗压回弹模量代表值.研究结果表明:沥青混合料抗压回弹模量与沥青的类型、温度条件、沥青质量分数之间的变化关系基本符合既有的研究结果,对大数据进行数学处理,获得的代表值具有较好的代表性;利用数学回归方法,建立不同条件下的沥青混合料抗压回弹模量预测方程,经过验证,所建立的沥青混合料抗压回弹模量对数模型具有较高的拟合精度与再现性.     

湿度波动下黏质土路基回弹模量演化规律

历经多次干湿循环的路基土,其力学性能劣化现象非常突出,路基的路用性能也随之衰减.基于室内试验研究含水率周期性变化对路基回弹模量的影响规律.遵循现场测试含水率变化态势,利用"透水石渗水—静置—烘箱脱水—透水石渗水—静置—烘箱脱水……"一系列湿度循环来模拟现场路基土的含水率波动过程,同时测试其回弹模量.结果表明:黏质路基土回弹模量受含水率变化的影响非常明显,回弹模量随湿度循环次数的增大而减小;在相同的应力状态下,黏质路基土的平衡含水率越高,其回弹模量值对含水率的周期性变化越敏感,且回弹模量值趋于不稳定状态.     

考虑持水能力的黄泛区高液限黏土路用压实标准

黄河下游冲淤积在山东省形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失.本文从施工期和运营期2个阶段对土体的强度和模量进行了试验探讨.黄泛区高液限黏土主要由高含量的磨圆粉粒及黏粒组成,高于最优含水率压实时,土体表现出空气体积率低、饱和度高的特点.基于滤纸试验,发现高进气值导致土体具有很强的持水性.基于不排水、不排气的三轴试验,获得了不同压实状态下土体归一化静强度和抗剪强度指标与饱和度、空气体积率的相关关系.该类土存在的最优饱和度为79%(相应空气体积率为8%).相较于土体的强度特征,黄泛区高液限黏土回弹模量受含水率的影响更敏感,含水率由20%增加至23%时,尽管路基依然保持稳定,但回弹模量的大幅衰减导致路基压缩应变增加近200%.结合我国和日本的路基压实控制标准,提出黄泛区高液限黏土的填筑含水率不应高于23%,空气体积率不高于8%(即压实度控制在90%及以上),以保证土体强度和模量的长期稳定性.     

基于两点路表弯沉反算土基回弹模量的研究

基于层状弹性理论,利用远离承载板中心的两点路表变形响应反算土基回弹模量。根据半刚性基层沥青路面常用路面结构组合形式,构建土基回弹模量与两点路表弯沉值之间一一对应的数据库,建立回归模型。由理论弯沉盆和实测弯沉盆的预测结果表明,建立的土基回弹模量回归预测模型具有良好的精度和可靠性,为进一步快速、有效地评定土基的承载能力提供了依据。